[发明专利]采用光反应-点击反应方法合成一类含氮杂环氟碳表面活性剂及其水相胶束的制备

说明书

本发明属于有机光化学，有机氟化学和药用表面活性剂化学交叉领域，特别涉及到采用光反应‑点击反应方法合成一类含氮杂环氟碳表面活性剂及其水相胶束的制备。采取了光反应合成中间体1‑N‑(3‑叠氮基丙基)‑3‑甲基‑3‑全氟辛基‑5‑甲氧基‑吲哚酮，用紫外‑可见光照射进行光化学分子内闭环反应，然后在硫酸铜/抗坏血酸钠的催化下，上述中间体与单丙炔基‑单甲基‑聚乙二醇进行点击反应制得一类含氮杂环氟碳表面活性剂。本发明的绿色合成方法简便易行，合成过程中均使用了低毒高效并且商业化的绿色化学试剂，是一种原子经济性的合成方法。制备方法已通过实验室小量合成试验并获得成功。随后制备了该类含氮杂环氟碳表面活性剂的水相胶束并进行了表征。

技术领域

本发明属于有机光化学，有机氟化学和药用表面活性剂化学交叉领域，特别涉及到特别涉及到采用光反应-点击反应方法合成一类含氮杂环氟碳表面活性剂及其水相胶束的制备。

背景技术

本发明对于背景技术的描述与本发明相关的相关技术，仅仅是用于说明和便于理解本发明的内容，不应理解为申请人明确认为或推定申请人认为是本发明在首次提出申请的申请日的现有技术。

氟碳表面活性剂，系由一般氢碳型表面活性剂分子中烷基的氢原子被氟原子置换而成，即由氟碳链代替通常的疏水基氢碳链。氟原子和碳原子的键合能力强(4.86×10⁵J/mol)而赋予氟碳表面活性剂以各种特殊性能，氟原子的屏蔽作用使氟碳型表面活性剂的稳定性更加提高，使之具有耐化学药品性及热稳定性。其水溶液的表面张力非常低(～2×10^-6N/cm)。其特殊疏水性和疏油性是氢碳型表面活性剂所不具备的。低的表面张力意味着做较少的功就能使表面展开，容易形成薄膜及容易形成泡沫。随着氟碳链长度的增加，其表面活性增加。氟碳表面活性剂，当其碳原子数达到8～12时表面活性为最佳。氟碳表面活性剂因其独特的表面性质，如低表面能、自清洁性、良好的耐受性等，广泛应用于食品包装、船舶抗微生物吸附涂层材料等。将氟碳表面活性剂同时引入到材料中，可获得具有优异抗菌性能的材料，也是当今抗菌材料研究和开发的重要方向。因此开发新型氟碳表面活性剂具有重要意义和实用价值。

含氟的有机分子的合成主要有：1.将氟基团直接引入有机分子，这已在药物化学中得到广泛应用。2.将含氟的分子单元通过官能化氟化试剂(例如，梅本试剂，Togni试剂等)在有机分子中引入新的含氟官能团，因此是合成有机氟化合物最有效的方法之一的途径。在此背景下，芳基磺酰基丙烯酰胺最近被认为是一种用于氟化官能化的多功能烯烃底物，其可以通过芳基磺酰基丙烯酰胺基团的三氟甲基化/芳基迁移/脱磺酰化级联反应，生成α-芳基-β-三氟甲基酰胺。

近年来，由于绿色化学迅速发展，合成作为一种环境保护化学方法得到了广泛的关注，光化学反应的中间体具有区别于传统热化学反应中间体的基态电子构型的特点。所引发的化学转化的活化能非常低，因此光反应往往在室温条件下就可以有效发生。而且光反应与传统热化学反应过渡态性能有大的差异，因此可以实现热化学反应难以实现的化学转化。绿色环保的光化学反应也可以用来合成含氟有机化合物，通过基于金属钌Ru的光氧化还原催化，使用CF₃SO₂Cl 作为CF₃来源的芳基磺酰基丙烯酰胺基团的相似自由基级联反应，达到引入含氟分子单元的目的。而功能氟碳表面活性剂的光化学合成未见报道。

基于申请者之前的工作中研发的系列光化学合成天然杂环化合物以及药物中间体的方法(Tetrahedron Letters 2017,58,329-332；Tetrahedron Letters 2017,58,2127-2130)，以及点击化学合成生物功能分子及其胶束体系的制备的方法(BioorganicMedicinal Chemistry.2013,21,6366-6377)。我们尝试将绿色光化学合成-点击化学合成方法结合应用到功能氟碳表面活性剂的制备反应中，使得该功能氟碳表面活性剂的合成进一步简便化，环保化和绿色化。相关的一类含氮杂环氟碳表面活性剂的制备方法在实验室中得到了成功的应用。在上述工作的基础上，我们进一步的制备了该类含氮杂环氟碳表面活性剂的水相胶束。