化學(xué)式與結(jié)構(gòu)特點(diǎn):其化學(xué)式為 C??H??O??H?O,分子結(jié)構(gòu)以酒石酸為基礎(chǔ),酒石酸分子中的兩個(gè)羥基分別與苯甲?;–?H?CO—)通過酯化反應(yīng)形成酯鍵相連,并且分子中含有不對(duì)稱碳原子,具有特定的手性構(gòu)型,呈現(xiàn)出左旋(L-(-))的光學(xué)活性,再結(jié)合一分子的水形成結(jié)晶水合物,這種結(jié)構(gòu)賦予了它獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)以及在手性識(shí)別等方面的特殊功能。
外觀:通常為白色結(jié)晶性粉末,外觀比較純凈、細(xì)膩,這種粉末形態(tài)便于在實(shí)驗(yàn)室、工業(yè)生產(chǎn)等場(chǎng)景中進(jìn)行準(zhǔn)確的稱量、投料以及與其他物質(zhì)均勻混合等操作,是常見的固態(tài)試劑形態(tài)。
溶解性:在有機(jī)溶劑中有一定的溶解性,例如在甲醇、乙醇等醇類有機(jī)溶劑中能夠較好地溶解,在丙酮、乙酸乙酯等極性適中的有機(jī)溶劑中也有一定溶解性;在水中的溶解性相對(duì)較弱,不過其結(jié)晶水部分會(huì)與周圍水分子有一定相互作用,整體在水中呈現(xiàn)出一定程度的溶解情況,但溶解量相對(duì)有限,而且溶解性還受溫度等因素影響,一般溫度升高溶解性會(huì)有所改善。
熔點(diǎn):有相對(duì)固定的熔點(diǎn)范圍,大約在 88℃ - 92℃之間(不同純度、測(cè)量條件等因素下可能稍有波動(dòng)),熔點(diǎn)是其物理性質(zhì)的重要表征之一,在熔點(diǎn)附近其固體狀態(tài)會(huì)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài),可輔助對(duì)其進(jìn)行鑒別以及判斷純度等情況。
酸性與反應(yīng)活性:分子中含有羧基等酸性官能團(tuán),具有一定的酸性,能與堿發(fā)生中和反應(yīng),生成相應(yīng)的鹽類,例如與氫氧化鈉反應(yīng)可生成鈉鹽等產(chǎn)物;其酯鍵在特定的酸堿環(huán)境下可參與反應(yīng),在酸性條件下相對(duì)穩(wěn)定,但在堿性條件下酯鍵可能發(fā)生水解反應(yīng),重新生成酒石酸以及苯甲?;鶎?duì)應(yīng)的產(chǎn)物等,不過在常規(guī)的儲(chǔ)存和應(yīng)用條件下,水解反應(yīng)通常受到控制,不易大量發(fā)生。
手性相關(guān)特性:作為手性化合物,它能夠與其他具有手性的物質(zhì)發(fā)生特異性的相互作用,尤其在對(duì)映異構(gòu)體的拆分方面表現(xiàn)突出。比如在一些外消旋體的藥物拆分中,它可以與其中一種對(duì)映異構(gòu)體優(yōu)先形成穩(wěn)定性不同的非對(duì)映異構(gòu)體鹽,通過結(jié)晶等分離手段將兩種對(duì)映異構(gòu)體分離開來,這一特性在藥物化學(xué)中用于獲取高純度的單一手性藥物分子非常關(guān)鍵,因?yàn)椴煌中缘乃幬锿谒幚砘钚浴⑺幮?、毒性等方面存在顯著差異。
穩(wěn)定性方面:在常溫、干燥、避光的常規(guī)儲(chǔ)存條件下相對(duì)穩(wěn)定,但對(duì)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高溫等較為敏感,強(qiáng)酸強(qiáng)堿容易破壞其酯鍵以及影響其酸性官能團(tuán)的存在形式等,高溫可能導(dǎo)致其結(jié)晶水失去或者引發(fā)分子結(jié)構(gòu)的分解等變化,從而改變其化學(xué)性質(zhì)和功能。
常見合成途徑:一般是以酒石酸和苯甲酰氯為起始原料來進(jìn)行合成。首先,將酒石酸溶解在合適的有機(jī)溶劑(如吡啶等,既能作為溶劑又可作為反應(yīng)的縛酸劑,吸收反應(yīng)生成的氯化氫)中,然后緩慢滴加苯甲酰氯,在一定的溫度和攪拌條件下,酒石酸的羥基與苯甲酰氯的氯原子發(fā)生親核取代反應(yīng)(也就是酯化反應(yīng)的一種形式),生成二苯甲酰酒石酸,之后經(jīng)過結(jié)晶、重結(jié)晶等操作,使其與一分子水結(jié)合形成一水合物,同時(shí)除去未反應(yīng)的原料以及可能的雜質(zhì)等,最終得到 L-(-)- 二苯甲酰酒石酸一水物產(chǎn)品;也可以采用其他的酯化反應(yīng)方法,如使用不同的催化劑、溶劑等,通過優(yōu)化反應(yīng)條件來提高產(chǎn)品質(zhì)量和合成效率。
藥物合成與拆分領(lǐng)域:是手性藥物拆分中常用的拆分試劑,很多藥物分子存在對(duì)映異構(gòu)體,而不同對(duì)映異構(gòu)體的藥理作用差異大,通過與外消旋體藥物形成非對(duì)映異構(gòu)體鹽,利用二者在溶解性、結(jié)晶性等方面的差異進(jìn)行分離,從而獲得單一手性的藥物,提高藥物的質(zhì)量和藥效,像在某些抗生素、心血管藥物等手性藥物的生產(chǎn)中有著不可或缺的作用。
化學(xué)合成與不對(duì)稱催化方面:在一些不對(duì)稱合成反應(yīng)中可作為手性助劑參與反應(yīng),輔助引導(dǎo)反應(yīng)朝著生成具有特定手性產(chǎn)物的方向進(jìn)行,為有機(jī)合成化學(xué)家提供了一種控制產(chǎn)物手性的有效手段,有助于開發(fā)新的手性化合物以及構(gòu)建復(fù)雜的手性分子結(jié)構(gòu),在天然產(chǎn)物全合成等研究領(lǐng)域有著重要應(yīng)用。
分析檢測(cè)領(lǐng)域:憑借其手性識(shí)別能力,可用于對(duì)一些手性化合物的分析檢測(cè),例如在高效液相色譜(HPLC)中作為手性固定相的添加劑,或者用于手性毛細(xì)管電泳等分析技術(shù)中,增強(qiáng)對(duì)不同手性化合物的分離和鑒別能力,提高分析檢測(cè)的準(zhǔn)確性和靈敏度。
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陳順