三氯乙酰异氰酸酯的合成和作用

简介

三氯乙酰异氰酸酯作为一种新兴的功能性甜味剂，正在逐渐被人们认识。随着对三氯乙酰异氰酸酯制备、生理活性、质量指标等方面的深入研究，三氯乙酰异氰酸酯必将在食品、医药、化妆品等方面有广泛的应用前景[1]。

图1 三氯乙酰异氰酸酯的结构式。

合成

图2 三氯乙酰异氰酸酯的合成路线[2]。

取200ml的三颈烧瓶，加入4-溴联苯20.0 g、t-丁醇钠8.64 g和醋酸钯84 mg。再将搅拌棒置于其中，烧瓶两侧设置橡胶帽。中心颈部设置了回流的冷凝器，并在其上设置了三通旋塞和充氩气的气球，通过真空泵将系统内部的氩气三次替换为气球内的氩气。然后用注射器将120ml的脱水甲苯、4.08 mL的苄胺和338 μL的三-t-丁基膦通过橡胶隔膜加入，在室温下搅拌5分钟。接下来，将烧瓶置于油浴中，在搅拌溶液的同时逐渐加热至120 °C。7小时后，将烧瓶从油浴中取出终止反应，在氩气环境下静置12小时。将反应溶液转移到分离漏斗中，加入600 mL二氯甲烷溶解沉淀。有机层用120毫升饱和盐水洗涤，然后在无水碳酸钾上干燥。将碳酸钾过滤得到的有机层溶剂进行蒸馏，得到的残渣中加入400 mL甲苯和80 mL乙醇。将装有干燥管的烧瓶加热至80 °C，使残留物完全溶解。然后，烧瓶放置12小时，慢慢冷却到室温，从而加快再结晶。沉积晶体经过滤分离，60℃真空干燥，得到13.5 g N，N-二-(4-联苯基)-苄胺。然后取300ml单颈烧瓶，加N，N-二(4-联苯基)-苄胺1.35 g，钯-活性炭黑135 mg(重量10%)，加氯仿100 mL，乙醇20 mL溶解。接下来，在烧瓶中放入搅拌棒，然后在烧瓶上安装一个装有装有2升氢气的气球的三通旋塞。烧瓶内部用真空泵充了10次氢气。将损失的氢气重新充入，再次将氢气体积设置为2 L，然后在室温下大力搅拌溶液。搅拌30小时后，加入100 mL二氯甲烷，过滤分离催化剂。然后，将得到的溶液转移到分离漏斗中，用50 mL碳酸氢钠饱和水溶液洗涤，然后分离有机层，在无水碳酸钾上干燥。过滤后，将溶剂蒸馏，所得残渣中加入50 mL甲苯重结晶。沉积的晶体经过滤分离，在50℃真空干燥，得到0.99 g三氯乙酰异氰酸酯。合成路线如图2所示。

作用

随着人民生活水平的不断提高，人们对于美容保健的要求也越来越高，美容保健食品也呼之而出。由于三氯乙酰异氰酸酯在体内起到保湿、润滑的作用，能够促进蛋白聚糖的生物合成，增加皮肤中透明质酸的含量，可以改善随着年龄增长蛋白多糖减少而导致的肌肤润泽度降低和关节疼痛、老化现象，起到美肤作用[3]。所以将三氯乙酰异氰酸酯开发成美容食品和营养保健食品以及治疗关节炎的机能性食品具有较高的经济意义和社会意义。三氯乙酰异氰酸酯是一种还原性物质，具有潜在的免疫活性，可用作为食品的抗氧化剂和婴幼儿食品添加剂，也可开发成抗老化食品和抗肿瘤食品等[4]。

毒性

急性毒性试验表明三氯乙酰异氰酸酯是一种低毒有机物。此外，研究人员清楚地观察到，抗氧化酶活性实验证实三氯乙酰异氰酸酯不存在对斑马鱼的抗氧化系统有明显损伤，无神经毒性。此外，脂质过氧化表明斑马鱼肝脏和大脑中的丙二醛明显下降[5]。总的来说，三氯乙酰异氰酸酯对水生动物的健康发育没有明显的潜在风险生物和生态系统。作为一种绿色低毒有机物，三氯乙酰异氰酸酯在食品行业具有持续的应用前景。

参考文献

[1] B. Wang, R. Xu, E. Wallace, F. Lightstone, Y. Yang, P. Bisignano, A.E. Maciag, D.M. Turner, D.K. Simanshu, A.H.W. Chan, Z. Zhang, C.J. Brassard, T. Liao, Preparation of substituted quinazolines and pyridopyrimidines for inhibition of RAS, Theras, Inc., USA; Leidos Biomedical Research, Inc.; Lawrence Livermore National Security, LLC . 2022, p. 572pp.

[2] H. Han, P. Gao, C. Ma, P. Wang, W. Long, H. Zhang, L. Zhang, D. Liu, Synthesis of fused ring heterocyclic KRAS G12D inhibitors as anticancer agents, Jacobio Pharmaceuticals Co., Ltd., Peop. Rep. China . 2022, p. 93pp.

[3] Z. Wang, X. Zhao, Y. Chai, G. Yao, N. Li, Heterocyclic compounds as inhibitors of KRAS G12D and their preparation, Guangdong NewOpp Biopharmaceuticals Co., Ltd., Peop. Rep. China . 2022, p. 212pp.

[4] N. Papaioannou, J.M. Travins, S.J. Fink, J.M. Ellard, A. Rae, Imidazopyridinyl compounds as inhibitors of plasma kallikrein and their preparation, Shire Human Genetic Therapies, Inc., USA . 2022, p. 121pp.

[5] H. Cheng, J.-M. Vernier, Preparation of selective KRAS inhibitors, Erasca, Inc., USA . 2022, p. 106pp.