异丁酸酐的多种用途

理化性质

异丁酸酐，又名2-甲基丙酸酐，是一种有机化合物，化学式为C₈H₁₄O₃，分子量为158.195，无色透明液体，微溶于水，可混溶于乙醇、乙醚。有关该物质的部分性质数据有：密度0.954g/cm³，熔点-53℃，沸点182℃，折射率1.406（20℃），饱和蒸气压3.2kPa（92.4℃），在温度达到329℃时候，可以将其引燃。

有关研究

选用甘蔗渣为原料，在室温下，将其溶解在二甲基亚砜/1-甲基咪唑溶剂体系中，利用异丁酸酐为改性剂，对甘蔗渣进行均相改性研究。保持反应时间为180 min，将酸酐与甘蔗渣质量比从1∶1提高到6∶1时，甘蔗渣均相衍生化的反应得率由10.3％增加到49.2％；保持酸酐与甘蔗渣质量比为3∶1，将反应时间由15 min提高到45 min，反应得率由25.1％增加到27.4％，但进一步延长反应时间，反应得率略有下降，反应时间240 min时，反应得率降低至24.7％．利用FT-IR和CP/MAS 13 C-NMR分析发现，甘蔗渣与异丁酸酐发生了酯化反应，在甘蔗渣中引入了带有烷基的酯键基团．甘蔗渣中的碳水化合物和木质素分子均参与了化学反应[1]。

应用

药物合成中间体

如文献报道的优化16α-羟基泼尼松龙的合成工艺中[2]，以泼尼松龙为原料，经环化，水解，异丁酸酐酯化，β-消除，氧化，酯交换便可得到16α-羟基泼尼松龙。整个合成过程16α-羟基泼尼松龙反应总收率约为40%，其结构经核磁，高分辨质谱，XRD等确证。该工艺具有原料易得，反应条件温和等优点，更具应用价值。

亦或是一种泊沙康唑中间体(I)的制备[3]，具体如下步骤：原料在氮气保护下，非质子溶剂中，在Lewis酸催化下，与异丁酸酐在-40～0℃的温度下进行酯化，得到泊沙康唑中间体(I)的粗品，经过重结晶得到泊沙康唑中间体(I)。本发明的方法相比于酶催化反应原辅料价廉易得，操作工艺简单，收率较高，低成本，适合工业化生产。本发明的方法获得的泊沙康唑中间体(Ⅰ)，ee值大于99%，可以用于泊沙康唑的合成。

还有舒布硫胺[4]的合成，包括以下步骤：(1)将二硫化硫胺，DMAP和有机溶剂加入反应瓶中，控制温度在20-30℃，滴加异丁酸酐，滴加结束后进行缩合反应，反应时间为13h；(2)向上述反应液中加水，洗涤，萃取，分液，有机相浓缩，用无水乙醇溶解后，再加水析晶8-12h，过滤，干燥至恒重即可得舒布硫胺。该方法具有经济可行，安全环保，收率高，适合工业化生产的优点。

医疗诊断

异丁酸酐可以作为HBV肝硬化的医疗诊断过程中的诊断标志物[5]。为探讨HBV肝硬化不同阶段血清代谢物与超声无创定量肝病纤维化的相关性，选择2014年1月至2017年11月入院治疗的HBV肝硬化患者98例，所有患者均经过肝脏组织病理检查最终得到确诊。根据肝硬化不同时期分为代偿期(代偿组,n=44例)与失代偿期(失代偿组,n=54例)，采用-1H-核磁共振(NMR)方法测定两组血清中肌酸，乙酰乙酸，谷氨酸盐，谷氨酰胺，异丁酸酐五种代谢产物。采用超声定量检测代偿组与失代偿组肝包膜厚度，脾脏长径，脾脏厚度，脾门静脉内径，门静脉主干内径与胆囊壁厚度指标，采用SPSS Pearson相关性分析软件分析HBV肝硬化血清代谢产物与超声无创定量肝病纤维化的相关性。结果入组的98例肝硬化患者均经过肝脏穿刺活检病理检查，患者中代偿期44例，失代偿期54例。失代偿组肌酸，异丁酸酐血清代谢水平，均高于代偿组(P<0.05)。失代偿组乙酰乙酸，谷氨酸盐，谷氨酰胺水平，均低于代偿组(P<0.05)。失代偿组肝包膜厚度，脾脏长径，脾脏厚度，脾门静脉内径，门静脉主干内径与胆囊壁厚度，均大于代偿组(P<0.05)。SPSS Pearson相关性分析结果表明：HBV肝硬化血清代谢肌酸，异丁酸酐与肝包膜厚度，脾脏长径，脾脏厚度，脾门静脉内径，门静脉主干内径与胆囊壁厚度呈正相关性(P<0.05)；HBV肝硬化血清代谢乙酰乙酸，谷氨酸盐及谷氨酰胺与肝包膜厚度,脾脏长径，脾脏厚度，脾门静脉内径，门静脉主干内径与胆囊壁厚度呈负相关性(P<0.05)。也就是说，HBV肝硬化不同阶段血清代谢物表达存在明显的差异性，利用超声无创定量测定能反应患者肝脏纤维化严重程度，且与血清代谢物具有高度相关性，能为临床诊疗提供依据和参考。

高分子领域

树形聚酰胺-胺(Poly(amidoamine)dendrimer)因其结构独特、粘度低、含大量官能团、内部存在大量空腔等性质，近年受到广泛关注，但其复杂的合成工艺使其应用受到很大限制，而超支化聚酰胺-胺(Hyperbranched poly(amidoamine),HPA)的性质与树形分子接近，但更易于合成，有利于大量生产和应用。研究人员[6]设计并合成了若干含不同官能团的超支化聚酰胺-胺，并对其末端氨基进行修饰改性，制备出了若干种衍生物。其中，将末端氨基引发环己内酯开环聚合可以得到两亲性多臂星状聚合物(HPA-b-PCL)，该聚合物可以对阴、阳离子型染料进行负载，同时可以实现在不同pH下对阴、阳离子进行选择性分离。将含有二硫键的超支化聚酰胺-胺(HPA(S))末端氨基与异丁酸酐反应，可以得到具有温度响应性的超支化聚合物(HPA(S)-IBAm)，同时二硫键的存在使得其温敏性质在还原剂的作用下会消失。该合成的聚合物可以在更多的领域中进行应用，比如生物医药载体、基因转染等。

参考文献

[1]张爱萍,谢君.异丁酸酐室温均相改性甘蔗渣的研究[J].华南农业大学学报, 2014(4):92-96.DOI:10.7671/j.issn.1001-411x.2014.04.017.

[2]张世杰,胡惟孝.16α-羟基泼尼松龙的合成及结构确证[J].中国药物化学杂志, 2023, 33(1):8.

[3]张静.一种泊沙康唑中间体的制备方法:CN201310063736.9[P].CN103086885A.

[4]陈俊辰,毛联岗,梁华亮,等.一种舒布硫胺的合成方法[J].中国化工贸易, 2018.

[5]陈勇,刘娉娉,刘雅妹.HBV肝硬化不同阶段血清代谢物与超声无创定量肝病肝纤维化的相关性研究[J].世界最新医学信息文摘, 2020(20):2.DOI:10.3969/j.issn.1671-3141.2020.20.003.

[6]詹宸.超支化聚酰胺—胺及其衍生物的合成及应用研究[D].天津大学.DOI:CNKI:CDMD:1.1018.011450.