3-吗啉酮的制备与有关研究

概述

3-吗啉酮的分子式为C₄H₇NO₂，分子量101.1039，性状为白色到近乎白色粉末晶体，可溶于甲醇等溶剂。关于该物质，部分物理数据如下：密度1.122g/cm3，熔点103-105℃，沸点313℃ at 760 mmHg，闪点143.1℃，蒸汽压0.000512mmHg at 25℃。

制备方法

方法一

将2-卤代乙胺氢卤酸盐在有机溶剂存在的条件下脱去卤化氢，将所得反应体系与2-羟基乙酸酯混合后进行胺酯交换反应，得到2-(2-羟乙酰胺基)卤乙烷。将所述2-(2-羟乙酰胺基)卤乙烷在碱试剂和有机溶剂存在的条件下进行关环反应，得到3-吗啉酮。该方法工艺副反应少，便于产物纯化，操作简单，安全性高，环境友好，原材料价廉易得，产物收率高(达75.5%)，纯度高(达99%以上)，适用于工业化批量生产，具有良好的工业化前景[1]。

方法二

以单乙醇胺为原料，异丙醇为溶剂，在醇钠的作用下，单乙醇胺与氯乙酸乙酯进行环合反应，得到3-吗啉酮。该方法具体的反应条件为：单乙醇胺与异丙醇的质量比为0.16~0.24：1，醇钠与单乙醇胺的摩尔比为1.0~1.2：1，氯乙酸乙酯与单乙醇胺的摩尔比为1.0~1.2：1，反应温度50~80℃。反应结束后，过滤得到副产氯化钠，浓缩滤液，结晶得到3-吗啉酮，产品纯度在98%以上，收率高于60%，整个反应过程简单安全，适合于工业化生产[2]。

有关研究

3-吗啉酮可用于高分子化学研究。生物可降解高分子材料中研究最多的是脂肪族聚酯，如聚乳酸，聚乙醇酸以及聚己内酯等。但是由于聚合物的疏水性，结晶性等各方面原因，单纯的这类聚酯降解速度难于控制，难以直接投入使用，常采用对聚合物进行共聚和改性的方法，通过调节聚合物的组成和配比来控制它的物理形态，亲水/疏水性，降解速率，机械性能等性质。 

将亲水性单体3-吗啉酮(3-Morpholinone,M)与ε-己内酯(ε-Caprolactone,CL)在锌粉为催化剂的条件下进行开环共聚得到一系列含醚聚酯酰胺。在实验范围内可以得到P(M-co-CL)的最佳共聚条件是：以锌粉作为催化剂，在120℃下反应24h，单体3-吗啉酮和催化剂锌粉的质量比m(M)/m(I)为50：1，单体3-吗啉酮和ε-己内酯的摩尔比n(M)/n(CL)为1：2，可得到数均分子量Mn为13509的聚合物，产率79%。用Fineman-Ross方程计算ε-己内酯和3-吗啉酮共聚反应的竞聚率分别为1.20和0.79。对所得的共聚物结构进行了1H NMR和FT-IR表征，并研究了不同组成共聚物的吸水性能，体外降解性能和对5-FU的体外释药性能，结果表明随着共聚物P(M-co-CL)其中的3-吗啉酮组分增加，共聚物的亲水性增加，其降解速率和释药速率也随之加快[2]。

参考文献

[1]李海林,王世运,张建现,等.一种3-吗啉酮的制备方法:CN201810581339.3[P].CN201810581339.3.

[2]邱志利,冷学超,刘晨旭,等.一种制备3-吗啉酮的方法:CN 201610232862[P].

[3]白毓.可生物降解含醚聚酯酰胺的合成和性能研究[D].武汉大学,2004.