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1、二氯亚砜法活化亲和分配基质上烃基摘要 ：用二氯亚砜（SOCL2）为烃基氯化试剂，聚乙二醇（PEG）为对象，对亲和配基合成中基质上烃基活化的常规方法进行了改进：通过在反应体系中引入三乙胺，使反应成为热力学上有利而大大提高了反应效率，减少了二氯亚砜的用量，并简化了工艺操作，考察了反应温度,反应时间，二氯亚砜和三乙胺加入量等因素对活化效果的影响，得到了活化程度较高的介质。关键词：亲和分配基；羟基；二氯亚砜；三乙胺；聚乙二醇；引言利用亲和作用的高度特异性形成的各种亲和纯化技术已成为生化分离领域中强有力的工具之一，其中双水相亲和分配技术由于分离条件温和、与生物质兼容性好等优势备受关注【1】，通过将亲和配
2、基共价结合到成相组分上，利用成相组分的单相富集起来实现亲和分配，可以大大加强双水相萃取过程的选择性【2】。然而，由于羟基的活性太低，成相组分（如聚乙二醇、葡萄糖等虽含有大量羟基，直接与亲和配基结合率仍比较低。通过把羟基活化成活性基团，可明显提高配基的欧联率，因此基质的活化在亲和配基的活化基质过程中十分关键，基质的活化方法直接影响到配基的欧联量，然而有关基质活化方法研究的文献却很少。 二氯亚砜是一种常用的羟基氯化试剂，广泛应用于亲和分配介质制备中的基质活化，文献报道的一般方法为：基质与大大过量的二氯亚砜在65下反应56，反应体系要求完全无水，并连续通入氮气，反应条件复杂，而且产物活化效率低。本文
3、选用双水相亲和分配技术中常用的成相聚合物聚乙二醇（PEG）为模型对象，从反应机理入手，考察添加三乙胺、改变反应温度和时间等条件对基质活化效果的影响，对二氯亚砜活化法进行改进和优化。推荐精选羟基的二氯亚砜活化机理【8】是羟基的二氯亚砜活化反应属亲和取代反应历程，羟基中的氧首先作为亲核剂，进攻二氯亚砜中的亲电子中心硫，形成四面体的中间过渡态，脱去氯和氢，分子内发生重排，CO和SCl键断裂，形成RCl和新的SO键。具体反应历程如下。! 基质通过活化反应，将羟基转换成了活性较高的基团羟基（COH）键能平均值为370kJmol，通过活化,得到的 CCl 键能平均值为317kJmol-1。活化所得的氯化P
4、EG可以直接作为活化产物使用，也可用氨水溶解，得到氨基PEG，成为活性更高的活化产物（C-N键能平均值为297kJol）9。由此可见，二氯亚砜可以很好地作为羟基活化试剂使用，通过活化反应可明显提高基团的活性，有利于后续的偶联反应。1 实验部分1.1 实验原料及试剂推荐精选（1） 聚乙二醇（PEG）(浙江衢化集团生产)，平均分子质量2000。（2） 二氯亚砜（SOCL2）(亭新化工厂产品)，分析纯。（3） 三乙胺（Et3N）(中国医药集团上海化学试剂公司)。（4） 苯、石油醚等其他试剂均为市购分析纯。1.2 设备及仪器（1） 设备：烧杯5个；烧瓶2个；移液管1只；洗耳球1个；量筒1个；漏斗1个；
5、加热炉1台；直管冷凝器2个。（2）仪器：抽滤机1台；FTIR 傅氏转换红外线光谱分析仪.1.3 试验方法 将PEG置于圆底烧瓶中，在70水浴中熔化并抽真空，除去水分待用从中称取10 （约2.5mol）PEG于锥形瓶中，用50ml无水苯溶解，加入三乙胺5-10ml（约5mol），边搅拌边缓慢滴加新蒸馏过的二氯亚砜（分批加入），继续搅拌，室温反应5反应有大量白色黏稠沉淀生成，抽滤，滤液以无水乙醚沉淀，过滤干燥。重新用纯苯溶解，无水乙醚沉淀，抽滤得沉淀物，干燥即得活化产物，称重。（氯代PEG活化产物的氯含量采用将有机氯转化成无机氯，再用AgNO3沉淀滴定法测定0）。最后，测熔点。1.4 表征1.4.
6、1 热力学分析化学反应中，可由自由能判据（）表征反应的方向和限度由键能计算各步反应的热效应（），通过反应前后分子的状态及数量变化粗略估计体系的有序程度， 即熵值的变化情况（），然后可根据方程 估算由反应机理可见，PEG 与二氯亚砜反应可分为两步历程计算各步反应的 如下:推荐精选反应（）反应（1）的大于0，在热力学上不利；而反应（2）的小于0，热力学上有利因而二氯亚砜法活化反应的关键步骤在于反应（1）为了提高反应（1）的转化率，常规的解决方法有：升高反应温度，加热有利于吸热反应的进行，二氯亚砜的沸点在70左右，文献报道的反应温度一般为65；增加反应物的用量，加入20倍过量的二氯亚砜；降低产物的浓
7、度，在反应体系中连续通入氮气，带走反应生成的气体，使反应平衡右移然而，以上措施的效果普遍不佳，一般氯取代度仅能达到0.40.5（PEG）1。本文对此进行了改进：反应（1）为吸热反应，并生成HCl，如果在体系中加入一种反应物，既能够与反应以降低体系中的HCl浓度，又能放出大量的反应热，将会改进反应过程，促进反应（1）平衡右移因此，在反应体系中引入三乙胺，利用三乙胺与盐酸反应可大量放热并迅速生成沉淀的特点11，而使反应成为热力学上有利反应（3）和反应（1）协同进行推荐精选反应体系中加入三乙胺后，两步反应在热力学上均有利，从而使羟基的活化成为动力学控制并且，反应过程中产生的HCl气体与三乙胺反应生成
8、沉淀，从而无需再通氮气，可大大简化反应操作。 2 结果及讨论2.1 二氯亚砜（SOCL2）的加入量三乙胺（Et3N） 的加入使反应在热力学上有利，随着二氯亚砜（SOCL2）的加入，反应体系中放出大量的热并迅速生成沉淀，容易发生炭化现象因此，强搅拌情况下，缓慢滴加SOCL2是必要的同时对SOCL2 的加入量进行了优化实验表明：每批次反应中由于反应物PEG及溶剂苯脱水情况的稍许波动以及环境湿度的不同，SOCL2 的加入量会略有变化，一般第1批SOCL2的加入量为3倍过量，第2批加入量为2倍过量，可得到较好的结果2.2 反应温度和时间的影响加入三乙胺后，反应成为动力学控制，反应产率与反应时间成正比考
9、察了反应温度和反应时间的影响，图给出了在不同反应温度下活化产物的氯取代度随时间的变化关系由图可见，在20、35和503个温度下，活化率都先随着时间的增加而增大，达到最大值后逐渐减少对比3个温度下的结果可见，过低或过高的温度都不利于基质的活化，最优条件为35 下反应5，PEG活化产物的氯取代度可达到1.54mol（mol PEG）-1。推荐精选2.3三乙胺用量的影响三乙胺（Et3N）的加入是为了与反应过程中产生的HCL反应，其加入量直接影响反应的历程图给出了三乙胺的加入量对产物中氯取代度的影响随着三乙胺加入量的增加，产物的氯化程度不断提高，当Et3N的加入量达到1.5ml时，氯取代度达到最大值，
10、继续增加Et3N 的量，氯取代度反而有所下降实验过程中还发现，若加入的Et3N过多，后期处理过程中，由于反应剩余的二氯亚砜（SOCL2）逐渐水解产生HCL气体，与Et3N 反应，不断有白色沉淀生成，给操作带来较大的困难，因此Et3N 的加入量应相当于底物所带的羟基数或略少为宜即在20PEG（约2.5mmol）活化时，带有羟基数约为5mmol，加入Et3N 的量为1.3ml（约9.4），氯取代度为1.54 mol（mol PEG），为常规二氯 亚砜活化法的3倍左右。推荐精选3结论在二氯亚砜活化法中，引入了三乙胺制备亲和介质与反应产物HCl生成EtNHCl沉淀。使反应成为热力学上有利，减少了二氯亚
11、砜的用量，提高了反应效率；同时HCL作为沉淀从体系中析出，使得反应体系中无需再通入氮气，简化了反应操作经过优化，得到最佳反应条件：加入与羟基等摩尔（或略少）的三乙胺，5倍过量的二氯亚砜（分批加入，第一批为3倍过量，第二批为2倍过量），35 下反应5，活化产物的氯取代度为1.54mol Cl（mol PEG）1参考文献1. Hatti-Kaul R. Aqueous Two-phase Systems-a General Overview.Molecular Biotechnology,2001,19(3):269-2772. Johansson G,tjerneld F.Affinity Pa
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