介绍
N-甲基-L-脯氨醇（N-Methyl-L-prolinol）是一种手性胺类化合物，它是合成手性阳离子表面活性剂的核心原料。其分子结构中保留的光学活性与亲水性官能团，可调控表面活性剂的亲水-亲脂平衡（HLB）与聚集行为。
N-甲基-L-脯氨醇
结构与特性
N-甲基-L-脯氨醇的核心结构基于吡咯烷五元环（含 1 个氮原子的饱和五元杂环），吡咯烷环（C₄H₈N-），2 位碳（手性中心）连接羟甲基（-CH₂OH），为分子提供亲水性位点，同时在反应中保持稳定；氮原子连接甲基，通过N-甲基化消除了N上的活泼氢，增强了分子稳定性；2 位碳为唯一手性中心，构型为S 型（对应 L - 构型），反应过程中手性中心不发生构型翻转，确保产物继承原料的手性特征。易溶于极性溶剂（如乙腈、水、丙酮），确保原料与产物的充分溶解与分离；在 81℃下稳定，无分解现象，可耐受合成过程中的加热条件。
应用
手性吡咯烷鎓表面活性剂的合成前体
N-甲基-L-脯氨醇作为手性源与结构骨架，与长链烷基溴通过季铵化反应合成系列手性吡咯烷鎓表面活性剂（命名为L-CnPB），其中(n=12,14,16)，对应长链烷基为十二烷基、十四烷基、十六烷基）。该反应属于亲核取代反应（Sₙ2），具体机制与路线如下：
N-甲基-L-脯氨醇中氮原子的孤对电子作为亲核中心，攻击长链烷基溴的electrophilic末端碳原子；Br⁻作为离去基团脱离，氮原子形成季铵正离子（N+），最终生成(2S)-2-(羟甲基)-1 - 甲基 - 1 - 烷基吡咯烷鎓溴化物；反应仅涉及氮原子的季铵化，因此原料的S-构型完整传递至产物，确保产物的光学活性。具体合成工艺如下：
采用微波辅助 - 重结晶纯化工艺，将 0.5 mol N-甲基-L-脯氨醇溶于 80 mL 乙腈（极性溶剂，确保原料溶解），加入 0.52 mol 长链烷基溴，稍过量以确保原料完全反应，室温下搅拌至混合均匀；将混合液转移至微波反应器，在81℃下回流 2 小时， 微波加热可缩短反应时间，且在该温度下稳定，无分解；蒸除乙腈溶剂，得到粗产物；用石油醚洗涤粗产物（去除未反应的长链烷基溴，因其溶于石油醚，而产物不溶）；以丙酮为溶剂进行三次重结晶（进一步去除杂质，提升纯度）；真空干燥，得到白色粉末状目标产物（L-CnPB），收率为 74%-80% L-C12PB收率 74%，L-C14PB收率 80%，L-C16PB收率 77%[1]。
参考文献
[1] Liang, Y.; Liang, D.; Hu, Z.; Cao, D. Synthesis and Physicochemical Characterization of Chiral Pyrrolidinium-Based Surfactants. J. Dispersion Sci. Technol. 2015, 36(6), 831-837.