CN109928889A

CN109928889A - 羧酸甜菜碱型含氟化合物及其合成方法和应用

Info

Publication number: CN109928889A
Application number: CN201910101970.3A
Authority: CN
Inventors: 黄平升; 王伟伟; 宋会娟; 孔德领
Original assignee: Institute of Biomedical Engineering of CAMS and PUMC
Current assignee: Institute of Biomedical Engineering of CAMS and PUMC
Priority date: 2019-02-01
Filing date: 2019-02-01
Publication date: 2019-06-25
Anticipated expiration: 2039-02-01
Also published as: CN109928889B

Abstract

本发明涉及一种羧酸甜菜碱型含氟化合物及其合成方法和应用。它以氟化叔胺化合物为起始原料，与溴乙酸叔丁酯溶反应得氟化叔丁基保护的季铵盐产物；将氟化叔丁基保护的季铵盐产物、三乙基硅烷溶解于无水DCM中，冰浴条件下滴加三氟乙酸，恢复至室温后继续反应，减压蒸馏除去溶剂和三氟乙酸，用盐酸溶液溶解后冻干，置换除去残留的三氟乙酸，即得羧酸甜菜碱型含氟化合物。本发明可以此制备氟化聚合物，制备方法简单、产率高、易分离、纯度高。化合物中含有多种化学活性基团，如羟基、氨基、羧基、乙炔基、叠氮基和巯基等，可用于药物，聚合物，纳米载体及植入材料的氟化标记，满足¹⁹F MRI探针开发的需要。

Description

羧酸甜菜碱型含氟化合物及其合成方法和应用

技术领域

本发明涉及一种羧酸甜菜碱型含氟化合物及其合成方法和应用。

背景技术

为了适应现代医学成像要求的提高和快速发展，研究新型的核磁共振成像探针成为研究的热点。其中¹⁹F作为定量MRI造影剂极具潜力。第一，无内源性背景干扰。相对于¹HMRI受困于机体内无所不在的水分子造成的强烈背景干扰，机体内只有微量(＜10^-6 M)的氟以固态氟化合物形式存在于骨骼和牙齿中(T ₂ →0)，远低于¹⁹F MRI的检测限，避免了连续采样及比较使用造影剂前后的图像差异，而这是在其他使用超顺磁(如氧化铁)和顺磁金属(如钆)的分子成像中所必须的。因此，高密度外源性氟化物在靶点的聚集为¹⁹F MRI提供了高信噪比(SNR)成像的可行性。第二，灵敏度高。¹⁹F的自旋量子数为I = 1/2，旋磁比(γ)与¹H核接近(40.08 MHz/T vs. 42.58MHz/T)，灵敏度为¹H的83%。第三，无放射性。¹⁹F是一种天然丰度为100%稳定同位素，在使用是无需同位素富集，使用过程中也无需放射性防护。第四，化学位移范围大。有机氟化物的化学位移范围约为400 ppm，而¹H信号仅20 ppm左右。¹⁹F最外层有7个电子，而¹H最外层只有一个电子，因此¹⁹F的化学位移和弛豫速率对化学键和微环境的变化更敏感，从而¹⁹F MRI可以提供体内药物存在形态及病灶区域微环境(如pH值、氧气浓度、粘度等)等其它方法难以获取的信息，而这些信息对于疾病的诊断和治疗至关重要(例如，如肿瘤在乏氧状态下会对放化疗产生抗药性)。第五，可定量检测。对于¹H MRI造影剂通过改变局部组织中水质子的弛豫速率，增强正常与病灶部位对比度的方法，可以提供机体的生理和病理信息，但是很难做到定量检测和量化研究。¹⁹F MRI的信号强度与含量呈线性关系，因此可以提供体内含氟分子的分布、形态和量化信息，适合化学生物学研究、药物开发、疾病定量诊断和个性化药物治疗等。此外，对于不同浓度的研究体系可以灵活地选择适合的研究方法：对于¹⁹F磁共振信号强度高的体系，可以直接通过¹⁹F MRI以直观的影像方式研究该体系；对于¹⁹F磁共振信号强度低的体系，可以通过¹⁹F MRS以谱学的方式研究该体系。

¹⁹F MRI不仅将成为在其他模式成像技术上一种极为有效的辅助手段，而且作为一种具有高空间分辨率的成像探针，将在人类疾病的早期诊断和辅助治疗中发挥巨大的作用。因此，含氟氟化合物的合成对于¹⁹F MRI造影剂的开发具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种羧酸甜菜碱型含氟化合物及其合成方法和应用。基于¹⁹FMRI探针开发的需要，提供了一种羧酸甜菜碱型含氟化合物的合成方法和应用。该化合物制备方法简单、产率高、易分离、纯度高。首先，化合物结构可中含有进行自由基聚合的甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酰胺结构，可以此制备氟化聚合物。其次，化合物中含有多种化学活性基团，如羟基、氨基、羧基、乙炔基、叠氮基和巯基等，可以通过化学键合的方式，将此类化合物用于药物，聚合物，纳米载体及植入材料的氟化标记。再次，此类化合物结构中含有羧酸甜菜碱两性离子结构，有利于亲水性的提高。

本发明提供的羧酸甜菜碱型含氟化合物具有如下化学结构通式。其中，a - n是各自独立的整数；a - n = 1 ~ 5。

本发明提供的羧酸甜菜碱型含氟化合物其合成方法是以新合成的氟化叔胺化合物（见申请人同日申请，名称为：氟化叔胺化合物和合成方法及其应用）为起始原料，与溴乙酸叔丁酯在无水乙腈溶剂中氩气保护下，于50 ^oC恒温油浴中反应24 h；反应结束后，减压蒸馏除去溶剂，进行柱层析分离，以DCM/甲醇(体积比10:1)混合液为洗脱剂，收集含有目标化合物的洗脱液，除去溶剂后，即得叔丁基保护的季铵盐产物。进一步，将叔丁基保护的季铵盐产物(1.0 eq.)，三乙基硅烷 (2.5 eq.)溶解于无水DCM中，在冰浴条件下滴加三氟乙酸 (13 eq.)，恢复至室温后继续反应12 h。反应结束后，减压蒸馏除去溶剂和三氟乙酸，用盐酸溶液溶解后冻干，置换除去残留的三氟乙酸，即得目标产物。

上述反应中氟化叔胺化合物：溴乙酸叔丁酯的摩尔比为1:1.5。

本发明提供的羧酸甜菜碱型含氟化合物的应用是：所述的羧酸甜菜碱型含氟化合物，含有甲基丙烯酸酯或甲基丙烯酰胺结构，可以利用自由基聚合制备均聚物或共聚物。

此外本发明所述的羧酸甜菜碱型含氟化合物可含有羟基、氨基、羧基、乙炔基、叠氮基和巯基等多种化学活性基团，可以通过化学键合的方式，将此类氟化化合物键合到药物，聚合物，纳米载体及植入材料上，进行氟化标记。同时本发明所述的羧酸甜菜碱型含氟化合物含有羧酸甜菜碱两性离子结构，有利于增强化合物的亲水性。

总之，本发明提供的羧酸甜菜碱型含氟化合物，其制备、纯化方法简单、产率高、易分离、纯度高。化合物中可含有进行自由基聚合的甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酰胺结构，利用自由基聚合制备均聚物或共聚物。化合物中含有多种化学活性基团，如羟基、氨基、羧基、乙炔基、叠氮基和巯基等，可以通过化学键合的方式，将此类化合物用于药物，聚合物，纳米载体及植入材料上，进行氟化标记。

附图说明

图1 化合物C1的谱图表征：(A)核磁氢谱、(B)碳谱和(C)氟谱。

图2 化合物C2的谱图表征：(A)核磁氢谱、(B)碳谱和(C)氟谱。

图3 化合物C3的谱图表征：(A)核磁氢谱、(B)碳谱和(C)氟谱。

图4 化合物C4的谱图表征：(A)核磁氢谱、(B)碳谱和(C)氟谱。

图5 化合物C5的谱图表征：(A)核磁氢谱、(B)碳谱和(C)氟谱。

图6 化合物C6的谱图表征：(A)核磁氢谱、(B)碳谱和(C)氟谱。

图7化合物C6标记聚乙二醇-聚L-缬氨酸嵌段共聚物水凝胶核磁氟谱。

图8化合物C6标记聚乙二醇-聚L-缬氨酸嵌段共聚物水凝胶¹⁹F MRI成像。

图9化合物C6标记聚乙二醇-聚L-缬氨酸嵌段共聚物水凝胶体内¹⁹F MRI信号。

图10化合物C6标记聚乙二醇-聚乳酸嵌段共聚物纳米粒核磁氟谱

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。

实施例1化合物C1的合成

参见申请人同日申请，名称为“氟化叔胺化合物和合成方法及其应用”中所述方法得到起始叔胺化合物，其中，新合成氟化仲胺化合物的方法详细参见申请人的同日申请，名称为：氟化仲胺化合物及其合成方法和应用。

化合物C1的化学结构如下式所示。具体合成步骤如下：首先，将 2-((2-氟乙基)甲氨基)甲基丙烯酸乙酯(10 mmol)，溴乙酸叔丁酯 (1.5 eq.)溶解于无水乙腈中，在氩气保护下，于50 ^oC恒温油浴中反应24 h。反应结束后，减压蒸馏除去溶剂，进行柱层析分离，以DCM（二氯甲烷）/甲醇混合液为洗脱剂，收集含有目标化合物的洗脱液，除去溶剂后，即得叔丁基保护的季铵盐产物。进一步，将叔丁基保护的季铵盐产物(1.0 eq.)，三乙基硅烷 (2.5eq.)溶解于无水DCM中，在冰浴条件下滴加三氟乙酸 (13 eq.)，恢复至室温后继续反应12h。反应结束后，减压蒸馏除去溶剂和三氟乙酸，用盐酸溶液溶解后冻干，置换除去残留的三氟乙酸，即得C1产物，收率83%。

核磁氢谱、碳谱和氟谱表征如图1所示，数据如下所述：¹H NMR (400 MHz, DeuteriumOxide) δ 6.06 (s, 1H), 5.71 (s, 1H), 5.02 (s, 1H), 4.90 (s, 1H), 4.61 (t, J =4.0 Hz, 2H), 4.40 (s, 2H), 4.28 - 3.94 (m, 4H), 3.36 (s, 3H), 1.85 (s, 3H).¹³C NMR (151 MHz, Methanol-d ₄) δ 167.60, 165.11, 136.99, 127.53, 86.41, 78.69(d, J = 169.5 Hz), 64.61, 64.48, 63.89, 61.71, 59.05, 51.22, 28.26, 18.52.¹⁹FNMR (376 MHz, Chloroform-d) δ -76.53.

实施例2 化合物C2的合成

化合物C2的化学结构如下式所示。具体合成步骤如下：首先，将 2-((2,2-二氟乙基)甲氨基)甲基丙烯酸乙酯(10 mmol)，溴乙酸叔丁酯 (1.5 eq.)溶解于无水乙腈中，在氩气保护下，于50 ^oC恒温油浴中反应24 h。反应结束后，减压蒸馏除去溶剂，进行柱层析分离，以DCM/甲醇混合液为洗脱剂，收集含有目标化合物的洗脱液，除去溶剂后，即得叔丁基保护的季铵盐产物。进一步，将叔丁基保护的季铵盐产物(1.0 eq.)，三乙基硅烷 (2.5 eq.)溶解于无水DCM中，在冰浴条件下滴加三氟乙酸 (13 eq.)，恢复至室温后继续反应12 h。反应结束后，减压蒸馏除去溶剂和三氟乙酸，用盐酸溶液溶解后冻干，置换除去残留的三氟乙酸，即得C2产物，收率80%。

核磁氢谱、碳谱和氟谱表征如图2所示，数据如下所述：¹H NMR (400 MHz, DeuteriumOxide) δ 6.53 (tt, J = 56 Hz, 3.5 Hz, 1H), 6.05 (s, 1H), 5.70 (s, 1H), 4.63(t, J = 4.1 Hz, 2H), 4.44 (d, J = 3.5 Hz, 2H), 4.34 - 4.05 (m, 4H), 3.46 (s,3H), 1.84 (s, 3H).¹³C NMR (150 MHz, Methanol-d ₄) δ 167.49, 164.92, 136.93,127.55, 112.99(t, J = 243 Hz), 86.92, 65.46, 62.37, 58.91, 52.45, 28.21,18.47.¹⁹F NMR (376 MHz, Methanol-d ₄) δ -119.79 (ddt, J = 51.6, 37.3, 13.9Hz).

实施例3 化合物C3的合成

化合物C3的化学结构如下式所示。具体合成步骤如下：首先，将 2-((3,3,3-三氟丙基)甲氨基)甲基丙烯酸乙酯(10 mmol)，溴乙酸叔丁酯 (1.5 eq.)溶解于无水乙腈中，在氩气保护下，于50 ^oC恒温油浴中反应24 h。反应结束后，减压蒸馏除去溶剂，进行柱层析分离，以DCM/甲醇混合液为洗脱剂，收集含有目标化合物的洗脱液，除去溶剂后，即得叔丁基保护的季铵盐产物。进一步，将叔丁基保护的季铵盐产物(1.0 eq.)，三乙基硅烷 (2.5 eq.)溶解于无水DCM中，在冰浴条件下滴加三氟乙酸 (13 eq.)，恢复至室温后继续反应12 h。反应结束后，减压蒸馏除去溶剂和三氟乙酸，用盐酸溶液溶解后冻干，置换除去残留的三氟乙酸，即得C3产物，收率81%。

核磁氢谱、碳谱和氟谱表征如图3所示，数据如下所述：¹H NMR (400 MHz, DeuteriumOxide) δ 6.11 (s, 1H), 5.74 (s, 1H), 4.64 (t, J = 4.5 Hz, 2H), 4.36 - 3.86(m, 6H), 3.33 (s, 3H), 2.92 (dt, J = 17.1, 8.5 Hz, 2H), 1.89 (s, 3H). ¹³C NMR(100 MHz, Methanol-d ₄) δ 166.21, 163.51, 135.54, 125.39 (q, J = 274.5 Hz),126.17, 85.50, 62.15, 59.99, 57.66, 56.21 (d, J =3.5 Hz), 49.54, 27.48 (q, J = 30.0 Hz), 26.85, 17.11. ¹⁹F NMR (376 MHz, Methanol-d ₄) δ -66.06 (t, J = 10.1Hz).

实施例4 化合物C4的合成

化合物C4的化学结构如下式所示。具体合成步骤如下：首先，将 2-((1,1,1,3,3,3-六氟异丙基)甲氨基)甲基丙烯酸乙酯(10 mmol)，溴乙酸叔丁酯 (1.5 eq.)溶解于无水乙腈中，在氩气保护下，于50 ^oC恒温油浴中反应24 h。反应结束后，减压蒸馏除去溶剂，进行柱层析分离，以DCM/甲醇混合液为洗脱剂，收集含有目标化合物的洗脱液，除去溶剂后，即得叔丁基保护的季铵盐产物。进一步，将叔丁基保护的季铵盐产物(1.0 eq.)，三乙基硅烷(2.5 eq.)溶解于无水DCM中，在冰浴条件下滴加三氟乙酸 (13 eq.)，恢复至室温后继续反应12 h。反应结束后，减压蒸馏除去溶剂和三氟乙酸，用盐酸溶液溶解后冻干，置换除去残留的三氟乙酸，即得C4产物，收率85%。

核磁氢谱、碳谱和氟谱表征如图4所示，数据如下所述：¹H NMR (400 MHz, DeuteriumOxide) δ 6.12 (s, 1H), 5.75 (s, 1H), 4.87 (dq, J = 12.3, 6.0 Hz, 1H), 4.69 -4.53 (m, 2H), 4.27 - 3.95 (m, 6H), 3.92 - 3.63 (m, 2H), 3.30 (s, 3H), 2.18(s, 2H), 1.90 (s, 3H). ¹³C NMR (100 MHz, Methanol-d ₄) δ 166.25, 163.57,135.55, 126.13, 121.82 (q, J = 278.4 Hz), 85.14, 75.16 (sept, J = 32.1 Hz),61.64, 60.95, 59.98, 57.74, 49.38, 26.83, 23.07, 17.12. ¹⁹F NMR (376 MHz,Methanol-d ₄) δ -75.49 (d, J = 6.2 Hz).

实施例5 化合物C5的合成

化合物C5的化学结构如下式所示。具体合成步骤如下：首先，将 2-((全氟叔丁基丙基)甲氨基)甲基丙烯酸乙酯(10 mmol)，溴乙酸叔丁酯 (1.5 eq.)溶解于无水乙腈中，在氩气保护下，于50 ^oC恒温油浴中反应24 h。反应结束后，减压蒸馏除去溶剂，进行柱层析分离，以DCM/甲醇混合液为洗脱剂，收集含有目标化合物的洗脱液，除去溶剂后，即得叔丁基保护的季铵盐产物。进一步，将叔丁基保护的季铵盐产物(1.0 eq.)，三乙基硅烷 (2.5 eq.)溶解于无水DCM中，在冰浴条件下滴加三氟乙酸 (13 eq.)，恢复至室温后继续反应12 h。反应结束后，减压蒸馏除去溶剂和三氟乙酸，用盐酸溶液溶解后冻干，置换除去残留的三氟乙酸，即得C5产物，收率87%。

核磁氢谱、碳谱和氟谱表征如图5所示，数据如下所述：¹H NMR (400 MHz, DeuteriumOxide) δ 5.55 (s, 1H), 5.24 (s, 1H), 4.14 (s, 2H), 3.93 - 3.77 (m, 2H), 3.74– 3.59 (m, 2H), 3.48 (ddq, J = 24.6, 12.9, 5.9 Hz, 2H), 3.15 (s, 3H), 2.10(s, 2H), 1.77 (s, 3H). ¹³C NMR (100 MHz, Methanol-d ₄) δ 166.18, 163.60,135.57, 126.03, 120.24 (q, J = 290.6 Hz), 85.20, 79.72 (h, J = 29.8 Hz),66.98, 61.75, 60.21, 59.78, 57.59, 49.33, 26.75, 23.11, 17.02. ¹⁹F NMR (376MHz, Methanol-d ₄) δ -71.57.

依照实施例1-5中的方法，通过改变R和X基团，即可以得到其他羧酸甜菜碱型含氟化合物。

实施例6 化合物C6的合成

化合物C6的化学结构如下式所示。具体合成步骤如下：首先，将N-甲基-N-(3,3,3-三氟丙基)-2-乙炔胺 (10 mmol)，溴乙酸叔丁酯 (1.5 eq.)溶解于无水乙腈中，在氩气保护下，于50 ^oC恒温油浴中反应24 h。反应结束后，减压蒸馏除去溶剂，进行柱层析分离，以DCM/甲醇混合液为洗脱剂，收集含有目标化合物的洗脱液，除去溶剂后，即得叔丁基保护的季铵盐产物。进一步，将叔丁基保护的季铵盐产物(1.0 eq.)，三乙基硅烷 (2.5 eq.)溶解于无水DCM中，在冰浴条件下滴加三氟乙酸 (13 eq.)，恢复至室温后继续反应12 h。反应结束后，减压蒸馏除去溶剂和三氟乙酸，用盐酸溶液溶解后冻干，置换除去残留的三氟乙酸，即得C6产物，收率87%。

核磁氢谱、碳谱和氟谱表征如图附6所示，数据如下所述：¹H NMR (400 MHz,Methanol-d4) δ 4.66 (t, J = 2.4 Hz, 2H), 4.45 (s, 2H), 4.01 (qt, J = 13.3,8.0 Hz, 2H), 3.71 (t, J = 2.6 Hz, 1H), 3.41 (s, 3H), 3.06 – 2.90 (m, 2H),1.56 (s, 9H). ¹³C NMR (101 MHz, Methanol-d4) δ 163.37 , 85.53 , 83.06 , 69.89, 59.20 , 55.53 , 53.30 , 48.91 , 26.74 .¹⁹F NMR (376 MHz, Methanol-d4) δ -64.44.

实施例7化合物C6标记聚乙二醇-聚L-缬氨酸嵌段共聚物水凝胶

首先，按照申请人已公开的专利(聚乙二醇-聚L-缬氨酸嵌段共聚物水凝胶及其制备方法，公开号：106220868A)中方法制备末端为叠氮基团的聚乙二醇-聚L-缬氨酸嵌段共聚物。以硫酸铜和抗坏血酸钠为催化剂体系，利用点击化学反应，将化合物C6标记在聚乙二醇-聚L-缬氨酸嵌段共聚物上，其中化合物C6：硫化铜：抗坏血酸钠：末端为叠氮基团的聚乙二醇-聚L-缬氨酸嵌段共聚物的摩尔比为5:2:1:1，反应温度为25^oC，反应时间24 h。反应结束后，加入二甲基甲酰胺溶解，装入透析袋中，用去离子水透析72 h，每12 h更换一次透析液。之后，冷冻干燥得到标记的聚合物。聚合物在去离子水中快速分散，得到C6化合物标记的水凝胶，水凝胶核磁共振氟谱如附图7所示。

实施例8 C6化合物标记的聚乙二醇-聚L-缬氨酸水凝胶¹⁹F MRI检测

将实施例7中制备的水凝胶1.5 mL置于1.5mL的离心管中，利用小动物磁共振成像仪(Bruker BioSpec 70/20 USR)，检测¹⁹F MRI的信号强度，如附图8所示。依照实施例7中的方法，无论是利用点击化学反应或者其他化学键合的方式，将此类羧酸甜菜碱型含氟化合物键合到药物、聚合物、纳米载体及植入水凝胶材料上，进行氟化标记，可利用¹⁹F MRI进行影像方法检测。

实施例9

为了考察C6化合物标记的C6化合物标记的聚乙二醇-聚L-缬氨酸水凝胶体内¹⁹F MRI成像效果，使用Balb/c白鼠(6 - 7周，20g)进行研究。皮下注射C6化合物标记的C6化合物标记的聚乙二醇-聚L-缬氨酸水凝胶后，将小鼠进行呼吸麻醉后，利用小动物磁共振成像仪(Bruker BioSpec 70/20 USR)进行成像，检测体内¹⁹F MRI信号。如附图9所示，可以在小鼠体内检测到清晰的¹⁹F MRI信号。

实施例10化合物C6标记聚乙二醇-聚乳酸嵌段共聚物纳米粒

首先，利用点击化学反应，将化合物C6标记在末端为叠氮基团的聚乙二醇-聚乳酸嵌段共聚物上，反应路线如下式所示，其中化合物C6：硫化铜：末端为叠氮基团的聚乙二醇-聚乳酸嵌段共聚物的摩尔比为1:2.5:1，反应温度为25^oC。反应结束后，加入二甲基甲酰胺溶解，装入透析袋中，用去离子水透析72 h，每12 h更换一次透析液。之后，冷冻干燥得到标记的聚合物。聚合物在去离子水中快速分散，得到C6化合物标记的聚乙二醇-聚乳酸纳米粒，纳米粒水溶液核磁共振氟谱如附图10所示。

依照实施例7和实施例10中的方法，可通过点击化学反应或者其他化学键合的方式，将此类羧酸甜菜碱型含氟化合物键合到药物、聚合物、纳米载体及植入水凝胶材料上，进行氟化标记，可利用核磁共振氟谱进行检测。

Claims

1.一种羧酸甜菜碱型含氟化合物，其特征在于具有如下化学结构通式，其中，a - n是各自独立的整数；a - n 分别为 1 ~ 5。

2.如权利要求1所述的羧酸甜菜碱型含氟化合物，其特征在于它具有化合物C1、化合物C2化合物C3、化合物C4、化合物C5或化合物C6所示的结构。

3.如权利要求1所述的羧酸甜菜碱型含氟化合物的合成方法，其特征在于它以氟化叔胺化合物为起始原料，首先，将氟化叔胺产物(1.0 eq.)，溴乙酸叔丁酯 (1.5 eq.)溶解于无水乙腈中，在氩气保护下，于50 ^oC恒温油浴中反应24 h；反应结束后，减压蒸馏除去溶剂，进行柱层析分离，以DCM/甲醇混合液为洗脱剂，收集含目标化合物的洗脱液，蒸除溶剂后，即得氟化叔丁基保护的季铵盐产物；

进一步，将氟化叔丁基保护的季铵盐产物(1.0 eq.)，三乙基硅烷 (2.5 eq.)溶解于无水DCM中，冰浴条件下滴加三氟乙酸 (13 eq.)，恢复至室温后继续反应12 h，反应结束后，减压蒸馏除去溶剂和三氟乙酸，用盐酸溶液溶解后冻干，置换除去残留的三氟乙酸，即得目标产物：

。

4.如权利要求1或2所述的羧酸甜菜碱型含氟化合物的应用，其特征在于对于含有甲基丙烯酸酯或甲基丙烯酰胺结构，利用自由基聚合制备均聚物或共聚物。

5.如权利要求1或2所述的羧酸甜菜碱型含氟化合物的应用，其特征在于对于含有羟基、氨基、羧基、乙炔基、叠氮基和巯基多种化学活性基团，通过化学键合的方式，将此类氟化化合物键合到药物，聚合物，纳米载体及植入材料上，进行氟化标记。

6.如权利要求1或2所述的羧酸甜菜碱型含氟化合物的应用，其特征在于可用于制备含有羧酸甜菜碱两性离子结构的亲水性聚合物。