2-O-甲基-6-O-（2-羥丙基）-β-環(huán)糊精的綠色合成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新化合物2-0-甲基-6-0-(2-羥丙基)_β -環(huán)糊精的綠色合成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]β-環(huán)糊精是由7個(gè)葡萄糖單體α_1，4糖苷鍵連接成的一類筒狀化合物。由于β-環(huán)糊精具有空腔的分子結(jié)構(gòu)和內(nèi)親水外疏水的特性使β-環(huán)糊精有廣泛的應(yīng)用，可廣泛應(yīng)用于分子識(shí)別、分離、藥物、催化等方面。但是，由于環(huán)糊精母體的溶解度較低(在25°C溫度下環(huán)糊精的溶解度為1.85g/100mL)以及其它性質(zhì)方面的局限性，使其應(yīng)用受到很大限制。為了改善環(huán)糊精的性質(zhì)，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，人們對(duì)環(huán)糊精的性質(zhì)進(jìn)行了改進(jìn)，改進(jìn)后的環(huán)糊精(又叫環(huán)糊精的衍生物)在溶解度和其它性質(zhì)都有較大提高，使環(huán)糊精的應(yīng)用范圍也更廣泛了。為了克服環(huán)糊精溶解度小的缺點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外對(duì)其進(jìn)行改性研宄，使其具有更優(yōu)良的性質(zhì)；提高其應(yīng)用效果，開(kāi)辟新用途。例如，天然的環(huán)糊精溶解度隨溫度的升高而增加，但甲基環(huán)糊精的溶解度隨溫度升高而急劇降低，具有低吸附性、高表面活性特性和立體選擇性?？纱婺切?duì)皮膚有刺激性的表面活性劑配制化妝品。甲基-環(huán)糊精具有更大的包合特性，包合物在水中的溶解度也顯著增大。2-羥丙基環(huán)糊精的特性為安全性好，局部刺激性小，具有水溶性和親水性的性質(zhì)，不易引起動(dòng)物體內(nèi)的溶血作用，因此，可用于藥物包結(jié)和增溶，提高生物利用度。能夠與多種疏水性藥物形成包結(jié)物從而增加藥物水溶性及藥物穩(wěn)定性，是目前增加藥物水溶性和藥物穩(wěn)定性效果最好，應(yīng)用及研宄最為廣泛的環(huán)糊精衍生物。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的是在環(huán)糊精上同時(shí)引入疏水性基團(tuán)(甲基)和親水性基團(tuán)(2-羥丙基)，綜合兩種應(yīng)用非常廣泛的環(huán)糊精衍生物(甲基化-β_環(huán)糊精和(2-羥丙基)-β-環(huán)糊精)的優(yōu)勢(shì)，合成甲基-2-羥丙基β-環(huán)糊精具有更多的不對(duì)稱環(huán)境，在分子識(shí)別中應(yīng)該會(huì)有更廣泛的用途的2-0-甲基-6-0- (2-羥丙基)-β -環(huán)糊精。
[0004]本發(fā)明提供的技術(shù)方案是:一種2-0-甲基-6-0-(2-輕丙基)-β -環(huán)糊精的綠色合成方法，包括以下步驟:
[0005]步驟I)在10-60°C溫度下，在無(wú)水1(20)3或者無(wú)水Na 2C03存在下，β -環(huán)糊精和碳酸二甲酯在二甲基甲酰胺溶劑中反應(yīng)0.5-56小時(shí)，反應(yīng)過(guò)程中用TLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)；
[0006]步驟2)反應(yīng)完全后，過(guò)濾除去無(wú)水1(2(:03或者無(wú)水Na2CO3及其它不溶物，減壓蒸飽出二甲基甲酰胺溶劑，溶液濃縮；
[0007]步驟3)加入丙酮，攪拌，沉淀出產(chǎn)物，濾去丙酮，得到粉末固體為2-0-甲基-β-環(huán)糊精；
[0008]步驟4)把所得2-0-甲基-β -環(huán)糊精溶解在30 %的氫氧化鈉水溶液中，滴加環(huán)氧丙烷和乙腈的混合溶液，在0-70°C溫度，常壓下，反應(yīng)0.5-48小時(shí)；
[0009]步驟5)用10摩爾/升的鹽酸溶液中和氫氧化鈉溶液至中性，蒸餾得到白色固體；
[0010]步驟6)用二甲基甲酰胺溶解白色固體中的產(chǎn)品，溶解后過(guò)濾除去的氯化鈉，將除去氯化鈉的溶液倒入50-200毫升丙酮中，得到白色沉淀物，繼續(xù)用丙酮反復(fù)洗滌，最后用乙釀浸泡得到白色粉末固體廣品2_0_甲基-6-0- (2-輕丙基)-β _環(huán)糊精。
[0011]所述的步驟I)中，碳酸二甲酯與β-環(huán)糊精的摩爾比
[0012]所述的步驟I)中，環(huán)糊精與無(wú)水K2CO3或者無(wú)水Na2CO3質(zhì)量比為:1:5-86:1。
[0013]所述的步驟I)中，環(huán)糊精與二甲基甲酰胺溶劑的摩爾比為:1:1500-1:200。
[0014]所述的步驟4)中，環(huán)氧丙烷與乙腈的體積比為1:15。
[0015]所述的步驟4)中，環(huán)氧丙烷與環(huán)糊精的摩爾比為:0.1:1-7:1。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:
[0017]本發(fā)明利用綠色甲基化試劑碳酸二甲酯取代β-環(huán)糊精上2位羥基上的氫原子合成2-0-甲基-β -環(huán)糊精；利用環(huán)氧丙烷在堿性條件下開(kāi)環(huán)與2-0-甲基-β -環(huán)糊精上6位上的輕基反應(yīng)合成2-0-甲基-6-0- (2-輕丙基)-β -環(huán)糊精，是一種制備新化合物2-0-甲基-6-0-(2-羥丙基)-β -環(huán)糊精的綠色合成方法。本發(fā)明合成了一種新化合物，而且合成路線綠色、簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件溫和，工藝條件簡(jiǎn)單，環(huán)糊精的轉(zhuǎn)化率高，反應(yīng)后環(huán)糊精的總轉(zhuǎn)化率為72-99%，對(duì)環(huán)境友好；該化合物在藥物輔料、食品添加劑、化學(xué)化工等具有較大的應(yīng)用潛力。
【附圖說(shuō)明】
[0018]當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，通過(guò)參照下面的詳細(xì)描述，能夠更完整更好地理解本發(fā)明以及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點(diǎn)，但此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定，其中:
[0019]圖1為實(shí)施例1得到的2-0-甲基-6-0-(2-羥丙基)_β -環(huán)糊精質(zhì)譜圖；
[0020]圖2為實(shí)施例2得到的2-0-甲基-6-0-(2-羥丙基)_β -環(huán)糊精質(zhì)譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]本發(fā)明結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)描述如下:
[0022]實(shí)施例1:
[0023]在帶有回流冷凝管和攪拌的三口燒圓底瓶中，加入4gf3-環(huán)糊精(3.6mmol)和150mL 二甲基酰胺(DMF)中攪拌至澄清，接著加入無(wú)水1.0g K2CO3，攪拌10分鐘后再加入1.0mL(16mmol)碳酸二酯甲酯，繼續(xù)攪拌，控制溫度25°C，反應(yīng)8小時(shí)，反應(yīng)過(guò)程用薄層層析(TLC)監(jiān)測(cè)反應(yīng)情況。反應(yīng)結(jié)束后，離心分離除去無(wú)水1(20)3及懸浮物，減壓，液相溫度為60-900C，減壓蒸餾出溶劑DMF和未反應(yīng)的碳酸二甲酯，得到2-0-甲基-β -環(huán)糊精3.4g ;把所得到的3.4g 2-0-甲基- β -環(huán)糊精溶解到150mL 30%的氫氧化鈉水溶液中，滴加環(huán)氧丙烷和乙腈(體積比為1:15)的溶液16mL，在0°C溫度，常壓下，反應(yīng)8小時(shí)；用10摩爾/升的鹽酸溶液中和氫氧化鈉溶液至中性，蒸餾得到白色固體；用二甲基甲酰胺溶解白色固體中的產(chǎn)品，溶解后過(guò)濾除去的氯化鈉，將除去氯化鈉的溶液倒入150毫升丙酮中，得到白色沉淀，在繼續(xù)用丙酮多次洗滌，最后用200mL乙醚浸泡16h，得到白色粉末固體產(chǎn)品2_0_甲基-6-0-(2-輕丙基)-β-環(huán)糊精3.lg。β -環(huán)糊精的收率77.5%，平均取代度為2.5。實(shí)施例I得到的2-0-甲基-6-0-(2-羥丙基)-β-環(huán)糊精質(zhì)譜圖如圖1中示出。
[0024]實(shí)施例2:
[0025]在帶有回流冷凝管和攪拌的三口燒圓底瓶中，加入4gf3-環(huán)糊精(3.6mmol)和150mL DMF中攪拌至澄清，接著加入1.5g無(wú)水K2C03，攪拌10分鐘后再加入2.0mL(32mmol)碳酸二酯甲酯，繼續(xù)攪拌，控制溫度40°C，反應(yīng)24小時(shí)，反應(yīng)過(guò)程用薄層層析(TLC)監(jiān)測(cè)反應(yīng)情況。反應(yīng)結(jié)束后，離心分離除去無(wú)水K2C03及懸浮物，減壓，液相溫度為60-90°C，減壓蒸餾出溶劑DMF和未反應(yīng)的碳酸二甲醋，得到2-0-甲基-β-環(huán)糊精3.5g ;把所得到的3.5g2-0-甲基-β-環(huán)糊精溶解到150mL 30%的氫氧化鈉水溶液中，滴加環(huán)氧丙烷和乙腈(體積比為1:15)的溶液32mL，在5°C溫度，常壓下，反應(yīng)16小時(shí)；用10摩爾/升的鹽酸溶液中和氫氧化鈉溶液至中性，蒸餾得到白色固體；用二甲基甲酰胺溶解白色固體中的產(chǎn)品，溶解后過(guò)濾除去的氯化鈉，將除去氯化鈉的溶液倒入150毫升丙酮中，得到白色沉淀，在繼續(xù)用丙酮多次洗滌，最后用200mL乙醚浸泡16h，得到白色粉末固體產(chǎn)品2_0_甲基-6-0-(2-羥丙基)-β-環(huán)糊精3.3g。β-環(huán)糊精的收率82.5%，平均取代度為3.6。實(shí)施例2得到的
2-0-甲基-6-0-(2-羥丙基)-β -環(huán)糊精質(zhì)譜圖如圖2中示出。
[0026]以上實(shí)例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種2_0_甲基-6-0- (2-輕丙基)-β -環(huán)糊精的綠色合成方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟I)在10-60°C溫度下，在無(wú)水1(20)3或者無(wú)水Na 2C03存在下，β -環(huán)糊精和碳酸二甲酯在二甲基甲酰胺溶劑中反應(yīng)0.5-56小時(shí)，反應(yīng)過(guò)程中用TLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)； 步驟2)反應(yīng)完全后，過(guò)濾除去無(wú)水1(2(:03或者無(wú)水Na 2C03及其它不溶物，減壓蒸飽出二甲基甲酰胺溶劑，溶液濃縮； 步驟3)加入丙酮，攪拌，沉淀出產(chǎn)物，濾去丙酮，得到粉末固體為2-0-甲基-β-環(huán)糊 步驟4)把所得2-0-甲基-β -環(huán)糊精溶解在30 %的氫氧化鈉水溶液中，滴加環(huán)氧丙烷和乙腈的混合溶液，在0-70°C溫度，常壓下，反應(yīng)0.5-48小時(shí)； 步驟5)用10摩爾/升的鹽酸溶液中和氫氧化鈉溶液至中性，蒸餾得到白色固體； 步驟6)用二甲基甲酰胺溶解白色固體中的產(chǎn)品，溶解后過(guò)濾除去的氯化鈉，將除去氯化鈉的溶液倒入50-200毫升丙酮中，得到白色沉淀物，繼續(xù)用丙酮反復(fù)洗滌，最后用乙醚浸泡得到白色粉末固體廣品2_0_甲基-6-0- (2-輕丙基)-β _環(huán)糊精。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種2-0-甲基-6-0-(2-羥丙基)-β-環(huán)糊精的綠色合成方法，其特征在于，所述的步驟I)中，碳酸二甲酯與環(huán)糊精的摩爾比
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種2-0-甲基-6-0-(2-羥丙基)_β-環(huán)糊精的綠色合成方法，其特征在于，所述的步驟I)中，β-環(huán)糊精與無(wú)水1(20)3或者無(wú)水似20)3質(zhì)量比為:1:5-86:1o
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種2-0-甲基-6-0-(2-羥丙基)_β-環(huán)糊精的綠色合成方法，其特征在于，所述的步驟I)中，β-環(huán)糊精與二甲基甲酰胺溶劑的摩爾比為:1:1500-1:200。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種2-0-甲基-6-0-(2-羥丙基)-β-環(huán)糊精的綠色合成方法，其特征在于，所述的步驟4)中，環(huán)氧丙烷與乙腈的體積比為1:15。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種2-0-甲基-6-0-(2-羥丙基)-β -環(huán)糊精的綠色合成方法，其特征在于，所述的步驟4)中，環(huán)氧丙烷與環(huán)糊精的摩爾比為:0.1:1-7:1。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種新化合物2-O-甲基-6-O-(2-羥丙基)-β-環(huán)糊精的綠色合成方法，包括如下步驟：在無(wú)水K2CO3或者無(wú)水Na2CO3存在下，β-環(huán)糊精和碳酸二甲酯在二甲基甲酰胺有機(jī)溶劑中反應(yīng),反應(yīng)完全后，過(guò)濾除去無(wú)水K2CO3或者無(wú)水Na2CO3和其它不溶物，減壓蒸餾出溶劑，溶液濃縮；用丙酮沉淀出產(chǎn)物，過(guò)濾，得到2-O-甲基-β-環(huán)糊精。把所得的2-O-甲基-β-環(huán)糊精溶解在30％的氫氧化鈉溶液中，在一定溫度下滴加定量的環(huán)氧丙烷，反應(yīng)完全后，加鹽酸中和到中性，蒸餾得到白色固體；用二甲基甲酰胺溶解，過(guò)濾除鹽后，將濾液倒入丙酮中，得到白色沉淀，再用丙酮反復(fù)洗滌，最后用乙醚浸泡得到白色粉末固體產(chǎn)品2-O-甲基-6-O-(2-羥丙基)。本發(fā)明工藝條件簡(jiǎn)單，β-環(huán)糊精的轉(zhuǎn)化率高，對(duì)環(huán)境友好。
【IPC分類】C08B37-16
【公開(kāi)號(hào)】CN104558253
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410800382
【發(fā)明人】甘永江, 史榮會(huì), 鄭志功
【申請(qǐng)人】福建工程學(xué)院
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月19日