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磺烷基倍他環(huán)糊精的綠色合成方法與流程

文檔序號:11378993閱讀:323來源:國知局
本發(fā)明涉及化學(xué)合成
技術(shù)領(lǐng)域
,特別涉及一種磺烷基倍他環(huán)糊精的綠色合成方法。
背景技術(shù)
:倍他環(huán)糊精是直鏈淀粉在環(huán)糊精葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶作用下降解得到的產(chǎn)物,由七個吡喃葡萄糖單元連接形成錐筒狀結(jié)構(gòu),具有外親水和內(nèi)疏水的特性。這導(dǎo)致倍他環(huán)糊精廣泛應(yīng)用于增強(qiáng)藥物穩(wěn)定性、增加溶解性、改善生物利用度、降低毒副作用、手性拆分和復(fù)合催化等領(lǐng)域。如下列化學(xué)式所示,倍他環(huán)糊精吡喃葡萄糖單元上c1碳原子通過α-糖苷鍵與相鄰吡喃葡萄糖單元上的c4碳原子首尾連接,而c2、c3和c6碳原子上均具有羥基。不同的是,c6碳原子上的羥基為伯羥基,而c2、c3碳原子上的羥基為仲羥基。進(jìn)一步地,c2羥基可以與相鄰吡喃葡萄糖單元上c3羥基形成7對分子內(nèi)氫鍵,以此環(huán)糊精分子上所有仲羥基形成的氫鍵相連形成封閉的環(huán)狀氫鍵帶。這種分子內(nèi)形成的氫鍵帶使倍他環(huán)糊精分子結(jié)構(gòu)不易變形,剛性較好,同時在水中和一般有機(jī)溶劑中溶解度較差。這些缺陷阻礙了其在制劑領(lǐng)域和化學(xué)合成方面的進(jìn)一步應(yīng)用。為了解決上述問題,人們在倍他環(huán)糊精上引入新的取代基團(tuán),對其進(jìn)行化學(xué)修飾,可改善其物化性質(zhì)。當(dāng)引入磺烷基替代羥基時,可以得到磺烷基倍他環(huán)糊精。根據(jù)文獻(xiàn)報道,磺烷基倍他環(huán)糊精在100ml水中的溶解度超過50g,同時還是一種優(yōu)良的包合劑,難溶性藥物包合后具有很高的水溶性、穩(wěn)定性和生物利用度。目前,磺烷基倍他環(huán)糊精主要采取堿性水溶液例如氫氧化鈉作為催化劑,先使倍他環(huán)糊精變成碳負(fù)陰離子,然后發(fā)生sn2親核取代反應(yīng),進(jìn)攻烷基磺內(nèi)酯上的碳正離子,烷基磺內(nèi)酯開環(huán)得到磺烷基倍他環(huán)糊精。氫氧化鈉具有催化活性高、反應(yīng)時間短的優(yōu)點,然而,氫氧化鈉在對倍他環(huán)糊精上c2、c3和c6碳原子上的羥基去質(zhì)子化時,選擇性較差,從而容易形成取代位點不同、取代度不同的產(chǎn)物;同時反應(yīng)收率差強(qiáng)人意。此外,強(qiáng)堿的存在產(chǎn)生設(shè)備腐蝕、環(huán)境污染等問題。因此,亟需采用無腐蝕、無污染、易分離的新型催化劑取代之,采用固體堿催化劑是革除傳統(tǒng)反應(yīng)工藝弊端的一條行之有效的途經(jīng)。技術(shù)實現(xiàn)要素:本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之一是提供一種無腐蝕、無污染、易分離的磺烷基倍他環(huán)糊精的綠色合成方法。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之二是提供一種產(chǎn)品收率較高和平均取代度較高的磺烷基倍他環(huán)糊精的綠色合成方法。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之三是提高磺烷基倍他環(huán)糊精反應(yīng)產(chǎn)物的c6/c2選擇性,使其盡可能地發(fā)生在c6碳原子上的伯羥基上。為了解決上述問題,本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:一種磺烷基倍他環(huán)糊精的綠色合成方法,由倍他環(huán)糊精與烷基磺內(nèi)酯在催化劑存在下反應(yīng)得到,其中,使用負(fù)載固體堿作為催化劑。根據(jù)本發(fā)明所述的綠色合成方法,其中,所述烷基磺內(nèi)酯選自1,3-丙烷磺內(nèi)酯和1,4-丙烷磺內(nèi)酯。根據(jù)本發(fā)明所述的綠色合成方法,其中,所述負(fù)載固體堿的制備方法如下:將氟化鉀溶解于體積比1:1的異丙醇/水混合溶劑中,形成溶液1;將異丙醇鋁溶解于甲苯中,形成溶液2;隨后將溶液1滴加至溶液2中,滴加完畢在50-70℃下反應(yīng)1-3h后過濾得到固體,將其在120℃下干燥2-6h;將其在700℃下煅燒1-3h得到負(fù)載固體堿。優(yōu)選地,滴加完畢在55-70℃下反應(yīng)1.5-3h后過濾得到固體,將其在120℃下干燥3-6h;將其在700℃下煅燒1.5-3h得到負(fù)載固體堿。更優(yōu)選地,滴加完畢在60-70℃下反應(yīng)2-3h后過濾得到固體,將其在120℃下干燥4-6h;將其在700℃下煅燒2-3h得到負(fù)載固體堿。以及,最優(yōu)選地,滴加完畢在60-65℃下反應(yīng)2-2.5h后過濾得到固體,將其在120℃下干燥4-5h;將其在700℃下煅燒2-2.5h得到負(fù)載固體堿。在一個具體的實施方式中,所述負(fù)載固體堿的制備方法如下:將氟化鉀溶解于體積比1:1的異丙醇/水混合溶劑中,形成溶液1;將異丙醇鋁溶解于甲苯中,形成溶液2;隨后將溶液1滴加至溶液2中,滴加完畢在60℃下反應(yīng)2h后過濾得到固體,將其在120℃下干燥4h;將其在700℃下煅燒2h得到負(fù)載固體堿。根據(jù)本發(fā)明所述的綠色合成方法,其中,所述異丙醇鋁與氟化鉀的摩爾比為3:1-6:1,所述溶液1與溶液2的體積比為1:10-1:20。優(yōu)選地,所述異丙醇鋁與氟化鉀的摩爾比為3.5:1-6:1,所述溶液1與溶液2的體積比為1:12-1:20。更優(yōu)選地,所述異丙醇鋁與氟化鉀的摩爾比為3.5:1-5.5:1,所述溶液1與溶液2的體積比為1:12-1:18。以及,最優(yōu)選地,所述異丙醇鋁與氟化鉀的摩爾比為4:1-5:1,所述溶液1與溶液2的體積比為1:13-1:16。在一個具體的實施方式中,所述異丙醇鋁與氟化鉀的摩爾比為5:1,所述溶液1與溶液2的體積比為1:15。根據(jù)本發(fā)明所述的綠色合成方法,其中,所述倍他環(huán)糊精與烷基磺內(nèi)酯的摩爾比為1:7-1:10。優(yōu)選地,所述倍他環(huán)糊精與烷基磺內(nèi)酯的摩爾比為1:7.5-1:10。更優(yōu)選地,所述倍他環(huán)糊精與烷基磺內(nèi)酯的摩爾比為1:8-1:10。以及,最優(yōu)選地,所述倍他環(huán)糊精與烷基磺內(nèi)酯的摩爾比為1:8-1:9。在一個具體的實施方式中,所述倍他環(huán)糊精與烷基磺內(nèi)酯的摩爾比為1:8。根據(jù)本發(fā)明所述的綠色合成方法,其中,所述倍他環(huán)糊精與烷基磺內(nèi)酯的反應(yīng)溫度為50-70℃,溶劑體系為體積比8:1-4:1的水/二氧六環(huán)混合溶劑,反應(yīng)時間為4-12h。優(yōu)選地,所述倍他環(huán)糊精與烷基磺內(nèi)酯的反應(yīng)溫度為55-70℃,反應(yīng)體系為體積比8:1-5:1的水/二氧六環(huán)混合溶劑,反應(yīng)時間為6-12h。更優(yōu)選地,所述倍他環(huán)糊精與烷基磺內(nèi)酯的反應(yīng)溫度為60-70℃,反應(yīng)體系為體積比8:1-6:1的水/二氧六環(huán)混合溶劑,反應(yīng)時間為8-12h。以及,最優(yōu)選地,所述倍他環(huán)糊精與烷基磺內(nèi)酯的反應(yīng)溫度為60-65℃,反應(yīng)體系為體積比8:1-7:1的水/二氧六環(huán)混合溶劑,反應(yīng)時間為10-12h。在一個具體的實施方式中,所述倍他環(huán)糊精與烷基磺內(nèi)酯的反應(yīng)溫度為60℃,反應(yīng)體系為體積比8:1的水/二氧六環(huán)混合溶劑,反應(yīng)時間為12h。有利地,將烷基磺內(nèi)酯溶解在少量二氧六環(huán)中,將其滴加至溶劑體系中。根據(jù)本發(fā)明所述的綠色合成方法,其中,所述負(fù)載固體堿加入量為所述倍他環(huán)糊精與烷基磺內(nèi)酯質(zhì)量之和的5-15wt%。優(yōu)選地,所述負(fù)載固體堿加入量為所述倍他環(huán)糊精與烷基磺內(nèi)酯質(zhì)量之和的5-12wt%。更優(yōu)選地,所述負(fù)載固體堿加入量為所述倍他環(huán)糊精與烷基磺內(nèi)酯質(zhì)量之和的5-10wt%。以及,最優(yōu)選地,所述負(fù)載固體堿加入量為所述倍他環(huán)糊精與烷基磺內(nèi)酯質(zhì)量之和的8-10wt%。在一個具體的實施方式中,所述負(fù)載固體堿加入量為所述倍他環(huán)糊精與烷基磺內(nèi)酯質(zhì)量之和的10wt%。根據(jù)本發(fā)明所述的綠色合成方法,進(jìn)一步包括將負(fù)載固體堿通過截留分子量為8000da的超濾膜回收并且得到超濾液的步驟。根據(jù)本發(fā)明所述的綠色合成方法,進(jìn)一步包括將超濾液用酸調(diào)節(jié)超濾液ph至中性的步驟。根據(jù)本發(fā)明所述的綠色合成方法,進(jìn)一步包括納濾和冷凍干燥步驟。根據(jù)本發(fā)明所述的綠色合成方法,其中,所述納濾工藝條件為:溫度為40-60℃,壓力為0.8-1.0mpa,截留分子量為300-500da,體積濃縮至原液體積的1/4-1/6。優(yōu)選地,所述納濾工藝條件為:溫度為45-60℃,壓力為0.8-1.0mpa,截留分子量為300-500da,體積濃縮至原液體積的1/4-1/5。更優(yōu)選地,所述納濾工藝條件為:溫度為50-60℃,壓力為0.8-1.0mpa,截留分子量為300-500da,體積濃縮至原液體積的1/4-1/5。以及,最優(yōu)選地,所述納濾工藝條件為:溫度為50-55℃,壓力為0.8-1.0mpa,截留分子量為300-500da,體積濃縮至原液體積的1/4-1/5。在一個具體的實施方式中,所述納濾工藝條件為:溫度為50℃,壓力為1.0mpa,截留分子量為300-500da,體積濃縮至原液體積的1/5。根據(jù)本發(fā)明所述的綠色合成方法,其中,所述冷凍干燥在-40℃下進(jìn)行?;峭榛端h(huán)糊精產(chǎn)物的平均取代度和c6/c2選擇性可由1hnmr譜圖特定位置峰積分值之比進(jìn)行計算。本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉,δ=4.8-5.2ppm范圍的峰歸屬于倍他環(huán)糊精吡喃葡萄糖單元中c1碳原子上的氫,而δ=2.6-3.0ppm范圍的峰歸屬于取代基團(tuán)磺烷基上鄰近磺基的ch2上的2個氫,這也是磺烷基取代與否的特征峰。假設(shè)δ=4.8-5.2ppm范圍的峰積分值為a1,δ=2.6-3.0ppm范圍的峰積分值為a2。因此,平均取代度使用下列公式計算:ds=7a2/2a1。c6/c2選擇性可由δ=4.8-5.0ppm與δ=5.0-5.2ppm范圍的峰積分值之比進(jìn)行計算。根據(jù)文獻(xiàn)報道,前者歸屬于未取代或者c6碳原子上被磺烷基取代的吡喃葡萄糖單元中c1碳原子上的氫;而后者歸屬于c2碳原子上被磺烷基取代的吡喃葡萄糖單元中c1碳原子上的氫。假設(shè)前者和后者峰積分值分別為a1a和a1b。在本發(fā)明中,將c6/c2選擇性定義為s=a1a/a1b;其值越高,意味著c6碳原子上的伯羥基上取代的磺烷基比例越高。發(fā)明人發(fā)現(xiàn),使用本發(fā)明特定的負(fù)載固體堿,結(jié)合適當(dāng)過量的烷基磺內(nèi)酯,不僅可以提高磺烷基倍他環(huán)糊精的產(chǎn)品收率,而且可以提高磺烷基倍他環(huán)糊精的平均取代度和c6/c2選擇性。不希望局限于任何理論,本發(fā)明的負(fù)載固體堿具有介觀尺度的表面效應(yīng)和特有的k3alf6晶相,導(dǎo)致在倍他環(huán)糊精變成碳負(fù)陰離子過程中,空間位阻效應(yīng)成為主要決定因素,進(jìn)而導(dǎo)致磺烷基倍他環(huán)糊精產(chǎn)物中c6碳原子上的伯羥基上取代的產(chǎn)物比例顯著高于使用氫氧化鈉水溶液的情形。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有下列有益技術(shù)效果:1)本發(fā)明不使用堿性水溶液,對設(shè)備無腐蝕,對環(huán)境無污染,且容易通過過濾等手段與產(chǎn)物分離;2)本發(fā)明磺烷基倍他環(huán)糊精的產(chǎn)品收率至少與現(xiàn)有技術(shù)相當(dāng),或優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù);3)本發(fā)明磺烷基倍他環(huán)糊精的平均取代度較高,同時c6/c2選擇性較高,不低于8.9:1,即主要發(fā)生在c6碳原子上。具體實施方案下面通過實施例,對本發(fā)明作進(jìn)一步具體說明。實施例1:將氟化鉀溶解于體積比1:1的異丙醇/水混合溶劑中,形成溶液1;將異丙醇鋁溶解于甲苯中,形成溶液2;隨后將溶液1滴加至溶液2中,滴加完畢在60℃下反應(yīng)2h后過濾得到固體,將其在120℃下干燥4h;將其在700℃下煅燒2h得到負(fù)載固體堿。所述異丙醇鋁與氟化鉀的摩爾數(shù)分別為0.20mol和0.04mol,所述溶液1與溶液2的體積比為20ml和300ml。xrd圖譜顯示出k3alf6晶相的特征2theta角29.8°和42.7°。所得負(fù)載固體堿的粒度為80-130nm。首先將10.0g(8.8mmol)倍他環(huán)糊精溶解于200ml體積比8:1的水/二氧六環(huán)混合溶劑中,加入2.0g上述負(fù)載固體堿,然后將9.7g(70.4mmol)1,4-丙烷磺內(nèi)酯溶解在少量二氧六環(huán)中,將其滴加至水/二氧六環(huán)混合溶劑中??刂品磻?yīng)溫度為60℃,反應(yīng)時間為12h。反應(yīng)結(jié)束后,趁熱將負(fù)載固體堿通過截留分子量為8000da的超濾膜回收并且得到超濾液,隨后用稀鹽酸調(diào)節(jié)超濾液ph至中性。然后,進(jìn)行納濾步驟,所述納濾工藝條件為:溫度為50℃,壓力為1.0mpa,截留分子量為300-500da,體積濃縮至原液體積的1/5。最后,將納濾濃縮液在-40℃下進(jìn)行冷凍干燥,得到白色粉末狀磺烷基倍他環(huán)糊精。根據(jù)白色粉末重量和倍他環(huán)糊精重量計算反應(yīng)收率。同時使用1hnmr對產(chǎn)物進(jìn)行表征,分別計算δ=4.8-5.0ppm與δ=5.0-5.2ppm以及δ=2.6-3.0ppm范圍的峰積分值。具體數(shù)值參見表1。實施例2:將氟化鉀溶解于體積比1:1的異丙醇/水混合溶劑中,形成溶液1;將異丙醇鋁溶解于甲苯中,形成溶液2;隨后將溶液1滴加至溶液2中,滴加完畢在60℃下反應(yīng)2h后過濾得到固體,將其在120℃下干燥4h;將其在700℃下煅燒2h得到負(fù)載固體堿。所述異丙醇鋁與氟化鉀的摩爾數(shù)分別為0.24mol和0.04mol,所述溶液1與溶液2的體積比為30ml和300ml。xrd圖譜顯示出k3alf6晶相的特征2theta角29.8°和42.7°。所得負(fù)載固體堿的粒度為90-140nm。首先將10.0g(8.8mmol)倍他環(huán)糊精溶解于200ml體積比8:1的水/二氧六環(huán)混合溶劑中,加入1.0g上述負(fù)載固體堿,然后將12.0g(88mmol)1,4-丙烷磺內(nèi)酯溶解在少量二氧六環(huán)中,將其滴加至水/二氧六環(huán)混合溶劑中??刂品磻?yīng)溫度為70℃,反應(yīng)時間為12h。反應(yīng)結(jié)束后,趁熱將負(fù)載固體堿通過截留分子量為8000da的超濾膜回收并且得到超濾液,隨后用稀鹽酸調(diào)節(jié)超濾液ph至中性。然后,進(jìn)行納濾步驟,所述納濾工藝條件為:溫度為50℃,壓力為1.0mpa,截留分子量為300-500da,體積濃縮至原液體積的1/5。最后,將納濾濃縮液在-40℃下進(jìn)行冷凍干燥,得到白色粉末狀磺烷基倍他環(huán)糊精。根據(jù)白色粉末重量和倍他環(huán)糊精重量計算反應(yīng)收率。同時使用1hnmr對產(chǎn)物進(jìn)行表征,分別計算δ=4.8-5.0ppm與δ=5.0-5.2ppm以及δ=2.6-3.0ppm范圍的峰積分值。具體數(shù)值參見表1。實施例3:將氟化鉀溶解于體積比1:1的異丙醇/水混合溶劑中,形成溶液1;將異丙醇鋁溶解于甲苯中,形成溶液2;隨后將溶液1滴加至溶液2中,滴加完畢在60℃下反應(yīng)2h后過濾得到固體,將其在120℃下干燥4h;將其在700℃下煅燒2h得到負(fù)載固體堿。所述異丙醇鋁與氟化鉀的摩爾數(shù)分別為0.12mol和0.04mol,所述溶液1與溶液2的體積比為10ml和200ml。xrd圖譜顯示出k3alf6晶相的特征2theta角29.8°和42.7°。所得負(fù)載固體堿的粒度為80-120nm。首先將10.0g(8.8mmol)倍他環(huán)糊精溶解于200ml體積比8:1的水/二氧六環(huán)混合溶劑中,加入3.0g上述負(fù)載固體堿,然后將8.4g(62mmol)1,4-丙烷磺內(nèi)酯溶解在少量二氧六環(huán)中,將其滴加至水/二氧六環(huán)混合溶劑中??刂品磻?yīng)溫度為50℃,反應(yīng)時間為12h。反應(yīng)結(jié)束后,趁熱將負(fù)載固體堿通過截留分子量為8000da的超濾膜回收并且得到超濾液,隨后用稀鹽酸調(diào)節(jié)超濾液ph至中性。然后,進(jìn)行納濾步驟,所述納濾工藝條件為:溫度為50℃,壓力為1.0mpa,截留分子量為300-500da,體積濃縮至原液體積的1/5。最后,將納濾濃縮液在-40℃下進(jìn)行冷凍干燥,得到白色粉末狀磺烷基倍他環(huán)糊精。根據(jù)白色粉末重量和倍他環(huán)糊精重量計算反應(yīng)收率。同時使用1hnmr對產(chǎn)物進(jìn)行表征,分別計算δ=4.8-5.0ppm與δ=5.0-5.2ppm以及δ=2.6-3.0ppm范圍的峰積分值。具體數(shù)值參見表1。實施例4:將氟化鉀溶解于體積比1:1的異丙醇/水混合溶劑中,形成溶液1;將異丙醇鋁溶解于甲苯中,形成溶液2;隨后將溶液1滴加至溶液2中,滴加完畢在60℃下反應(yīng)2h后過濾得到固體,將其在120℃下干燥4h;將其在700℃下煅燒2h得到負(fù)載固體堿。所述異丙醇鋁與氟化鉀的摩爾數(shù)分別為0.20mol和0.04mol,所述溶液1與溶液2的體積比為20ml和300ml。xrd圖譜顯示出k3alf6晶相的特征2theta角29.8°和42.7°。所得負(fù)載固體堿的粒度為80-130nm。首先將10.0g(8.8mmol)倍他環(huán)糊精溶解于200ml體積比8:1的水/二氧六環(huán)混合溶劑中,加入1.9g上述負(fù)載固體堿,然后將8.8g(70.4mmol)1,3-丙烷磺內(nèi)酯溶解在少量二氧六環(huán)中,將其滴加至水/二氧六環(huán)混合溶劑中??刂品磻?yīng)溫度為60℃,反應(yīng)時間為12h。反應(yīng)結(jié)束后,趁熱將負(fù)載固體堿通過截留分子量為8000da的超濾膜回收并且得到超濾液,隨后用稀鹽酸調(diào)節(jié)超濾液ph至中性。然后,進(jìn)行納濾步驟,所述納濾工藝條件為:溫度為50℃,壓力為1.0mpa,截留分子量為300-500da,體積濃縮至原液體積的1/5。最后,將納濾濃縮液在-40℃下進(jìn)行冷凍干燥,得到白色粉末狀磺烷基倍他環(huán)糊精。根據(jù)白色粉末重量和倍他環(huán)糊精重量計算反應(yīng)收率。同時使用1hnmr對產(chǎn)物進(jìn)行表征,分別計算δ=4.8-5.0ppm與δ=5.0-5.2ppm以及δ=2.6-3.0ppm范圍的峰積分值。具體數(shù)值參見表1。實施例5:將氟化鉀溶解于體積比1:1的異丙醇/水混合溶劑中,形成溶液1;將異丙醇鋁溶解于甲苯中,形成溶液2;隨后將溶液1滴加至溶液2中,滴加完畢在60℃下反應(yīng)2h后過濾得到固體,將其在120℃下干燥4h;將其在700℃下煅燒2h得到負(fù)載固體堿。所述異丙醇鋁與氟化鉀的摩爾數(shù)分別為0.24mol和0.04mol,所述溶液1與溶液2的體積比為30ml和300ml。xrd圖譜顯示出k3alf6晶相的特征2theta角29.8°和42.7°。所得負(fù)載固體堿的粒度為90-140nm。首先將10.0g(8.8mmol)倍他環(huán)糊精溶解于200ml體積比8:1的水/二氧六環(huán)混合溶劑中,加入1.1g上述負(fù)載固體堿,然后將11.0g(88mmol)1,3-丙烷磺內(nèi)酯溶解在少量二氧六環(huán)中,將其滴加至水/二氧六環(huán)混合溶劑中。控制反應(yīng)溫度為70℃,反應(yīng)時間為12h。反應(yīng)結(jié)束后,趁熱將負(fù)載固體堿通過截留分子量為8000da的超濾膜回收并且得到超濾液,隨后用稀鹽酸調(diào)節(jié)超濾液ph至中性。然后,進(jìn)行納濾步驟,所述納濾工藝條件為:溫度為50℃,壓力為1.0mpa,截留分子量為300-500da,體積濃縮至原液體積的1/5。最后,將納濾濃縮液在-40℃下進(jìn)行冷凍干燥,得到白色粉末狀磺烷基倍他環(huán)糊精。根據(jù)白色粉末重量和倍他環(huán)糊精重量計算反應(yīng)收率。同時使用1hnmr對產(chǎn)物進(jìn)行表征,分別計算δ=4.8-5.0ppm與δ=5.0-5.2ppm以及δ=2.6-3.0ppm范圍的峰積分值。具體數(shù)值參見表1。實施例6:將氟化鉀溶解于體積比1:1的異丙醇/水混合溶劑中,形成溶液1;將異丙醇鋁溶解于甲苯中,形成溶液2;隨后將溶液1滴加至溶液2中,滴加完畢在60℃下反應(yīng)2h后過濾得到固體,將其在120℃下干燥4h;將其在700℃下煅燒2h得到負(fù)載固體堿。所述異丙醇鋁與氟化鉀的摩爾數(shù)分別為0.12mol和0.04mol,所述溶液1與溶液2的體積比為10ml和200ml。xrd圖譜顯示出k3alf6晶相的特征2theta角29.8°和42.7°。所得負(fù)載固體堿的粒度為80-120nm。首先將10.0g(8.8mmol)倍他環(huán)糊精溶解于200ml體積比8:1的水/二氧六環(huán)混合溶劑中,加入2.7g上述負(fù)載固體堿,然后將7.6g(62mmol)1,3-丙烷磺內(nèi)酯溶解在少量二氧六環(huán)中,將其滴加至水/二氧六環(huán)混合溶劑中??刂品磻?yīng)溫度為50℃,反應(yīng)時間為12h。反應(yīng)結(jié)束后,趁熱將負(fù)載固體堿通過截留分子量為8000da的超濾膜回收并且得到超濾液,隨后用稀鹽酸調(diào)節(jié)超濾液ph至中性。然后,進(jìn)行納濾步驟,所述納濾工藝條件為:溫度為50℃,壓力為1.0mpa,截留分子量為300-500da,體積濃縮至原液體積的1/5。最后,將納濾濃縮液在-40℃下進(jìn)行冷凍干燥,得到白色粉末狀磺烷基倍他環(huán)糊精。根據(jù)白色粉末重量和倍他環(huán)糊精重量計算反應(yīng)收率。同時使用1hnmr對產(chǎn)物進(jìn)行表征,分別計算δ=4.8-5.0ppm與δ=5.0-5.2ppm以及δ=2.6-3.0ppm范圍的峰積分值。具體數(shù)值參見表1。比較例1:首先將10.0g(8.8mmol)倍他環(huán)糊精溶解于200ml體積比8:1的水/二氧六環(huán)混合溶劑中,加入2.0g氫氧化鈉,攪拌使其溶解。然后將9.7g(70.4mmol)1,4-丙烷磺內(nèi)酯溶解在少量二氧六環(huán)中,將其滴加至水/二氧六環(huán)混合溶劑中??刂品磻?yīng)溫度為60℃,反應(yīng)時間為12h。隨后用稀鹽酸調(diào)節(jié)溶液ph至中性。然后,進(jìn)行納濾步驟,所述納濾工藝條件為:溫度為50℃,壓力為1.0mpa,截留分子量為300-500da,體積濃縮至原液體積的1/5。最后,將納濾濃縮液在-40℃下進(jìn)行冷凍干燥,得到白色粉末狀磺烷基倍他環(huán)糊精。根據(jù)白色粉末重量和倍他環(huán)糊精重量計算反應(yīng)收率。同時使用1hnmr對產(chǎn)物進(jìn)行表征,分別計算δ=4.8-5.0ppm與δ=5.0-5.2ppm以及δ=2.6-3.0ppm范圍的峰積分值。具體數(shù)值參見表1。比較例2:將氟化鉀溶解于體積比1:1的異丙醇/水混合溶劑中,形成溶液1;將異丙醇鋁溶解于甲苯中,形成溶液2;隨后將溶液1滴加至溶液2中,滴加完畢在60℃下反應(yīng)2h后過濾得到固體,將其在120℃下干燥4h;將其在700℃下煅燒2h得到負(fù)載固體堿。所述異丙醇鋁與氟化鉀的摩爾數(shù)分別為0.32mol和0.04mol,所述溶液1與溶液2的體積比為20ml和300ml。xrd圖譜顯示出k3alf6晶相的特征2theta角29.8°和42.7°。所得負(fù)載固體堿的粒度為140-180nm。首先將10.0g(8.8mmol)倍他環(huán)糊精溶解于200ml體積比8:1的水/二氧六環(huán)混合溶劑中,加入2.0g上述負(fù)載固體堿,然后將9.7g(70.4mmol)1,4-丙烷磺內(nèi)酯溶解在少量二氧六環(huán)中,將其滴加至水/二氧六環(huán)混合溶劑中??刂品磻?yīng)溫度為60℃,反應(yīng)時間為12h。反應(yīng)結(jié)束后,趁熱將負(fù)載固體堿通過截留分子量為8000da的超濾膜回收并且得到超濾液,隨后用稀鹽酸調(diào)節(jié)超濾液ph至中性。然后,進(jìn)行納濾步驟,所述納濾工藝條件為:溫度為50℃,壓力為1.0mpa,截留分子量為300-500da,體積濃縮至原液體積的1/5。最后,將納濾濃縮液在-40℃下進(jìn)行冷凍干燥,得到白色粉末狀磺烷基倍他環(huán)糊精。根據(jù)白色粉末重量和倍他環(huán)糊精重量計算反應(yīng)收率。同時使用1hnmr對產(chǎn)物進(jìn)行表征,分別計算δ=4.8-5.0ppm與δ=5.0-5.2ppm以及δ=2.6-3.0ppm范圍的峰積分值。具體數(shù)值參見表1。比較例3:將氟化鉀溶解于體積比1:1的異丙醇/水混合溶劑中,形成溶液1;將異丙醇鋁溶解于甲苯中,形成溶液2;隨后將溶液1滴加至溶液2中,滴加完畢在60℃下反應(yīng)2h后過濾得到固體,將其在120℃下干燥4h;將其在700℃下煅燒2h得到負(fù)載固體堿。所述異丙醇鋁與氟化鉀的摩爾數(shù)分別為0.08mol和0.04mol,所述溶液1與溶液2的體積比為20ml和300ml。xrd圖譜顯示出k3alf6晶相的特征2theta角29.8°和42.7°。所得負(fù)載固體堿的粒度為160-190nm。首先將10.0g(8.8mmol)倍他環(huán)糊精溶解于200ml體積比8:1的水/二氧六環(huán)混合溶劑中,加入2.0g上述負(fù)載固體堿,然后將9.7g(70.4mmol)1,4-丙烷磺內(nèi)酯溶解在少量二氧六環(huán)中,將其滴加至水/二氧六環(huán)混合溶劑中??刂品磻?yīng)溫度為60℃,反應(yīng)時間為12h。反應(yīng)結(jié)束后,趁熱將負(fù)載固體堿通過截留分子量為8000da的超濾膜回收并且得到超濾液,隨后用稀鹽酸調(diào)節(jié)超濾液ph至中性。然后,進(jìn)行納濾步驟,所述納濾工藝條件為:溫度為50℃,壓力為1.0mpa,截留分子量為300-500da,體積濃縮至原液體積的1/5。最后,將納濾濃縮液在-40℃下進(jìn)行冷凍干燥,得到白色粉末狀磺烷基倍他環(huán)糊精。根據(jù)白色粉末重量和倍他環(huán)糊精重量計算反應(yīng)收率。同時使用1hnmr對產(chǎn)物進(jìn)行表征,分別計算δ=4.8-5.0ppm與δ=5.0-5.2ppm以及δ=2.6-3.0ppm范圍的峰積分值。具體數(shù)值參見表1。表1給出了實施例1-6和比較例1-3所得磺烷基倍他環(huán)糊精的反應(yīng)收率、平均取代度和c6/c2選擇性。表1反應(yīng)收率平均取代度c6/c2選擇性實施例186%6.89.3:1實施例279%7.69.0:1實施例383%6.48.9:1實施例485%6.99.7:1實施例587%7.79.3:1實施例692%6.79.6:1比較例144%10.43.7:1比較例253%4.25.2:1比較例361%3.84.5:1由表1可以看出,本申請實施例1-6所得磺烷基倍他環(huán)糊精的反應(yīng)收率基本在80%以上,高于比較例1-3的相應(yīng)數(shù)據(jù),至少與現(xiàn)有技術(shù)報道的已知收率相當(dāng),或較大程度上優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)。本申請實施例1-6所得磺烷基倍他環(huán)糊精的平均取代度在6.4至7.7范圍之內(nèi),而比較例1所得磺烷基倍他環(huán)糊精的平均取代度則顯著高于本申請,表明磺烷基倍他環(huán)糊精產(chǎn)物中c2碳原子上的仲羥基上取代的產(chǎn)物比例較高;比較例2-3所得磺烷基倍他環(huán)糊精的平均取代度則顯著低于本申請,表明本發(fā)明的負(fù)載固體堿所具有的介觀尺度表面效應(yīng)和特有的k3alf6晶相對磺烷基倍他環(huán)糊精的平均取代度起了重要作用。在c6/c2選擇性方面,本申請實施例1-6磺烷基倍他環(huán)糊精的c6/c2選擇性較高,不低于8.9:1,即主要發(fā)生在c6碳原子上,而比較例1-3的相應(yīng)數(shù)據(jù)均較低。這表明,在磺烷基倍他環(huán)糊精的反應(yīng)過程中,空間位阻效應(yīng)成為主要決定因素。由此可見,與現(xiàn)有技術(shù)相比,本申請不使用堿性水溶液,對設(shè)備無腐蝕,對環(huán)境無污染,且容易通過過濾等手段與產(chǎn)物分離。磺烷基倍他環(huán)糊精的產(chǎn)品收率至少與現(xiàn)有技術(shù)相當(dāng),或優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)。另一方面,磺烷基倍他環(huán)糊精的平均取代度較高,同時c6/c2選擇性較高,不低于8.9:1,即主要發(fā)生在c6碳原子上。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已,并不用于限制本發(fā)明,對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁12
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