一種3位取代的苯甲?；?β-環(huán)糊精的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種3位取代的苯甲?；? β -環(huán)糊精的制備方法，屬于精細(xì)化工。
【背景技術(shù)】
[0002] 環(huán)糊精是一種重要的主體化合物，它具有軸對(duì)稱性的截錐形環(huán)狀低聚糖結(jié)構(gòu)，根 據(jù)其所含有α-1，4-吡喃葡萄糖單元數(shù)量（6, 7, 8)的不同相應(yīng)的命名為α-，β-，γ-環(huán)糊 精。環(huán)糊精分子空腔是疏水性的（弱極性），而外表面則是親水性的（強(qiáng)極性）。通過修飾 或者制備主-客體包合物，使含有環(huán)糊精結(jié)構(gòu)的自組裝體被應(yīng)用于分子識(shí)別、藥物傳輸、凝 膠和微反應(yīng)器等領(lǐng)域。
[0003] 20世紀(jì)90年代末，Bugler等和Ravoo等先后對(duì)環(huán)糊精主體進(jìn)行了疏水性修飾， 即在天然環(huán)糊精的主面和次面引入疏水性結(jié)構(gòu)單元（如杯芳烴和烷基鏈等），合成了第一 類"超分子環(huán)糊精兩親分子"，并利用這些新化合物自組裝得到了膠束、囊泡和納米管等超 分子自組裝結(jié)構(gòu)。這證明了環(huán)糊精衍生物在超分子領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值。1994年，Hao等人利 用直接反應(yīng)的方法，將1.0 g苯甲酰氯溶于IOOmL乙腈，加入到溶有6. 5gf3 -環(huán)糊精、0. 3g氫 氧化鈉的水溶液中反應(yīng)，得到2位與3位混合的苯甲酰基-β -環(huán)糊精衍生物，其中2位取 代產(chǎn)率為8%，3位取代的產(chǎn)率為16%。該方法制備2位取代的β-環(huán)糊精衍生物雖然方法 簡(jiǎn)便，但是副產(chǎn)物多且產(chǎn)率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有制備3位取代的苯甲?；? β -環(huán)糊精產(chǎn)率低，副產(chǎn)物多的現(xiàn)狀，本發(fā)明 提供一種3位取代的苯甲?；?β -環(huán)糊精的制備方法。本發(fā)明包括2位苯甲酰基-β -環(huán) 糊精的制備和2位苯甲?；?β -環(huán)糊精向3位苯甲酰基-β -環(huán)糊精轉(zhuǎn)換兩個(gè)步驟。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0006] 一種3位取代的苯甲?；?β -環(huán)糊精的制備方法，包括步驟如下：
[0007] (1)取碳酸鉀和β -環(huán)糊精溶于N，N-二甲基甲酰胺（DMF)水溶液中得混合溶液； 所述的碳酸鉀、β-環(huán)糊精、Ν，Ν-二甲基甲酰胺（DMF)的質(zhì)量比為（1~10) :(1~10) : (5~ 25)；
[0008] (2)按質(zhì)量比（1~10) : (20~30)將苯甲酰氯溶于Ν，N-二甲基甲酰胺（DMF)中， 在0~100°C條件下，在1~5h內(nèi)滴加至步驟（1)所得混合溶液中，滴加過程中加入堿溶 液維持溶液pH在9~11之間；所述的苯甲酰氯與β -環(huán)糊精的質(zhì)量比為（1~10) : (1~ 10);
[0009] (3)滴加完成后，用酸溶液中和步驟（2)所得溶液至中性；
[0010] ⑷減壓蒸餾，蒸干步驟⑶所得溶液，在20~60°C下真空干燥4~8h，得粗產(chǎn) 品；
[0011] (5)將步驟⑷所得粗產(chǎn)品加入N，N-二甲基甲酰胺（DMF)中攪拌均勾，減壓抽濾 得濾液；
[0012] (6)在0~100°C下，減壓濃縮步驟（5)所得濾液至飽和，攪拌下緩慢滴加無(wú)水丙 酮，得白色沉淀，減壓抽濾，取固體得2位苯甲?；?β-環(huán)糊精（2-Βζ-β-⑶）；
[0013] (7)將2位苯甲?；?β -環(huán)糊精溶于甲醇水溶液中，加入柱層析硅膠，所述的2位 苯甲酰基-β-環(huán)糊精與柱層析硅膠的質(zhì)量比為（0.5~1.5) :1 ;
[0014] 攪拌0. 5~2h，減壓抽濾，將濾液減壓蒸干，得3位取代的苯甲?；?β -環(huán)糊精 (3_Βζ_ β _CD)〇
[0015] 根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，步驟（1)中所述的碳酸鉀、β-環(huán)糊精、Ν，Ν-二甲基甲酰胺 (DMF)的質(zhì)量比為（3~8) : (3~8) :(10-20)，更優(yōu)選6. 63 :6.81 :14 ;所述的Ν，N-二甲基 甲酰胺（DMF)水溶液中N，N-二甲基甲酰胺（DMF)與水的體積比為（10~20) : (35~45)， 更優(yōu)選15 :40。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，步驟（2)中苯甲酰氯與N，N_二甲基甲酰胺（DMF)的質(zhì)量比 為（3~8) : (22~28)，更優(yōu)選6. 75 :24 ;所述的堿溶液為氫氧化鉀溶液。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，步驟（3)中所述的酸溶液為鹽酸。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，步驟（4)中減壓蒸餾的壓力為70~80mmHg，蒸干溫度為 55 ~65?。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，步驟（5)中粗產(chǎn)品與N，N-二甲基甲酰胺（DMF)的質(zhì)量比為 (7 ~14) : (40 ~50)。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，步驟（6)中減壓濃縮的壓力為70~80mmHg。步驟（6)得到 的 2-Βζ- β -CD 中混有部分 3-Βζ- β -CD。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，步驟（7)中所述的2位苯甲酰基-β-環(huán)糊精與甲醇的質(zhì) 量比為（1~7) : (10~15)，所述的2位苯甲?；?β -環(huán)糊精與柱層析硅膠的質(zhì)量比為 (0·8 ~1. 2) :1〇
[0022] 本發(fā)明的原理：
[0023] 在3-Βζ-β -⑶中，苯環(huán)背離β -⑶（β -環(huán)糊精）的空心中軸處于空腔外部；但在 2-Βζ-β-CD中，苯環(huán)受到富電的環(huán)糊精空腔的吸引作用而伸入空腔內(nèi)部，從而降低了酯基 的C-O鍵的鍵能。另外，在柱層析硅膠（主要成分為Si0 2, Lewis酸）的作用下，2-Βζ-β-⑶ 的?；?原子與表面缺電子的Si原子配位，使酯基上C原子的正電性增強(qiáng)。這有利于3-0Η 上0原子上的孤對(duì)電子進(jìn)攻2-Βζ-β -⑶的醋基C原子，形成六元環(huán)并五元環(huán)的穩(wěn)定構(gòu)型中 間體，接著發(fā)生分子內(nèi)醋交換反應(yīng)生成分子結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定、基態(tài)能量更低的3-Βζ-β -CD。
[0024] 反應(yīng)機(jī)理如下：
[0025]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種3位取代的苯甲?；?e -環(huán)糊精的制備方法，包括步驟如下： (1) 取碳酸鉀和e-環(huán)糊精溶于N，N-二甲基甲酰胺（DMF)水溶液中得混合溶液；所述 的碳酸鉀、環(huán)糊精、N，N-二甲基甲酰胺（DMF)的質(zhì)量比為（1~10) :(1~10) :(5~ 25)； (2) 按質(zhì)量比（1~10) : (20~30)將苯甲酰氯溶于N，N-二甲基甲酰胺（DMF)中，在 0~100°C條件下，在1~5h內(nèi)滴加至步驟（1)所得混合溶液中，滴加過程中加入堿溶液維 持溶液PH在9~11之間；所述的苯甲酰氯與0-環(huán)糊精的質(zhì)量比為（1~10) :(1~10); (3) 滴加完成后，用酸溶液中和步驟（2)所得溶液至中性； (4) 減壓蒸餾，蒸干步驟（3)所得溶液，在20~60°C下真空干燥4~8h，得粗產(chǎn)品； (5) 將步驟（4)所得粗產(chǎn)品加入N，N-二甲基甲酰胺（DMF)中攪拌均勻，減壓抽濾得濾 液； (6) 在0~KKTC下，減壓濃縮步驟（5)所得濾液至飽和，攪拌下緩慢滴加無(wú)水丙酮，得 白色沉淀，減壓抽濾，取固體得2位苯甲?；?0 -環(huán)糊精； (7) 將2位苯甲?；?0 -環(huán)糊精溶于甲醇水溶液中，加入柱層析硅膠，所述的2位苯甲 ?；?0-環(huán)糊精與柱層析硅膠的質(zhì)量比為（0.5~1.5) :1 ; 攪拌0. 5~2h，減壓抽濾，將濾液減壓蒸干，得3位取代的苯甲?；?0 -環(huán)糊精。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（1)中所述的碳酸鉀、0-環(huán)糊 精、N，N-二甲基甲酰胺（DMF)的質(zhì)量比為（3~8) : (3~8) :(10-20)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（1)中所述的N，N-二甲基甲酰 胺（DMF)水溶液中N，N-二甲基甲酰胺（DMF)與水的體積比為（10~20) : (35~45)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（2)中苯甲酰氯與N，N-二甲基 甲酰胺（DMF)的質(zhì)量比為（3~8) : (22~28);優(yōu)選的，所述的堿溶液為氫氧化鉀溶液。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（3)中所述的酸溶液為鹽酸。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（4)中減壓蒸餾的壓力為70~ 80mmHg，蒸干溫度為55~65°C。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（5)中粗產(chǎn)品與N，N-二甲基甲 酰胺（DMF)的質(zhì)量比為（7~14) : (40~50)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(6)中減壓濃縮的壓力為70~ 80mmHg〇
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（7)中所述的2位苯甲酰 基-0-環(huán)糊精與甲醇的質(zhì)量比為（1~7) : (10~15)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（7)中所述的2位苯甲酰 基-0-環(huán)糊精與柱層析硅膠的質(zhì)量比為（0.8~1.2) :1。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種3位取代的苯甲?；?β-環(huán)糊精的制備方法，步驟如下：(1)取碳酸鉀和β-環(huán)糊精于DMF溶液中；(2)將苯甲酰氯溶于DMF中，滴至步驟(1)所得混合溶液中，維持溶液pH在9～11；(3)滴加完成后，中和步驟(2)所得溶液至中性；(4)減壓蒸餾，蒸干步驟(3)所得溶液，干燥，得粗品；(5)將粗品加入DMF中攪拌均勻，減壓抽濾得濾液；(6)濃縮濾液至飽和，滴加丙酮，得沉淀，抽濾，得2-Bz-β-CD；(7)將2-Bz-β-CD溶于甲醇溶液中，加入柱層析硅膠，攪拌，抽濾，濾液蒸干，即得。本發(fā)明先制備出2-取代中間產(chǎn)物，再通過“自轉(zhuǎn)化”生成3-取代產(chǎn)品，經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便、選擇性強(qiáng)。
【IPC分類】C08B37-16
【公開號(hào)】CN104877046
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510226085
【發(fā)明人】魯卓群, 郝愛友, 李啟, 谷錦閣
【申請(qǐng)人】山東大學(xué)
【公開日】2015年9月2日
【申請(qǐng)日】2015年5月6日