CN104558253A - 2-O-甲基-6-O-（2-羟丙基）-β-环糊精的绿色合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新化合物2-O-甲基-6-O-(2-羟丙基)-β-环糊精的绿色合成方法，包括如下步骤：在无水K2CO3或者无水Na2CO3存在下，β-环糊精和碳酸二甲酯在二甲基甲酰胺有机溶剂中反应,反应完全后，过滤除去无水K2CO3或者无水Na2CO3和其它不溶物，减压蒸馏出溶剂，溶液浓缩；用丙酮沉淀出产物，过滤，得到2-O-甲基-β-环糊精。把所得的2-O-甲基-β-环糊精溶解在30％的氢氧化钠溶液中，在一定温度下滴加定量的环氧丙烷，反应完全后，加盐酸中和到中性，蒸馏得到白色固体；用二甲基甲酰胺溶解，过滤除盐后，将滤液倒入丙酮中，得到白色沉淀，再用丙酮反复洗涤，最后用***浸泡得到白色粉末固体产品2-O-甲基-6-O-(2-羟丙基)。本发明工艺条件简单，β-环糊精的转化率高，对环境友好。
Description
技术领域
本发明涉及一种新化合物2-O-甲基-6-O-(2-羟丙基)-β-环糊精的绿色合成方法。
背景技术
β-环糊精是由7个葡萄糖单体α-1，4糖苷键连接成的一类筒状化合物。由于β-环糊精具有空腔的分子结构和内亲水外疏水的特性使β-环糊精有广泛的应用，可广泛应用于分子识别、分离、药物、催化等方面。但是，由于β-环糊***体的溶解度较低(在25℃温度下β-环糊精的溶解度为1.85g/100mL)以及其它性质方面的局限性，使其应用受到很大限制。为了改善β-环糊精的性质，扩大其应用范围，人们对β-环糊精的性质进行了改进，改进后的β-环糊精(又叫β-环糊精的衍生物)在溶解度和其它性质都有较大提高，使β-环糊精的应用范围也更广泛了。为了克服β-环糊精溶解度小的缺点，国内外对其进行改性研究，使其具有更优良的性质；提高其应用效果，开辟新用途。例如，天然的β-环糊精溶解度随温度的升高而增加，但甲基β-环糊精的溶解度随温度升高而急剧降低，具有低吸附性、高表面活性特性和立体选择性。可代替那些对皮肤有刺激性的表面活性剂配制化妆品。甲基-β-环糊精具有更大的包合特性，包合物在水中的溶解度也显著增大。2-羟丙基β-环糊精的特性为安全性好，局部刺激性小，具有水溶性和亲水性的性质，不易引起动物体内的溶血作用，因此，可用于药物包结和增溶，提高生物利用度。能够与多种疏水性药物形成包结物从而增加药物水溶性及药物稳定性，是目前增加药物水溶性和药物稳定性效果最好，应用及研究最为广泛的环糊精衍生物。
发明内容
本发明目的是在β-环糊精上同时引入疏水性基团(甲基)和亲水性基团(2-羟丙基),综合两种应用非常广泛的β-环糊精衍生物(甲基化-β-环糊精和(2-羟丙基)-β-环糊精)的优势,合成甲基-2-羟丙基β-环糊精具有更多的不对称环境,在分子识别中应该会有更广泛的用途的2-O-甲基-6-O-(2-羟丙基)-β-环糊精。
本发明提供的技术方案是：一种2-O-甲基-6-O-(2-羟丙基)-β-环糊精的绿色合成方法，包括以下步骤：
步骤1)在10-60℃温度下，在无水K2CO3或者无水Na2CO3存在下,β-环糊精和碳酸二甲酯在二甲基甲酰胺溶剂中反应0.5-56小时，反应过程中用TLC监测反应；
步骤2)反应完全后，过滤除去无水K2CO3或者无水Na2CO3及其它不溶物，减压蒸馏出二甲基甲酰胺溶剂，溶液浓缩；
步骤3)加入丙酮，搅拌，沉淀出产物，滤去丙酮，得到粉末固体为2-O-甲基-β-环糊精；
步骤4)把所得2-O-甲基-β-环糊精溶解在30％的氢氧化钠水溶液中，滴加环氧丙烷和乙腈的混合溶液，在0-70℃温度，常压下，反应0.5-48小时；
步骤5)用10摩尔/升的盐酸溶液中和氢氧化钠溶液至中性，蒸馏得到白色固体；
步骤6)用二甲基甲酰胺溶解白色固体中的产品，溶解后过滤除去的氯化钠，将除去氯化钠的溶液倒入50-200毫升丙酮中，得到白色沉淀物，继续用丙酮反复洗涤，最后用***浸泡得到白色粉末固体产品2-O-甲基-6-O-(2-羟丙基)-β-环糊精。
所述的步骤1)中，碳酸二甲酯与β-环糊精的摩尔比：1:1-1:9。
所述的步骤1)中，β-环糊精与无水K2CO3或者无水Na2CO3质量比为：1:5-86:1。
所述的步骤1)中，β-环糊精与二甲基甲酰胺溶剂的摩尔比为：1:1500-1:200。
所述的步骤4)中，环氧丙烷与乙腈的体积比为1：15。
所述的步骤4)中，环氧丙烷与β-环糊精的摩尔比为：0.1：1-7：1。
本发明的有益效果是：
本发明利用绿色甲基化试剂碳酸二甲酯取代β-环糊精上2位羟基上的氢原子合成2-O-甲基-β-环糊精；利用环氧丙烷在碱性条件下开环与2-O-甲基-β-环糊精上6位上的羟基反应合成2-O-甲基-6-O-(2-羟丙基)-β-环糊精，是一种制备新化合物2-O-甲基-6-O-(2-羟丙基)-β-环糊精的绿色合成方法。本发明合成了一种新化合物，而且合成路线绿色、简单，反应条件温和，工艺条件简单，β-环糊精的转化率高，反应后β-环糊精的总转化率为72-99％，对环境友好；该化合物在药物辅料﹑食品添加剂﹑化学化工等具有较大的应用潜力。
附图说明
当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，其中：
图1为实施例1得到的2-O-甲基-6-O-(2-羟丙基)-β-环糊精质谱图；
图2为实施例2得到的2-O-甲基-6-O-(2-羟丙基)-β-环糊精质谱图。
具体实施方式
本发明结合实施例详细描述如下：
实施例1:
在带有回流冷凝管和搅拌的三口烧圆底瓶中，加入4gβ-环糊精(3.6mmol)和150mL二甲基酰胺(DMF)中搅拌至澄清，接着加入无水1.0g K2CO3，搅拌10分钟后再加入1.0mL(16mmol)碳酸二酯甲酯，继续搅拌，控制温度25℃，反应8小时，反应过程用薄层层析(TLC)监测反应情况。反应结束后，离心分离除去无水K2CO3及悬浮物，减压，液相温度为60-90℃，减压蒸馏出溶剂DMF和未反应的碳酸二甲酯，得到2-O-甲基-β-环糊精3.4g；把所得到的3.4g 2-O-甲基-β-环糊精溶解到150mL 30％的氢氧化钠水溶液中,滴加环氧丙烷和乙腈(体积比为1:15)的溶液16mL，在0℃温度，常压下，反应8小时；用10摩尔/升的盐酸溶液中和氢氧化钠溶液至中性，蒸馏得到白色固体；用二甲基甲酰胺溶解白色固体中的产品，溶解后过滤除去的氯化钠，将除去氯化钠的溶液倒入150毫升丙酮中，得到白色沉淀，在继续用丙酮多次洗涤，最后用200mL***浸泡16h,得到白色粉末固体产品2-O-甲基-6-O-(2-羟丙基)-β-环糊精3.1g。β-环糊精的收率77.5％,平均取代度为2.5。实施例1得到的2-O-甲基-6-O-(2-羟丙基)-β-环糊精质谱图如图1中示出。
实施例2：
在带有回流冷凝管和搅拌的三口烧圆底瓶中，加入4gβ-环糊精(3.6mmol)和150mL DMF中搅拌至澄清，接着加入1.5g无水K2CO3，搅拌10分钟后再加入2.0mL(32mmol)碳酸二酯甲酯，继续搅拌，控制温度40℃，反应24小时，反应过程用薄层层析(TLC)监测反应情况。反应结束后，离心分离除去无水K2CO3及悬浮物，减压，液相温度为60-90℃，减压蒸馏出溶剂DMF和未反应的碳酸二甲酯，得到2-O-甲基-β-环糊精3.5g；把所得到的3.5g 2-O-甲基-β-环糊精溶解到150mL 30％的氢氧化钠水溶液中,滴加环氧丙烷和乙腈(体积比为1:15)的溶液32mL，在5℃温度，常压下，反应16小时；用10摩尔/升的盐酸溶液中和氢氧化钠溶液至中性，蒸馏得到白色固体；用二甲基甲酰胺溶解白色固体中的产品，溶解后过滤除去的氯化钠，将除去氯化钠的溶液倒入150毫升丙酮中，得到白色沉淀，在继续用丙酮多次洗涤，最后用200mL***浸泡16h,得到白色粉末固体产品2-O-甲基-6-O-(2-羟丙基)-β-环糊精3.3g。β-环糊精的收率82.5％,平均取代度为3.6。实施例2得到的2-O-甲基-6-O-(2-羟丙基)-β-环糊精质谱图如图2中示出。
以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (6)
1.一种2-O-甲基-6-O-(2-羟丙基)-β-环糊精的绿色合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)在10-60℃温度下，在无水K2CO3或者无水Na2CO3存在下,β-环糊精和碳酸二甲酯在二甲基甲酰胺溶剂中反应0.5-56小时，反应过程中用TLC监测反应；
步骤2)反应完全后，过滤除去无水K2CO3或者无水Na2CO3及其它不溶物，减压蒸馏出二甲基甲酰胺溶剂，溶液浓缩；
步骤3)加入丙酮，搅拌，沉淀出产物，滤去丙酮，得到粉末固体为2-O-甲基-β-环糊精；
步骤4)把所得2-O-甲基-β-环糊精溶解在30％的氢氧化钠水溶液中，滴加环氧丙烷和乙腈的混合溶液，在0-70℃温度，常压下，反应0.5-48小时；
步骤5)用10摩尔/升的盐酸溶液中和氢氧化钠溶液至中性，蒸馏得到白色固体；
步骤6)用二甲基甲酰胺溶解白色固体中的产品，溶解后过滤除去的氯化钠，将除去氯化钠的溶液倒入50-200毫升丙酮中，得到白色沉淀物，继续用丙酮反复洗涤，最后用***浸泡得到白色粉末固体产品2-O-甲基-6-O-(2-羟丙基)-β-环糊精。
2.根据权利要求1所述的一种2-O-甲基-6-O-(2-羟丙基)-β-环糊精的绿色合成方法，其特征在于，所述的步骤1)中，碳酸二甲酯与β-环糊精的摩尔比：1:1-1:9。
3.根据权利要求1所述的一种2-O-甲基-6-O-(2-羟丙基)-β-环糊精的绿色合成方法，其特征在于，所述的步骤1)中，β-环糊精与无水K2CO3或者无水Na2CO3质量比为：1:5-86:1。
4.根据权利要求1所述的一种2-O-甲基-6-O-(2-羟丙基)-β-环糊精的绿色合成方法，其特征在于，所述的步骤1)中，β-环糊精与二甲基甲酰胺溶剂的摩尔比为：1:1500-1:200。
5.根据权利要求1所述的一种2-O-甲基-6-O-(2-羟丙基)-β-环糊精的绿色合成方法，其特征在于，所述的步骤4)中，环氧丙烷与乙腈的体积比为1：15。
6.根据权利要求1所述的一种2-O-甲基-6-O-(2-羟丙基)-β-环糊精的绿色合成方法，其特征在于，所述的步骤4)中，环氧丙烷与β-环糊精的摩尔比为：0.1：1-7：1。
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