一种离子交换树脂作为催化剂用于生产羟丙基倍他环糊精的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种离子交换树脂作为催化剂用于生产羟丙基倍他环糊精的制备方法，步骤如下：首先，将纯化水加入反应釜中，然后边搅拌边加入加入碱性催化剂，待温度降至33℃以下时，加入倍他环糊精，搅拌使之溶解，待倍他环糊精完全溶解以后，控制反应温度为20℃‑33℃，缓慢滴加环氧丙烷，滴加完成后继续反应3‑20小时，得到羟丙基倍他环糊精溶液。该方法可以有效调整羟丙基倍他环糊精的pH值在5.0‑7.5，并且获得了很高的收率，适用于工业级羟丙基倍他环糊精的大批量生产。

Preparation of hydroxypropyl beta cyclodextrin by ion exchange resin as catalyst

The invention discloses a preparation method of hydroxypropyl betacyclodextrin using ion exchange resin as catalyst. The steps are as follows: firstly, purified water is added to the reactor, then basic catalyst is added while stirring, and when the temperature is below 33 C, betacyclodextrin is added and stirred to dissolve, and the reaction time is doubled. After the complete dissolution of tacyclodextrin, the reaction temperature was controlled to 20 33, propylene oxide was added slowly, and the reaction continued for 3_20 hours after the completion of the dropping, the hydroxypropyl betacyclodextrin solution was obtained. The pH value of hydroxypropyl betacyclodextrin can be effectively adjusted by this method at 5.0_7.5, and high yield can be obtained. It is suitable for mass production of industrial hydroxypropyl betacyclodextrin.

【技术实现步骤摘要】
一种离子交换树脂作为催化剂用于生产羟丙基倍他环糊精的制备方法
本专利技术涉及羟丙基倍他环糊精生产
，尤其是涉及一种离子交换树脂作为催化剂用于生产羟丙基倍他环糊精的制备方法。
技术介绍
倍他环糊精(β—环状糊精，简称β—CD)是由环状糊精葡萄糖基转移酶作用于淀粉乳，经α—1.4糖甙键连接7个葡萄糖单位而成的环状结构的糊精。倍他环糊精的分子结构中间有一穴洞，其分子的葡萄糖甙键的仲醇羟基均位于穴洞环形结构的外则，具有亲水性或极性，而伯醇羟基位于穴洞环形结构的内则，具有疏水性(亲油性)或非极性。由于这种结构上的两者的极性的特殊的性质，能与许多种较小的分子化合物包接于穴洞内，形成包接络合物。工业上的应用正是利用穴洞具有的独特的这种性质.但是由于倍他环糊精在水中的溶解度小，并且具有肾毒性和溶血性，从而限制了倍他环糊精的应用。羟丙基的引入打破了β-环糊精的分子内环状氢键，在保持环糊精空腔的同时克服了倍他环糊精水溶性差的主要缺点。羟丙基倍他环糊精的水溶性大大提高(>500g/L,20),溶血性更低，可用作注射制剂添加物，且已经通过美国食品药品监督管理局(FDA)的审批，是目前研究最为深入，应用最广泛的环糊精衍生物之一。目前现有的羟丙基倍他环糊精的制备方法为：在纯化水中，加入氢氧化钠，然后滴加环氧丙烷，用盐酸中和反应液，调节pH值以后，得到羟丙基倍他环糊精粗品液，羟丙基倍他环糊精粗品液经过多次超滤、纳滤、浓缩、喷雾干燥得到成品羟丙基倍他糊精。该方法中，氢氧化钠作为碱性催化剂和盐酸中和以后会形成氯化钠，氯化钠的后处理工序非常麻烦，通过纳滤过程来去除氯化钠，耗费大量的人力、物力，而且氯化钠的排放对环境容易造成严重污染。盐酸对设备有腐蚀作用。离子交换树脂是一种重要的固体催化剂，树脂的颗粒状和多孔结构使其适用于气相和液相反应，也可用于非水体系，在催化有机合成反应中具有重要的作用。离子交换树脂作为固体酸和固体碱催化剂，本身具备的酸、碱性功能基团与均相催化反应体系中的硫酸、盐酸、氢氧化钠等催化剂的作用相近，且适用于填充柱操作，可以实现连续化生产。由于在许多反应介质中树脂的聚合物骨架会发生溶胀，有利于反应物与催化活性位接近，反应的微环境非常接近均相的反应体系，因此，树脂固载的酸、碱催化剂的优势越来越明显。鉴于离子交换树脂的优异性质，树脂催化剂已经应用在工业催化领域。酸性离子交换树脂催化剂的酸性基团位于树脂内部，避免了与反应器壁接触，且分离操作简单，同时避免了废酸对环境的污染，因此，作为一种固体酸催化剂被越来越广泛地应用在酯化、酯交换和酯类水解反应当中。碱性离子交换树脂是一种固载化的相转移催化剂，树脂上的季铵和季頮基团与低分子季胺盐类似，也可以起到相转移催化作用，并且离子交换树脂在反应后只需要简单过滤即可实现反应物料和催化剂的分离，便于回收再利用，减少了环境污染，降低了生产成本。阴离子交换树脂是导入了活性基团氨基的离子交换树脂，可与Cl离子及SO4离子等阴离子进行交换。含有季铵胺基的离子交换树脂能与NaOH、KOH等强碱离解，表现出强碱性，一般称之为强碱型阴离子交换树脂。强碱性阴离子树脂含有强碱性基团，如季胺基(亦称四级胺基)-NR3OH(R为碳氢基团)，能在水中离解出OH-而呈强碱性。这种树脂的离解性很强，在不同pH下都能正常工作。它用强碱(如NaOH)进行再生。强酸性阳离子树脂这类树脂含有大量的强酸性基团，如磺酸基-SO3H，容易在溶液中离解出H+，故呈强酸性。树脂离解后，本体所含的负电基团，如SO3-，能吸附结合溶液中的其他阳离子。这两个反应使树脂中的H+与溶液中的阳离子互相交换。强酸性树脂的离解能力很强，在酸性或碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用。离子交换树脂是一类具有离子交换功能的高分子材料。在溶液中它能将本身的离子与溶液中的同号离子进行交换.阳离子交换树脂大都含有磺酸基(—SO3H)、羧基(—COOH)或苯酚基(—C6H4OH)等酸性基团,其中的氢离子能与溶液中的金属离子或其他阳离子进行交换.阴离子交换树脂含有季胺基[-N(CH3)3OH]、胺基(—NH2)或亚胺基(—NH2)等碱性基团。它们在水中能生成OH-离子,可与各种阴离子起交换作用。由于离子交换作用是可逆的,所以树脂在使用一段时间后，可以进行再生处理，即用化学药品使离子交换反应以相反方向进行，使树脂的官能基团回复原来状态，以供再次使用。阳离子交换树脂可用稀盐酸、稀硫酸等溶液淋洗，此时树脂放出被吸附的阳离子，再与H+结合而恢复原来的组成。阴离子交换树脂可用氢氧化钠等溶液处理,进行再生。
技术实现思路
本专利技术的目的在于避免现有技术的不足而提供一种离子交换树脂作为催化剂用于生产羟丙基倍他环糊精的制备方法，能够调节水的pH值在需要的范围内，即5.0-7.5，工艺简单，成本低,且适用于工业化羟丙基倍他环糊精的大生产。本专利技术的上述目的是通过如下技术手段实现：一种离子交换树脂作为催化剂用于生产羟丙基倍他环糊精的制备方法，步骤如下：首先，将纯化水加入反应釜中，然后边搅拌边加入加入碱性催化剂，待温度降至33℃以下时，加入倍他环糊精，搅拌使之溶解，待倍他环糊精完全溶解以后，控制反应温度为20℃-33℃，缓慢滴加环氧丙烷，滴加完成后继续反应3-20小时，得到羟丙基倍他环糊精溶液。优选的，所述纯化水、倍他环糊精、环氧丙烷和碱型催化剂的摩尔比为2.6：1：4.5：3.04。优选的，滴加完成后继续反应4-8小时。优选的，控制反应温度为24℃-28℃。优选的，所述碱型催化剂优选强碱性离子阳交换树脂和强酸性阴离子交换树脂。优选的，所述强碱性离子交换树脂和强酸性离子交换树脂比例为1:1-1:2.5。优选的，强碱性离子交换树脂和强酸性离子交换树脂比例为1:1.6-1:2.35。优选的，所得羟丙基倍他环糊精的取代度为4-6。优选的，所得羟丙基倍他环糊精的取代度为5。本专利技术的有益效果体现在：(1)本专利技术采用离子交换树脂在生产羟丙基倍他环糊精的过程中提供碱性环境，在对纯化水进行离子交换的同时，能够控制pH值在5.0-7.5之间；(2)在生产工业级羟丙基倍他环糊精的过程中，离子交换树脂催化剂的酸性基团位于树脂内部，避免了与反应器壁接触，且分离操作简单，树脂在使用一段时间后，要进行再生处理，即用化学药品使离子交换反应以相反方向进行，使树脂的官能基团回复原来状态，可以重复使用，同时避免了废酸对环境的污染；(3)本专利技术提供的制备方法工艺简单，成本低，适用于工业化羟丙基倍他环糊精的大生产。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。本专利技术的反应式如下：其中碱性树脂的型号为717、D301或者D311但不局限于这些型号；所述酸性树脂的型号为732、734或者D113但不局限于这些型号。实施例1一种离子交换树脂作为催化剂用于生产羟丙基倍他环糊精的制备方法，步骤如下：将130L的纯化水加入1000L的反应釜中，然后边搅拌边加入152kg碱性催化剂，其中碱性离子交换树脂和强酸性离子交换树脂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种离子交换树脂作为催化剂用于生产羟丙基倍他环糊精的制备方法，其特征在于，步骤如下：首先，将纯化水加入反应釜中，然后边搅拌边加入加入碱性催化剂，待温度降至33℃以下时，加入倍他环糊精，搅拌使之溶解，待倍他环糊精完全溶解以后，控制反应温度为20℃‑33℃，缓慢滴加环氧丙烷，滴加完成后继续反应3‑20小时，得到羟丙基倍他环糊精溶液。

【技术特征摘要】
1.一种离子交换树脂作为催化剂用于生产羟丙基倍他环糊精的制备方法，其特征在于，步骤如下：首先，将纯化水加入反应釜中，然后边搅拌边加入加入碱性催化剂，待温度降至33℃以下时，加入倍他环糊精，搅拌使之溶解，待倍他环糊精完全溶解以后，控制反应温度为20℃-33℃，缓慢滴加环氧丙烷，滴加完成后继续反应3-20小时，得到羟丙基倍他环糊精溶液。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纯化水、倍他环糊精、环氧丙烷和碱型催化剂的摩尔比为2.6：1：4.5：3.04。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，滴加完成后继续反应4-8小时。4.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾秋香，邢启洋，林静，李媛媛，梁宁宁，陈晋波，
申请(专利权)人：山东滨州智源生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37