特定平均取代度磺丁基醚-β-环糊精的合成方法技术

本发明专利技术公开了特定平均取代度磺丁基醚-β-环糊精的合成方法，步骤为：(1)在搅拌下，将β-环糊精溶于用量为β-环糊精摩尔量的1.6-6.5倍的NaOH溶液中；(2)滴加1,4-丁磺内酯，回流醚化，当pH降到8.8时，加NaOH溶液调节pH保持在8.80-9.70之间，直至pH值不再发生变化，将加样器中剩余的NaOH水溶液全部加入到反应容器中；(3)检测β-环糊精在反应容器中的剩余质量在1％及以下时，加入用量为β-环糊精摩尔量的0.4-1.5倍的NaOH溶液。本发明专利技术能获得特定平均取代度磺丁基醚-β-环糊精产品且收率高；获得的产物平均取代度范围集中且产物组成呈严格正态分布；反应条件温和，后处理简单。

【技术实现步骤摘要】
特定平均取代度磺丁基醚-β-环糊精的合成方法
本专利技术涉及磺丁基醚-β-环糊精的合成方法，属于环糊精衍生物合成、分子识别、手性拆分、药物辅料领域。
技术介绍
环糊精(cyclodextrin，简称CD)是由淀粉经环糊精糖基转移酶作用后形成的环状寡糖，具有一个由亲水的外表和疏水的内腔构成的,形状为上宽下窄和两端开口的环状中空锥桶型立体构型的空间结构。这一独特的分子结构,使环糊精可与客体分子形成超分子包结物，改变客体分子的理化性质，因此环糊精成为超分子化学中一种便宜易得、生物相容性良好的重要主体分子,并在催化、自组装、分子识别、药物运输等领域应用广泛。参见文献Shi,J.H.andZhou,Y.F.Inclusioninteractionofchloramphenicolandheptakis(2,6-di-O-methyl)-beta-cyclodextrin:phasesolubilityandspectroscopicmethods[J].Spectrochimicaacta.PartA,Molecularandbiomolecularspectroscopy,Dec,2011,83(1):570-574.环糊精的化学组成为D-吡喃葡萄糖通过α-1,4-糖苷键连接而成的环状低聚糖化合物，根据形成分子的D-吡喃葡萄糖单元数量不同,环糊精又可以进一步细分为α-CD,β-CD,γ-CD等(分别含6,7,8个葡萄糖单元)。其中β-CD由于在分子的空间几何构型和尺寸、有效性以及价格等几方面的优势而最为常用,占据了目前环糊精用量的95％以上。参见文献Ren,L.,Zhou,Y.,Wei,P.,Li,M.andChen,G.Preparationandpharmacokineticstudyofaprepitant-sulfobutylether-beta-cyclodextrincomplex[J].AAPSPharmSciTech,Feb,2014,15(1):121-130.然而,天然的β-CD由于其自身水溶性差(25℃时溶解度仅为18.5g/L)、肾毒性大、溶血作用强等原因,严重制约了其在药学、手性拆分、分子识别等领域的应用范围。为了克服天然β-CD的缺点，人们合成了一系列β-CD的衍生物，主要分为甲基化或烷基化衍生物、羟烷基化衍生物、分枝化衍生物、磺烷基醚化衍生物等几大类。其中磺烷基醚-β-环糊精由于引入了磺酸基阴离子基团而具有较高的水溶性和较低的毒性,是一种很有潜力的生物材料。参见文献Qu,Q.,Tucker,E.andChristian,S.D.Sulfoalkyletherβ-cyclodextrinderivatives:synthesisandcharacterizations[J].Journalofinclusionphenomenaandmacrocyclicchemistry,2002,43(3-4):213-222.磺丁基醚-β-环糊精作为一种新型的环糊精衍生物，较环糊精和其它衍生物具有水溶解性好，毒副作用少，稳定性高等特点，在药物辅料、手性拆分、分子识别等领域应用广泛。目前已报道磺丁基醚-β-环糊精的合成方法有：美国专利US5134127首次采用在水溶剂中合成磺丁基醚-β-环糊精的方法，利用β-环糊精葡萄糖单元的2,3,6位碳上的羟基与1,4-丁磺内酯在碱性溶液中发生取代反应，得到单取代度和多取代度的产物，其不足之处在于多取代的产物取代度范围较宽；美国专利US6153746改进了这一方法，得到取代度为6.6-7.1的产物，收率为50-80％，其不足之处在于产品的收率较低且不稳定；中国专利CN1858071A使用金属钠在有机溶剂1,4-二氧六环中夺取β-环糊精羟基上的氢，产生碱性更强的醇钠，与1,4-丁磺内酯发生亲核取代反应，得到单取代和多取代度产物，收率在50-60％之间，其不足之处在于产品的收率较低，并且金属钠是危险性较高的活泼金属，反应条件苛刻，有机溶剂价格昂贵，毒性大，可能造成环境污染；中国专利CN103694376A改进了上述两种方法，在碱性水溶液中引入有机溶剂四氢呋喃、1,4-二氧六环或2-甲基四氢呋喃中的一种，提高了1,4-丁磺内酯的溶解度，得到平均取代度是6.7的磺丁基醚-β-环糊精，收率在75-80％之间，其不足之处在于使用了有机溶剂且电泳图中各取代度对应的峰不呈严格正态分布的规律。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种能控制平均取代度且各取代度所组成的产品含量呈正态分布，所得产品的电泳图表征明显呈正态分布，产品收率高且稳定、过程污染少的一种特定平均取代度磺丁基醚-β-环糊精的合成方法。本专利技术的技术方案概述如下：特定平均取代度磺丁基醚-β-环糊精的合成方法，包括如下步骤：(1)在搅拌条件下，将β-环糊精放入盛有12.5-15％wt的NaOH水溶液的反应容器中，所述NaOH为β-环糊精摩尔量的1.6-6.5倍，控制温度65-75℃，搅拌30-120min；(2)滴加1,4-丁磺内酯到反应容器中，所述1,4-丁磺内酯用量为β-环糊精摩尔量的2-8倍，在温度65-75℃下回流进行醚化反应，当pH降到8.8时，通过装在加样器(也可以装在pH自动平衡仪)中的浓度为12.5-15％wtNaOH水溶液调节溶液pH在8.80-9.70之间，当反应体系pH值在8.80-9.70之间不再发生变化时，将装在加样器中的剩余的NaOH水溶液全部加入，继续反应6-12h；所述装在加样器中的NaOH为β-环糊精摩尔量的0.6-2.5倍；(3)检测β-环糊精在反应体系剩余质量在1％及以下时，加入25-30％wt的NaOH水溶液，本步骤NaOH相当于β-环糊精摩尔量的0.4-1.5倍，继续在温度65-75℃下反应10-15h，反应液冷却到室温，用酸中和反应溶液至pH为6.8-7.2，过滤除去沉淀得到亮黄色透明溶液,用葡聚糖凝胶柱或者纳滤装置除去亮黄色透明溶液中的盐和副产物，蒸发得到粉末状固体，用无水乙醇冲洗，干燥，得到特定平均取代度磺丁基醚-β-环糊精。上述各个步骤中的温度优选为70℃。葡聚糖凝胶柱由凝胶的型号为A-25的葡聚糖凝胶柱和凝胶的型号为G-25的葡聚糖凝胶柱组成。本专利技术的优点：1.以β-环糊精和1,4-丁磺内酯为原料，通过控制碱液浓度和加入量，提高了β-环糊精烷氧负离子化，促进了反应进行，大大提高了反应收率；2.通过控制1,4-丁磺内酯加入量，保持反应体系pH＝8.80-9.70，获得了平均取代度范围集中的磺丁基醚-β-环糊精，分别有单取代、平均取代度为3.4-4.2及6.2-6.9范围的特定平均取代度磺丁基醚-β-环糊精，以此用于分子识别、手性拆分、药物辅料领域；3.采用pH自动平衡仪控制碱液加入量，保持反应体系pH＝8.80-9.70，使产品稳定且重现性高，适合工业化生产需要；获得平均取代度范围集中的产物且收率较高，收率为80-90％，适合规模化生产。4.利用高效毛细管电泳仪检测产物的平均取代度，从谱图上可以看出，取代度呈严格正态分布，表明产品组成分布稳定。5.本专利技术方法反应条件温和，后处理简单。附图说明图1为实施例2制备的磺丁基醚-β-环糊精毛细管电本文档来自技高网...

【技术保护点】
特定平均取代度磺丁基醚‑β‑环糊精的合成方法，其特征是包括如下步骤：(1)在搅拌条件下，将β‑环糊精放入盛有12.5‑15％wt的NaOH水溶液的反应容器中，所述NaOH为β‑环糊精摩尔量的1.6‑6.5倍，控制温度65‑75℃，搅拌30‑120min；(2)滴加1,4‑丁磺内酯到反应容器中，所述1,4‑丁磺内酯用量为β‑环糊精摩尔量的2‑8倍，在温度65‑75℃下回流进行醚化反应，当pH降到8.8时，通过装在加样器中的浓度为12.5‑15％wt NaOH水溶液调节溶液pH在8.80‑9.70之间，当反应体系pH值在8.80‑9.70之间不再发生变化时，将装在加样器中的剩余的NaOH水溶液全部加入，继续反应6‑12h；所述装在加样器中的NaOH为β‑环糊精摩尔量的0.6‑2.5倍；(3)检测β‑环糊精在反应体系剩余质量在1％及以下时，加入25‑30％wt的NaOH水溶液，NaOH相当于β‑环糊精摩尔量的0.4‑1.5倍，继续在温度65‑75℃下反应10‑15h，反应液冷却到室温，用酸中和反应溶液至pH为6.8‑7.2，过滤除去沉淀得到亮黄色透明溶液,用葡聚糖凝胶柱或者纳滤装置除去亮黄色透明溶液中的盐和副产物，蒸发得到粉末状固体，用无水乙醇冲洗，干燥，得到特定平均取代度磺丁基醚‑β‑环糊精。...

【技术特征摘要】
1.特定平均取代度磺丁基醚-β-环糊精的合成方法，其特征是包括如下步骤：(1)在搅拌条件下，将β-环糊精放入盛有12.5-15％wt的NaOH水溶液的反应容器中，所述NaOH为β-环糊精摩尔量的1.6-6.5倍，控制温度65-75℃，搅拌30-120min；(2)滴加1,4-丁磺内酯到反应容器中，所述1,4-丁磺内酯用量为β-环糊精摩尔量的2-8倍，在温度65-75℃下回流进行醚化反应，当pH降到8.8时，通过装在加样器中的浓度为12.5-15％wtNaOH水溶液调节溶液pH在8.80-9.70之间，当反应体系pH值在8.80-9.70之间不再发生变化时，将装在加样器中的剩余的NaOH水溶液全部加入，继续反应6-...

【专利技术属性】
技术研发人员：张毅民，马冬雅，徐景娜，李夏阳，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12