环糊精衍生物及其制备方法技术

公开了一种环糊精衍生物及其制备方法，该衍生物的结构式如式2所示。此外，还公开了上述环糊精衍生物的制备方法，该方法包括：获得式1的化合物；使式1的化合物在碱和溶剂存在下与(R)‑β‑甲基‑γ‑丁内酯反应。上述环糊精衍生物能够作为相转移催化剂，用于催化扁桃体酸的不对称合成反应，反应条件温和，立体选择性强且收率较高。

Cyclodextrin derivatives and their preparation

【技术实现步骤摘要】
环糊精衍生物及其制备方法
本专利技术属于有机化合物
，涉及一种环糊精衍生物及其制备方法，尤其涉及一种β-环糊精衍生物及其制备方法。
技术介绍
环糊精是由直链淀粉在环糊精葡萄糖基转移酶作用下降解得到的产物，通过多个D-吡喃葡萄糖单元环状连接而成，又称环聚葡萄糖。具有外亲水和内疏水的特性。这导致倍他环糊精广泛应用于增强药物稳定性、增加溶解性、改善生物利用度、降低毒副作用、手性拆分和复合催化等领域。在过去二三十年中，环糊精作为一种简单的有机大分子，与范围极其广泛的各类物质通过分子间相互作用形成主-客体包合物。上述性质广泛应用于仿生化学、催化和有机合成等众多领域。此外，环糊精在药物、香料和调味剂的增溶、改性以及分子包装方面，同样具有广泛的应用前景。在环糊精家族中，最为常见的环糊精是α、β和γ环糊精，分别对应6-8个D-吡喃葡萄糖单元。以β-环糊精为例，其由七个吡喃葡萄糖单元连接形成锥筒状结构，β-环糊精D-吡喃葡萄糖单元上C1碳原子通过α-糖苷键与相邻D-吡喃葡萄糖单元上的C4碳原子首尾连接，而C2、C3和C6碳原子上均具有羟基。不同的是，C6碳原子上的羟基为伯羟基，而C2、C3碳原子上的羟基为仲羟基。这种分子内形成的氢键带使环糊精分子结构不易变形，刚性较好，能将有机反应物等包合进疏水空腔，从而改变其在水中的溶解性，还能通过电荷作用和空间效应影响分子的反应环境。近年来已经发现环糊精及其衍生物在促进有机反应的区域选择性和立体选择性专利技术具有较佳作用。在这些反应中，环糊精及其衍生物常被作为相转移催化剂,应用于水相中的有机反应中.但由于其在有机溶剂中溶解性差、有限的疏水区域和催化活性,使得环糊精在应用上受到局限.对环糊精进行化学修饰可以很好的弥补环糊精的不足.可以构建有新结构和新功能的超分子体系,设计合成具有多种复合功能的材料,有效地扩展环糊精的应用范围。作为区域选择性和立体选择性的典型反应，扁桃体酸的合成和拆分是备受人们关注的有机反应。光学活性的扁桃酸具有很好的生物分解性，是合成许多手性药物的重要中间体。如R-扁桃酸用于头孢菌类系列抗生素羟苄四唑头孢菌素的侧链修饰剂。此外，手性扁桃酸还是一种重要的外消旋体拆分试剂。然而，目前工业上仍然以化学拆分法作为制取手性扁桃酸主要手段,但由于拆分试剂价格高，或者需要多次重结晶才能获得高光学纯度的手性扁桃酸，因此生产成本高，限制了手性扁桃酸在制药工业中的广泛应用。为了改变这一情况，郭黛苹等人(《中国医药工业杂志》，2007,38(7)，P484-488)研究了生物不对称催化苯乙酮酸合成(R)-扁桃酸的方法。通过对38株菌进行初筛，获得对底物苯乙酮酸具有较高转化活性的出发菌株假丝酵母Ca.3。进一步紫外与微波诱变，得到具有高转化率与高对映体选择性的突变菌株Ca.3.37.48。在转化培养中，选择初始底物浓度30mmol/L、pH7.0、温度32℃的条件，(R)-扁桃酸得率86.5％，对映体过量值为99.5％。上述反应具有反应条件温和，立体选择性强，污染少的特点，但如何提取出活性单一对映体，选育高效、专一的微生物菌种，提高微生物菌种自身稳定性，都是目前迫切需要解决的问题。史春越等人(《辽宁化工》，2007,36(2)，P78-79)利用β-环糊精对底物的包络作用，经由Fries重排反应选择性合成了邻羟基苯乙酮。实验结果表明，加入β-环糊精能够提高重排反应的选择性，使邻羟基苯乙酮收率达到44.6％。然而，上述β-环糊精的催化反应虽然实现了较高的区域选择性，但反应立体选择性不佳，基本上是外消旋混合物。此外，反应的收率不高。因此，迫切需要寻找一种立体选择性强且收率较高的合成方法。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种环糊精衍生物及其制备方法，该衍生物能够作为相转移催化剂，用于催化扁桃体酸的不对称合成反应，反应条件温和，立体选择性强且收率较高。一方面，本专利技术提供了一种环糊精衍生物，结构式如下式所示：其中，n＝6-8。根据本专利技术所述的环糊精衍生物，其中，n＝6。根据本专利技术所述的环糊精衍生物，其中，n＝7。根据本专利技术所述的环糊精衍生物，其中，n＝8。在一个具体的实施方式中，作为n＝7的情形，环糊精衍生物的结构式如下所示：另一方面，本专利技术提供了上述环糊精衍生物的制备方法，该方法包括：获得式1的化合物使式1的化合物在碱和溶剂存在下与(R)-β-甲基-γ-丁内酯反应。根据本专利技术所述的制备方法，其中，式1的化合物参照KenichiTakeo的CarbohydrateResearch,187，(1989)，203-221所记载的制备方法得到。根据本专利技术所述的制备方法，其中，所述n＝7。作为n＝7的原料，如本专利技术实施例1所示。根据本专利技术所述的制备方法，其中，所述碱为NaH。根据本专利技术所述的制备方法，其中，所述溶剂为DMF。根据本专利技术所述的制备方法，其中，所述反应温度为70-80℃。根据本专利技术所述的制备方法，其中，所述反应时间为36-96h。专利技术人发现，根据本专利技术得到的环糊精衍生物与季铵盐按照一定比例使用时，用于催化扁桃体酸的不对称合成反应，反应条件温和，立体选择性强，主要得到(R)-扁桃体酸为主的扁桃体酸，且收率较高。也就是说，本专利技术还进一步提供了上述环糊精衍生物用于催化扁桃体酸的不对称合成反应的应用。不希望局限于任何理论，本专利技术的的环糊精衍生物除了提供疏水空腔之外，还在C6位上提供了带有负电荷的立体选择诱导基团，后者与季铵盐能够形成包合物或者通过电荷作用吸引在一起，而季铵盐又通过静电作用与三氯甲烷产生稳定化作用，上述多种作用有利于(R)-扁桃体酸的形成，从而得到立体选择性强的产物，同时得到较高的收率。本专利技术所述的材料、化合物、组合物和组分，可用于本专利技术所述的方法和组合物、或可与其结合使用、或可用于实施所述方法和制备所述组合物、或作为所述方法得到的产品。应当理解，当公开这些材料的组合、子集、相互作用、群组等时，虽然可能不会明确地具体提及这些化合物的每一个和集体组合以及排列，但是在本专利技术中具体考虑和描述了其中的每一个。例如，如果公开和讨论提取助剂组分，并且讨论该组分的多种另选的固态形式，则除非存在具体的相反指示，否则具体地考虑了可能的提及助剂组分和固态形式的每一种组合和排列。该概念适用于本专利技术的所有方面，包括但不限于在制备和使用所公开的组合物的方法中的步骤。因此，如果存在可以执行的多个另外的步骤，则应当理解，这些另外的步骤的每一个可通过所公开的方法的任一具体的实施方案或多个实施方案的组合而执行，并且具体考虑了每一个这样的组合，它们应被视为均已公开。在本说明书及其之后的权利要求书中，将提及许多术语，它们应被定义为具有以下含义：必须指出的是，除非上下文另外明确规定，否则如本说明书及所附权利要求中所用，单数形式“一”、“一个/种”和“该/所述”既可包括一个指代物，又可包括多个指代物(即两个以上，包括两个)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环糊精衍生物，结构式如下式所示：/n

【技术特征摘要】
1.一种环糊精衍生物，结构式如下式所示：



其中，n＝6-8。


2.根据权利要求1所述的环糊精衍生物，其中，n＝6。


3.根据权利要求1所述的环糊精衍生物，其中，n＝7。


4.根据权利要求1所述的环糊精衍生物，其中，n＝8。


5.一种制备权利要求1-4任一项所述环糊精衍生物的制备方法，该方法包括：获得式1的化合物



使式1的化合物在碱和溶剂存...

【专利技术属性】
技术研发人员：王计奎，
申请(专利权)人：滕州京腾鑫汇新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37