[发明专利]顺丁烯二酸β-环糊精酯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化学领域，涉及一种酯类材料，尤其是涉及一种顺丁烯二酸β-环糊精酯及其制备方法。 

背景技术

β-环糊精(β-cyclodextrin，β-CD)是环糊精的一种，是由7个D-吡喃葡萄糖通过α-1,4糖苷键连接而成的环状低聚糖由于β-环糊精具有疏水性的内腔，可提供理想的键合位点，能将一定大小和形状的有机小分子包合，形成一种新型包合材料。由于β-环糊精内腔结构大小固定，包合物的稳定性主要取决于客体分子的极性和大小。目前，β-环糊精包埋技术主要用于精油、水不溶药物、易挥发物质等包合物及微胶囊的制备研究,但由于β-环糊精在C2、C3羟基之间形成分子内氢键，因此在水中的溶解度较低(1.85g/100mL)，限制了β-环糊精的应用。近年来，研究者对β-环糊精进行结构修饰，制备了多种β-环糊精衍生物，这些衍生物具有与天然β-环糊精不同的理化性质和包合作用而扩大了β-环糊精的应用范围。 

由于β-环糊精在与其他分子形成高分子聚合物时，往往会用到大量的有机试剂，产品的安全性不能得到保障。如果使β-环糊精具有乙烯基结构，形成含乙烯基单体的β-环糊精衍生物，通过自由基链式反应，可以很容易制备出β-环糊精高分子聚合物，且不需要使用大量有毒有害试剂。所谓乙烯基单体，是一类含有-CH＝CH-结构的有机化合物分子的总称。在化工合成中是非常重要的前体物质或合成中间体，在分子改性、分子交联、分子接枝中被广泛的应用。如聚乙烯、聚丙烯就是乙烯、丙烯的聚合物。目前，制备含乙烯基结构单体，主要利用含有乙烯基结构的羧酸如顺丁烯二酸、丙烯酸等与醇类，如甲醇和乙醇等，形成含乙烯基结构的酯类。但是制备的过程中，往往需要用到对苯甲酸磺酰氯等高活性、高毒性的有机试剂，很难将其产品应用于食品、药品领域。目前，关于顺丁烯二酸β-环糊精酯的制备方法还未见报道。 

发明内容

本发明的目的是提供一种顺丁烯二酸β-环糊精酯及其制备方法。 

本发明提供的顺丁烯二酸β-环糊精一酯，其结构通式如式I所示， 

本发明还提供了顺丁烯二酸β-环糊精二酯，其结构通式如式II所示， 

本发明提供的制备所述式I所示顺丁烯二酸β-环糊精一酯和所述式II所示顺丁烯二酸β-环糊精二酯的方法，包括如下步骤： 

以磷酸盐为催化剂，将顺丁烯二酸、β-环糊精和阻聚剂于水中混匀后进行酯化反应，反应完毕得到所述式I所示顺丁烯二酸β-环糊精一酯和/或所述式II所示顺丁烯二酸β-环糊精二酯。 

上述方法中，所述磷酸盐为次亚磷酸钠、六偏磷酸钠、磷酸二氢钠或亚磷酸钠； 

所述阻聚剂为甲基氢醌、叔丁基对苯二酚或4-甲氧基苯酚。 

所述顺丁烯二酸和β-环糊精的投料摩尔比为1-5：1，具体为1：1、2：1、3：1、4：1、1-4：1、2-5：1、3-5：1、1-2：1或3-4：1； 

所述催化剂的用量为顺丁烯二酸的摩尔用量的0.17-0.67倍，具体为0.25、0.5、0.4、0.25-0.4、0.4-0.5、0.25-0.5倍； 

所述阻聚剂的用量为顺丁烯二酸的质量用量的0.5-7％，具体为0.75％、1.7％、0.75％-1.7％、2.5％； 

所述β-环糊精、顺丁烯二酸和催化剂的总质量与水的质量比为1：0.6-1：1.2，具体为1：0.6； 

所述酯化反应步骤中，温度为90-130℃，具体为110℃； 

时间为1.5-4.5小时，具体为1.5、2.5、3.5、1.5-2.5小时或2.5-3.5小时。 

具体的，所述方法为方法一或方法二： 

所述方法一包括如下步骤： 

以磷酸盐为催化剂，将顺丁烯二酸、β-环糊精、阻聚剂和水混合于100-110℃进行酯化反应，所述顺丁烯二酸和β-环糊精的投料摩尔比为1-2：1，反应完毕得到所述式I所示顺丁烯二酸β-环糊精一酯； 

其中，所述催化剂的用量为顺丁烯二酸的摩尔用量的0.17-0.67倍，具体为0.5倍； 

所述阻聚剂的用量为顺丁烯二酸的质量用量的0.5-7％，具体为2.5％； 

所述β-环糊精、顺丁烯二酸和催化剂的总质量与水的质量比为1：0.6-1：1.2，具体为1：0.6； 

所述酯化反应步骤中，时间为1.5-4.5小时，具体为2.5-3.5小时。 

所述方法二包括如下步骤：