[发明专利]一种碱性电解水法-微波辐射协同制备低取代度磺丁基醚-β-CD的方法

说明书

本发明公开了一种碱性电解水法‑微波辐射协同制备低取代度磺丁基醚‑β‑CD的方法，包括如下步骤：(1)将碱性电解水一加入容器，微波，加入重结晶的β‑CD，搅拌，使β‑CD溶解，反应，得反应液一；将1,4‑丁磺内酯放入碱性电解水二中，搅拌，得溶液一；在搅拌下，将溶液一滴加到反应液一中，控制pH，反应，停止加热，鼓入空气反应使pH＝6.8‑7.2；过滤，滤液蒸发，得到白色固体；纯化，得到低取代度磺丁基醚‑β‑CD；本发明引入碱性电解水作为反应介质，减少了有毒有机溶剂和碱性金属溶液的使用，节约能源，减少污染，产品的收率高，控制的产品取代区间更精确，重复性也得到了很大的改善。

技术领域

本发明涉及一种碱性电解水法-微波辐射协同制备低取代度磺丁基醚-β-CD的方法，属于β-CD衍生物合成化学领域、β-CD清洁生产和环境友好化学领域、药物辅料领域和手性化合物分离领域。

背景技术

环糊精(英文名称cyclodextrin，简称CD)是一种环状的低聚糖大分子。常用的环糊精包括：α-环糊精(α-CD)，β-环糊精(β-CD)和γ-环糊精(γ-CD)。β-CD由七个椅型构象的D-吡喃葡萄糖通过α-(1,4)糖苷键首尾相连而组成，从而使β-CD分子宏观上形成一个空腔截椎体。由于其具有外亲水内疏水的特殊环状结构，可与许多有机和无机分子形成包合物及分子组装体系，起到增溶和稳定等作用。因此，在催化、分离、食品以及药物等领域中受到了极大重视和广泛应用。

然而，由于β-CD母体本身溶解度低并且对肾有毒性作用，使其在应用上受到一定限制。为了突破这些限制，利用对β-CD分子空腔外表面的醇羟基进行醚化、酯化、氧化、交联等化学反应，使β-CD分子空腔外表面生成新的官能团，从而减少了毒性，改善了溶解度并且扩大其应用范围。其中磺丁基醚(SBE)-β-CD，因其低毒性和生物友好性被较广泛地应用于医药领域。作为负电性的衍生物，其大环上的负电荷之间互相排斥，从而增大了空腔尺寸，提升了药物包合能力，使其应用性更为广泛。

现有的多种衍生物中，负电性的SBE-β-CD系列因其卓越的水溶性和低毒性而被重视。SBE-β-CD在一定程度上相对更少受到pH值变化的影响，因此也比较稳定。目前SBE-β-CD的合成方法主要采用中国专利CN104892797A的方法，即在搅拌下将β-CD溶于氢氧化钠溶液中，再缓慢滴加一定量1,4-丁磺内酯，反应过程中分步加碱维持溶液的pH稳定，反应完成后经过一系列的纯化过程，最终得到特定取代度的SBE-β-CD，收率在75％-80％之间。

微波作为一种强化精准定向合成手段，在过去的几十年中被广泛应用于有机、无机合成等研究中，借助于微波辅助这一手段，可以数倍提高合成反应速率，物质产率及产品纯度。张毅民等曾利用微波辐射手段，以β-CD和1,4-丁磺内酯为原料，成功合成了SBE-β-CD，获得取代度范围集中的产物，且收率较高，达到80％-90％，适合规模化生产。(参见文献：张毅民，徐景娜，白家瑞；磺丁基醚-β-环糊精的微波辅助合成及结构表征[J].化学通报,2017,80(06):585-588+572.)然而，采用微波-碱性电解水中合成SBE-β-CD，特别是合成专有低取代度产品，无论是期刊中英文献，还是中外文专利都没有报道。因此，具有重要意义及生产前景。

电解水是在装有稀释盐水的电解池中电解得到的，在电解池两端的电解槽中阳极和阴极分别得到酸性电解水和碱性电解水，阴极电解出的碱性电解水pH在13左右，具有明显碱性特征，在合成工艺中充当溶剂和介质，具有工艺绿色，无毒无害的特点。碱性电解水在与空气接触后，与空气的氧气氧化，又能慢慢恢复到水的状态，因此，具有循环利用的特征，符合现在资源循环利用理念。然而。利用碱性电解水作为介质完成β-CD的衍生化文献中没有报道。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种碱性电解水法-微波辐射协同制备低取代度磺丁基醚-β-CD的方法。

本发明的第二个目的是提供第二种碱性电解水法-微波辐射协同制备低取代度磺丁基醚-β-CD的方法。