一種基於環狀氨基醇β-環糊精衍生物及其製備方法和應用的製作方法

2023-12-01 15:47:56 2

專利名稱：一種基於環狀氨基醇β-環糊精衍生物及其製備方法和應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種基於環狀氨基醇β -環糊精衍生物及其製備方法和應用，屬催化有機合成領域。
背景技術：
環糊精(cyclodextrin,簡稱CD)是由j-(+)_卩比喃葡萄糖單元通過O"-I, 4_糖苷鍵連接而成的環狀低聚糖，呈截頂圓錐狀，具有「內腔疏水，外壁親水」的特殊結構和性質。 在其分子中只有羥基一種官能團，羥基間易形成分子內氫鍵，因而環糊精分子結構具有很強的剛性，在與具有各種形狀和官能團的客體分子相互作用時，環糊精的結構很難發生相應的拓撲變化。同時，環糊精僅溶於水和少數強極性有機溶劑，限制了其在有機溶劑中的應 mcheni. Rev. 2003, 103, 4147)。為了改變環糊精的物理和化學性質，可以選擇性地對環糊精的羥基進行化學修飾，將羥基轉化成目標官能團，進而構築成各種人工仿酶或人工金屬仿酶。基於環糊精構築的人工金屬仿酶，主要是將經過修飾的環糊精衍生物作為金屬離子的配體，藉助環糊精空腔與底物的包結，將有機合成反應從有機相轉移到水相，綠色環保。同時包結作用也相對拉近了底物和催化活性中心的距離並固定了二者的相對位置，往往可以顯著提高有機合成反應的反應速率、區域選擇性及對映選擇性。Breslow等分別以具有兩個或四個P-環糊精單元的卟啉衍生物作為金屬離子 Mn(III)的配體，作為細胞色素P-450模擬酶應用於催化類固醇化合物的羥基化反應，高選擇性的實現了在類固醇化合物C-9位置的羥基化(/· Am. Chem. Soc. 1997, 119, 4535.; Angew. Chem. Int. Edit. 2000, 39, 2692.)。環狀氨基醇與一般的直鏈氨基醇相比，水溶性較差，氨基和羥基之間的空間位阻大，經其修飾的P-環糊精不僅能很好地與金屬離子發生絡合，而且修飾基團具有較強的剛性，手性誘導效果好。因此，開發合成環狀氨基醇修飾盧-環糊精作為金屬仿酶水溶性配體具有較強的理論研究價值和應用價值。

發明內容
本發明的目的在於提供一種基於環狀氨基醇β -環糊精衍生物及其製備方法和應用。本發明提供的一種基於環狀氨基醇環糊精衍生物為2-氨基環己醇修飾 β -環糊精(⑶-I)、3_氨基環己醇修飾β -環糊精(⑶-2)、4_氨基環己醇修飾β -環糊精 (⑶-3)、2_氨基環戊醇修飾β -環糊精(⑶-4)和3-氨基-4-羥基四氫呋喃修飾β -環糊精(CD-5)，其修飾位置均為環糊精C-6位置，修飾基團為環狀氨基醇，其結構式如下所示
權利要求
1.一類基於環狀氨基醇的環糊精衍生物，其特徵在於包括2_氨基環己醇修飾 β -環糊精(⑶-I)、3_氨基環己醇修飾β -環糊精(⑶-2)、4_氨基環己醇修飾β -環糊精 (⑶-3)、2_氨基環戊醇修飾β -環糊精(⑶-4)和3-氨基-4-羥基四氫呋喃修飾β -環糊精(CD-5)，其修飾位置均為環糊精C-6位置，修飾基團為環狀氨基醇，其結構式如下所示
2.—種權利要求I所述基於環狀氨基醇環糊精衍生物的製備方法，其特徵在於包括以下步驟將單味-ο-p-甲苯磺醯基)-P-環糊精和環狀氨基醇溶於無水極性非質子溶劑中，於氮氣氣氛下，在反應溫度下進行反應，將所得反應混合物冷卻到室溫後，緩慢滴加到丙酮中，抽濾，用無水乙醇洗滌所得固體，並在純水中進行重結晶，分別經丙酮、水洗，真空乾燥後製得產物。
3.根據權利要求2所述的製備方法，其特徵在於，所述單￠-0-/7-甲苯磺醯基)-P-環糊精與環狀氨基醇的摩爾比為I: f 1:500。
4.根據權利要求2所述的製備方法，其特徵在於，所述無水極性非質子溶劑為乙腈、環丁碸、六甲基磷醯胺、N，N-二甲基甲醯胺和二甲基亞碸中的一種。
5.根據權利要求2所述的製備方法，其特徵在於反應溫度為50°(Γ160° C，反應時間為 6. 0h 96. Oh0
6.權利要求I所述的基於環狀氨基醇環糊精衍生物在水相金屬催化有機合成、水相分子識別或水相感光材料中的應用。
7.根據權利要求6所述的應用，其特徵在於，所述環糊精衍生物在水相金屬催化硫醚不對稱氧化中的應用。
8.根據權利要求7所述的應用，其特徵在於包括以下步驟將環糊精衍生物⑶⑶-5和金屬鹽溶於CH3COONa-HCl緩衝液中，室溫下攪拌，然後加入硫醚，將反應混合物攪拌，加入30% H2O2水溶液，CH2Cl2萃取並合併有機層，飽和NaCl水溶液洗所得有機層， 無水Na2SO4乾燥，減壓脫溶，得黃色油狀液體。
9.根據權利要求7或8所述的應用，其特徵在於，所述的硫醚為具有如下通式結構的化__R合物
全文摘要
本發明公開了一種基於環狀氨基醇β-環糊精衍生物及其製備方法和應用。該β-環糊精衍生物為單(6-(2-羥基環己氨基)-6-去氧)-β-環糊精(CD-1)、單(6-(3-羥基環己氨基)-6-去氧)-β-環糊精(CD-2)、單(6-(4-羥基環己氨基)-6-去氧)-β-環糊精(CD-3)、單(6-(2-羥基環戊氨基)-6-去氧)-β-環糊精(CD-4)和單(6-(3-羥基-4-氨基四氫呋喃)-6-去氧)-β-環糊精(CD-5)。該β-環糊精衍生物可通過單(6-O-p-甲苯磺醯基)-β-環糊精與相應的環狀氨基醇在極性非質子溶劑中進行親核取代反應而製得。該合成方法具有操作簡單、反應條件溫和、產率高等優點。該β-環糊精衍生物可作為金屬仿酶的水溶性配體而應用於水相金屬催化有機合成、水相分子識別和水相感光材料中。
文檔編號G03F7/004GK102585040SQ20121002409
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月3日 優先權日2012年2月3日
發明者沈海民, 紀紅兵 申請人:中山大學