低取代度磺丁基醚-β-環(huán)糊精合成及結構表征

趙文朋,張陽倩,張毅民

(天津大學 化工學院 綠色合成與轉化教育部重點實驗室,天津300350)

1 前 言

Villiers[1]使用環(huán)糊精-糖基轉移酶(cyclodextrin-glycosyltransferase，CGTase)作用于淀粉發(fā)生酶促反應，并從得到的降解產(chǎn)物中分離出環(huán)糊精(cyclodextrin，CDs)，其中β-環(huán)糊精(β-cyclodextrin，β-CD)是最為重要的一種[2]。β-CD是含有7個椅型構象的D-吡喃葡萄糖單元并通過α-(1,4)糖苷鍵首尾相連形成的一個空腔截椎體。由于其外親水內(nèi)疏水的特殊環(huán)狀結構，可與許多有機和生物分子形成包合物及分子組裝體系，在催化、分離、食品以及藥物等領域中得到廣泛應用[3-6]。然而，β-CD 母體溶解度低并具有腎毒性，在應用上受到限制[7-8]。為了突破這些限制，對β-CD的基團進行改性形成衍生物，相對于β-CD具有較小的毒性從而可以擴大β-CD應用范圍[9-13]。

現(xiàn)有的衍生物中，負電性的磺丁基醚-β-環(huán)糊精(sulfobutyl ether-β-cyclodextrin，SBE-β-CD)，如圖1所示。因其卓越的水溶性和生物相容性被廣泛應用于藥物制劑[14-16]、分子識別[17]等領域。SBE-β-CD 的合成工藝常采用1,4-二氧六環(huán)或四氫呋喃作反應介質(zhì)，溶劑價格昂貴并具有一定毒性，而且產(chǎn)物的收率也較低[8,18]。Song 等[19]在堿溶液中采用“一鍋法”合成了磺烷基醚-β-環(huán)糊精，Ma 等[20]和張毅民等[21]采用“三步法”合成SBE-β-CD，避免了使用有毒溶劑，但仍存在工藝過程中加堿及反應后脫鹽等繁雜工序，不僅給生產(chǎn)造成不便，而且會帶來鹽、堿環(huán)境污染和資源浪費等問題[19-21]。堿性電解水是一種帶有多種功能的離子水，具有堿性特征且在使用后可以自然恢復到水的狀態(tài)[22]，但它在合成工藝中的應用卻鮮有提及。本文試圖以不同pH的堿性電解水為介質(zhì)，通過β-CD和1,4-丁磺內(nèi)酯在微波輻射反應器中反應合成SBE-β-CD，發(fā)展β-CD在新型介質(zhì)中的反應體系。……