[发明专利]水溶性β-环糊精酰胺化衍生物及合成方法和在抗氧化、抗菌方面的应用

说明书

本发明公开了一种水溶性β‑环糊精酰胺化衍生物及合成方法和在抗氧化、抗菌方面的应用，该衍生物的结构式为式中R₁、R₂、R₃、R₄、R₅各自独立地代表H、OH、C₁～C₂烷氧基、C₁～C₃烷基中任意一种，且其中至少有一个为OH；代表6‑位去羟基β‑环糊精。其以肉桂酸衍生物和β‑环糊精、对甲苯磺酰氯、乙二胺等为原料，通过磺酰化反应、氨基化反应及酰胺化反应制备而成。本发明合成方法原料廉价易得、操作简单且条件温和，所合成的β‑环糊精酰胺化衍生物纯度较高且水溶性良好。并且，合成的β‑环糊精酰胺化衍生物不需要包合功能性客体分子就具备优异的抗氧化、抗菌性能。

技术领域

本发明属于有机合成与精细化工技术领域，具体涉及一种水溶性β-环糊精酰胺化衍生物，以及该化合物的合成方法和在抗氧化、抗菌方面的应用。

背景技术

环糊精(cyclodextrin，CD)主要是指环糊精糖基转移酶作用于淀粉得到的降解产物。环糊精是典型的可再生、无毒、可生物降解资源，并且具有“内腔疏水，外壁亲水”的特殊结构和性质，已成为构筑各种功能材料的优良结构单元，其中β-环糊精价廉易得，应用最广。

环糊精在水中的溶解度极小，对药物客体分子的识别受到了阻碍，限制了其在药物学领域的应用，因而β-环糊精衍生物的合成越来越受到人们的青睐。β-环糊精衍生物在水中的溶解性能会显著地增强，这样也能增加空腔的尺寸，使其与客体药物的包络作用增强。

国内外对环糊精进行改性主要有两种途径：化学法和酶工程法。化学法是使环糊精分子表面的醇羟基发生各种化学反应，如酯化、氧化、醚化、交联等化学反应，从而使环糊精的分子表面与新的官能团相连，获得具有不同性质的环糊精衍生物，是最主要的改性方法。对天然环糊精进行改性后得到的环糊精衍生物具备与母体环糊精不同的特性，特别是环糊精的6位羟基被取代所得到的衍生物和客体分子之间的结合能力更强。酶工程法是制备支链环糊精的方法，即在环糊精葡萄糖基转移酶或普鲁蓝酶的作用下将单糖或低聚糖结合到环糊精上构成所需的支链环糊精。环糊精衍生物的成本低、相溶性好，扩大了应用范围、发掘了新的用途，能很好地应用于制药、分析、分离、催化等各个方面。因此，有必要对环糊精衍生物进行研究。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种同时具备抗氧化、抗菌性能的水溶性β-环糊精酰胺化衍生物，以及该化合物的合成方法和应用。

解决上述技术问题所采用的水溶性β-环糊精酰胺化衍生物的结构式如下所示：

式中R₁、R₂、R₃、R₄、R₅各自独立地代表H、OH、C₁～C₂烷氧基、C₁～C₃烷基中任意一种，且其中至少有一个为OH；代表6-位去羟基β-环糊精。

本发明水溶性β-环糊精酰胺化衍生物合成路线和具体合成方法如下所示：

1、合成β-环糊精磺酰化衍生物

以氢氧化钠水溶液为溶剂，将β-环糊精与对甲苯磺酰氯按摩尔比为0.6:1，室温反应3小时后抽滤，滤液用盐酸将pH调节至2，分离纯化产物，得到式I所示的β-环糊精磺酰化衍生物。

2、合成β-环糊精氨基化衍生物

以无水乙醇为溶剂，将β-环糊精磺酰化衍生物与乙二胺按摩尔比为1:290～300，80℃下反应4小时，分离纯化产物，得到式II所示的β-环糊精氨基化衍生物。

3、合成水溶性β-环糊精酰胺化衍生物