[发明专利]一种β-环糊精衍生物及其制备方法和应用

说明书

 

技术领域

本发明涉及催化有机合成领域，具体地说，涉及一种β-环糊精衍生物及其制备方法和应用。

背景技术

环糊精（cyclodextrin，简称CD）是由D-(+)-吡喃葡萄糖单元通过α-1,4-糖苷键连接而成的环状低聚糖，呈截顶圆锥状，具有“内腔疏水，外壁亲水”的特殊结构和性质。在其分子中只有羟基一种官能团，羟基间易形成分子内氢键，因而环糊精分子结构具有很强的刚性，在与具有各种形状和官能团的客体分子相互作用时，环糊精的结构很难发生相应的拓扑变化。同时，环糊精仅溶于水和少数强极性有机溶剂，限制了其在有机溶剂中的应用(Chem. Rev.2003, 103, 4147)。为了改变环糊精的物理和化学性质，可以选择性地对环糊精的羟基进行化学修饰，将羟基转化成目标官能团，进而构筑成各种人工仿酶或人工金属仿酶。

基于环糊精构筑的人工金属仿酶，主要是将经过修饰的环糊精衍生物作为金属离子的配体，借助环糊精空腔与底物的包结，将有机合成反应从有机相转移到水相，绿色环保。同时包结作用也相对拉近了底物和催化活性中心的距离并固定了二者的相对位置，往往可以显著提高有机合成反应的反应速率、区域选择性及对映选择性。Breslow等分别以具有两个或四个β-环糊精单元的卟啉衍生物作为金属离子Mn(III)的配体，作为细胞色素P-450模拟酶应用于催化类固醇化合物的羟基化反应，高选择性地实现了在类固醇化合物C-9位置的羟基化(J. Am. Chem. Soc.1997, 119, 4535.; Angew. Chem. Int. Edit.2000, 39, 2692.)。

氨基醇是目前金属离子配体中常用的配位单元，且氨基醇类化合物类似物多，种类齐全。β-环糊精经其修饰得到的衍生物，不仅水溶性好，可与多种金属离子进行配位，而且得到的β-环糊精衍生物系列完整，对深入进行机理研究提供了巨大的便利。另外，氨基醇修饰β-环糊精得到的β-环糊精衍生物手性诱导效果较好，产物ee%高。因此，开发合成氨基醇修饰β-环糊精的新方法，并将该类β-环糊精衍生物作为金属仿酶水溶性配体应用于水相不对称有机合成反应具有较强的理论研究价值和应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种β-环糊精衍生物。

本发明提供的β-环糊精衍生物为单[6-(2-羟基乙基)氨基-6-去氧]-β-环糊精(CD-1)、单[6-二(2-羟基乙基)氨基-6-去氧]-β-环糊精(CD-2)、单[6-(2-羟基丙基)氨基-6-去氧]-β-环糊精(CD-3)、单[6-二(2-羟基丙基)氨基-6-去氧]-β-环糊精(CD-4)、单[6-(3-羟基丙基)氨基-6-去氧]-β-环糊精(CD-5)、单[6-甲基(2-羟基乙基)氨基-6-去氧]-β-环糊精(CD-6)、单{6-[(2S)-2-羟基丙基]氨基-6-去氧}-β-环糊精(CD-7)和单{6-[(2R)-2-羟基丙基]氨基-6-去氧}-β-环糊精(CD-8)，其修饰位置均为β-环糊精C-6位置，修饰基团为氨基醇，其结构式如下所示：

CD-1                   CD-2                    CD-3                  CD-4

CD-5                   CD-6                   CD-7                   CD-8

其中：

为β-环糊精母体部分。

本发明所提供的一种β-环糊精衍生物的制备方法，所述方法包括以下步骤：将单(6-O-p-甲苯磺酰基)-β-环糊精与过量氨基醇进行反应，将所得反应混合物冷却到室温后，以水稀释，缓慢滴加到无水乙醇和丙酮混合液中，抽滤，纯水中进行重结晶，抽滤，真空干燥后制得产物。