[发明专利]环糊精衍生物及其制备方法

说明书

公开了一种环糊精衍生物及其制备方法，该衍生物的结构式如式2所示。此外，还公开了上述环糊精衍生物的制备方法，该方法包括：获得式1的化合物；使式1的化合物在碱和溶剂存在下与(R)‑β‑甲基‑γ‑丁内酯反应。上述环糊精衍生物能够作为相转移催化剂，用于催化扁桃体酸的不对称合成反应，反应条件温和，立体选择性强且收率较高。

技术领域

本发明属于有机化合物技术领域，涉及一种环糊精衍生物及其制备方法，尤其涉及一种β-环糊精衍生物及其制备方法。

背景技术

环糊精是由直链淀粉在环糊精葡萄糖基转移酶作用下降解得到的产物，通过多个D-吡喃葡萄糖单元环状连接而成，又称环聚葡萄糖。具有外亲水和内疏水的特性。这导致倍他环糊精广泛应用于增强药物稳定性、增加溶解性、改善生物利用度、降低毒副作用、手性拆分和复合催化等领域。

在过去二三十年中，环糊精作为一种简单的有机大分子，与范围极其广泛的各类物质通过分子间相互作用形成主-客体包合物。上述性质广泛应用于仿生化学、催化和有机合成等众多领域。此外，环糊精在药物、香料和调味剂的增溶、改性以及分子包装方面，同样具有广泛的应用前景。在环糊精家族中，最为常见的环糊精是α、β和γ环糊精，分别对应6-8个D-吡喃葡萄糖单元。

以β-环糊精为例，其由七个吡喃葡萄糖单元连接形成锥筒状结构，β-环糊精D-吡喃葡萄糖单元上C1碳原子通过α-糖苷键与相邻D-吡喃葡萄糖单元上的C4碳原子首尾连接，而C2、C3和C6碳原子上均具有羟基。不同的是，C6碳原子上的羟基为伯羟基，而C2、C3碳原子上的羟基为仲羟基。

这种分子内形成的氢键带使环糊精分子结构不易变形，刚性较好，能将有机反应物等包合进疏水空腔，从而改变其在水中的溶解性，还能通过电荷作用和空间效应影响分子的反应环境。近年来已经发现环糊精及其衍生物在促进有机反应的区域选择性和立体选择性发明具有较佳作用。在这些反应中，环糊精及其衍生物常被作为相转移催化剂,应用于水相中的有机反应中.但由于其在有机溶剂中溶解性差、有限的疏水区域和催化活性,使得环糊精在应用上受到局限.对环糊精进行化学修饰可以很好的弥补环糊精的不足.可以构建有新结构和新功能的超分子体系,设计合成具有多种复合功能的材料,有效地扩展环糊精的应用范围。

作为区域选择性和立体选择性的典型反应，扁桃体酸的合成和拆分是备受人们关注的有机反应。光学活性的扁桃酸具有很好的生物分解性，是合成许多手性药物的重要中间体。如R-扁桃酸用于头孢菌类系列抗生素羟苄四唑头孢菌素的侧链修饰剂。此外，手性扁桃酸还是一种重要的外消旋体拆分试剂。

然而，目前工业上仍然以化学拆分法作为制取手性扁桃酸主要手段,但由于拆分试剂价格高，或者需要多次重结晶才能获得高光学纯度的手性扁桃酸，因此生产成本高，限制了手性扁桃酸在制药工业中的广泛应用。

为了改变这一情况，郭黛苹等人(《中国医药工业杂志》，2007,38(7)，P484-488)研究了生物不对称催化苯乙酮酸合成(R)-扁桃酸的方法。通过对38株菌进行初筛，获得对底物苯乙酮酸具有较高转化活性的出发菌株假丝酵母Ca.3。进一步紫外与微波诱变，得到具有高转化率与高对映体选择性的突变菌株Ca.3.37.48。在转化培养中，选择初始底物浓度30mmol/L、pH 7.0、温度32℃的条件，(R)-扁桃酸得率86.5％，对映体过量值为99.5％。上述反应具有反应条件温和，立体选择性强，污染少的特点，但如何提取出活性单一对映体，选育高效、专一的微生物菌种，提高微生物菌种自身稳定性，都是目前迫切需要解决的问题。

史春越等人(《辽宁化工》，2007,36(2)，P78-79)利用β-环糊精对底物的包络作用，经由Fries重排反应选择性合成了邻羟基苯乙酮。实验结果表明，加入β-环糊精能够提高重排反应的选择性，使邻羟基苯乙酮收率达到44.6％。然而，上述β-环糊精的催化反应虽然实现了较高的区域选择性，但反应立体选择性不佳，基本上是外消旋混合物。此外，反应的收率不高。

因此，迫切需要寻找一种立体选择性强且收率较高的合成方法。

发明内容