CN104496961B

CN104496961B - 缩醛取代的葡萄糖酸酯及制备方法及用途

Info

Publication number: CN104496961B
Application number: CN201410764704.6A
Authority: CN
Inventors: 宋健; 管西栋; 冯荣秀; 申花花
Original assignee: Tianjin University
Current assignee: Tianjin University
Priority date: 2014-12-10
Filing date: 2014-12-10
Publication date: 2016-08-24
Anticipated expiration: 2034-12-10
Also published as: CN104496961A

Abstract

本发明公开了一种缩醛取代的葡萄糖酸酯，是以式I所示：其中R＝CH₃或CH₂CH₃。本发明的一种缩醛取代的葡萄糖酸酯分子中的羟基基团容易形成氢键，能够凝胶有机溶剂或水等多种溶剂；形成的凝胶具有热可逆性质，即加热后变成溶胶，冷却后再次形成凝胶，该过程可以多次重复。并且可以作为中间体用于缩醛取代的葡萄糖酰胺的制备。

Description

缩醛取代的葡萄糖酸酯及制备方法及用途

技术领域

本发明属于精细化工技术领域，具体涉及一种缩醛取代的葡萄糖酸酯及制备方法及用途。

背景技术

小分子凝胶因子通过氢键、π-π堆积、范德华力以及其它非共价键相互作用，在一定条件下可以使溶剂分子凝胶化。在外界条件刺激下，可在溶胶态和凝胶态之间可逆转变。小分子凝胶在诸如催化、化学传感、药物载体、凝胶电解质等许多方面具有潜在的应用价值。

小分子水凝胶是由小分子在水中利用非共价键作用通过自组装形成具有网状的超分子结构。小分子水凝胶由于其生物相容和低毒害特性，在组织工程、药物输送和响应性材料等方面都有很好的应用价值。

设计新型缩醛取代的葡萄糖酸酯凝胶因子，可对凝胶性能研究及应用领域拓展提供广阔前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种缩醛取代的葡萄糖酸酯。

本发明的第二个目的是提供一种缩醛取代的葡萄糖酸酯的制备方法。

本发明的第三个目的是提供一种缩醛取代的葡萄糖酸酯制备超分子凝胶的方法。

本发明的第四个目的是提供一种缩醛取代的葡萄糖酸酯作为制备缩醛取代的葡萄糖酰胺中间体的用途。

本发明的技术方案概述如下：

一种缩醛取代的葡萄糖酸酯，是以式I所示：

其中R＝CH₃或CH₂CH₃。R＝CH₃时的化合物简称A₁；R＝CH₂CH₃时的化合物简称A₂。上述缩醛取代的葡萄糖酸酯的制备方法，包括如下步骤：向反应容器中加入D-葡萄糖酸的水溶液，甲醇或乙醇，催化剂，再加入3,4-二氯苯甲醛的甲醇溶液或乙醇溶液，反应，得到式I所示的缩醛取代的葡萄糖酸酯。

催化剂优选为硫酸，盐酸，磷酸，对甲基苯磺酸或硝酸。

缩醛取代的葡萄糖酸酯制备超分子凝胶的方法，包括如下步骤：将缩醛取代的葡萄糖酸酯加入溶剂中，使含量为0.1-30mg/mL，加热使缩醛取代的葡萄糖酸酯溶解，冷却至室温，得到凝胶。

溶剂优选为正丙醇、正辛醇、异辛醇、硝基苯、乙酸丁酯或水。

缩醛取代的葡萄糖酸酯作为制备缩醛取代的葡萄糖酰胺中间体的用途。

本发明的优点：

本发明的一种缩醛取代的葡萄糖酸酯分子中的羟基基团容易形成氢键，能够凝胶有机溶剂或水等多种溶剂；形成的凝胶具有热可逆性质，即加热后变成溶胶，冷却后再次形成凝胶，该过程可以多次重复。并且可以作为中间体用于缩醛取代的葡萄糖酰胺的制备。

附图说明

图1为化合物A₁的异辛醇凝胶图片；图中异辛醇为溶剂凝胶因子浓度分别为：0.1mg/mL(图A)、10mg/mL(图B)、30mg/mL(图C)；

图2化合物A₁的水凝胶图片；图中水为溶剂凝胶因子浓度分别为：0.1mg/mL(图A)、10mg/mL(图B)、30mg/mL(图C)；

图3为化合物A₁在异辛醇中的干凝胶的微观形貌图。

图4为化合物A₂在异辛醇中的干凝胶的微观形貌图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

一种缩醛取代的葡萄糖酸酯，以式I所示：

R＝CH₃时的化合物简称A₁；R＝CH₂CH₃时的化合物简称A₂。

实施例2

一种缩醛取代的葡萄糖酸酯化合物(A₁)的制备方法，包括如下步骤：

在室温下向装有机械搅拌、温度计的1L四口瓶中加入50wt％D-葡萄糖酸水溶液215.8g(含0.55molD-葡萄糖酸)，甲醇100mL，浓盐酸200mL，搅拌。加入3,4-二氯苯甲醛的甲醇溶液(将87.5g(0.50mol)的3,4-二氯苯甲醛溶于300mL甲醇中)，反应4h后体系开始变粘稠，继续搅拌反应20h，反应完毕后向体系中加入100mL水，搅拌2h后抽滤，滤饼用大量水洗涤至pH 6-7，然后用热的二氯甲烷200mL洗涤两次，抽干得到产品A₁，烘干得140g。产率为76％，熔点为188.6-189.2℃。¹H NMR(400MHz，DMSO-d₆)：δ7.79-7.86(d，1H，Ar-H)，7.65-7.72(d，1H，Ar-H)，7.46-7.51(m，1H，Ar-H)，5.66(s，1H，OCHO)，5.06(d，1H，OH)，4.79(d，1H，OH)，4.73(d，1H，CH₂)，4.47(t，1H，OH)，4.00(d，1H，CH)，3.80(d，1H，CH₂)，3.69(s，3H，CH₃)，3.65(m，1H，CH)，3.45(m，1H，CH)，3.43(m，1H，CH)。

实施例3

一种缩醛取代的葡萄糖酸酯(A₂)的制备方法，用乙醇替换实施例2中的甲醇，其它同实施例2，得到化合物A₂。

2,4-(3,4-二氯苄叉)-D-葡萄糖酸乙酯(化合物A₂)，产率为70.1％，熔点为172.8-173.5℃。¹H NMR(400MHz，DMSO-d₆)：δ7.79-7.86(d，1H，Ar-H)，7.65-7.72(d，1H，Ar-H)，7.46-7.51(m，1H，Ar-H)，5.66(s，1H，OCHO)，5.06(d，1H，OH)，4.79(d，1H，OH)，4.73(d，1H，CH₂)，4.47(t，1H，OH)，4.00(d，1H，CH)，3.80(d，1H，CH₂)，3.69(m，2H，CH₂)，3.65(m，1H，CH)，3.45(m，1H，CH)，3.43(m，1H，CH)，0.83(t，3H，CH₃)。

实验证明，用硫酸，磷酸，对甲基苯磺酸或硝酸替代本实施例的盐酸，可以对反应进行催化。

实施例4

缩醛取代的葡萄糖酸酯制备超分子凝胶的用途，包括如下步骤：将缩醛取代的葡萄糖酸酯化合物加入溶剂中，使含量为0.1-30mg/mL，加热使缩醛取代的葡萄糖酸酯化合物溶解，冷却至室温，得到凝胶。

化合物A系列在不同种类单一溶剂中的凝胶性能见表1。

表1 化合物A₁和A₂凝胶性能

表中：OG不透明凝胶；TG透明凝胶。

凝胶具有热可逆性质：

1)化合物A₁在多种有机溶剂中可以形成凝胶，该凝胶具有热可逆性质，即加热后变成溶胶，冷却后再次形成凝胶，该过程可以多次重复。例如化合物A₁在异辛醇中加热使其完全溶解，再冷却至室温可形成不透明凝胶(见图1)，浓度分别为0.1mg/mL(图1A)、10mg/mL(图1B)、30mg/mL(图1C)。

2)化合物A₁在水中可以形成凝胶，该凝胶具有热可逆性质，即加热后变成溶胶，冷却后再次形成凝胶，该过程可以多次重复。例如化合物A₁在水中加热使其完全溶解，再冷却至室温可形成不透明凝胶(见图2)，浓度分别为0.1mg/mL(图2A)、10mg/mL(图2B)、30mg/mL(图2C)。

凝胶的微观形貌

为了对化合物所形成凝胶的微观形貌进行考察，在化合物A₁、A₂分别在异辛醇中浓度为10mg/mL，加热使其完全溶解，再冷却至室温形成不透明凝胶，将不透明凝胶置于空气中，使溶剂挥发完后，得到干凝胶。对A₁、A₂所形成的干凝胶行了扫描电镜检测(分别为图3和图4)。从SEM图可看出，该凝胶化合物为纤维状形貌。

实施例5缩醛取代的葡萄糖酰胺的中间体

化合物A₁可以作为中间体制备N-烷基取代2,4-(3,4-二氯苄叉)-D-葡萄糖酰胺衍生物。

将化合物A₁与甲胺在DMAP的催化作用下，制备得到N-甲基取代2,4-(3,4-二氯苄叉)-D-葡萄糖酰胺。

在20-25℃下向装有机械搅拌、温度计的250mL四口瓶中加入5g(0.014mol)2,4-(3,4-二氯苄叉)-D-葡萄糖酸甲酯(A₁)，吡啶50mL，DMAP 0.01g(0.008mmol)，搅拌30min后加入40％的甲胺水溶液3.3g(含甲胺0.042mol)室温搅拌过夜。反应完毕后向体系中加入25mL水，搅拌2h后抽滤，滤饼用水洗涤后，再用甲醇洗涤抽干得到粗品。将粗品在20mL甲醇中回流30min后，冷却至室温，搅拌1h后抽滤，滤饼用甲醇洗涤，烘干得3.9g化合物N-甲基取代2,4-(3,4-二氯苄叉)-D-葡萄糖酰胺，产率为76.0％，熔点为261.0-261.2℃。¹H NMR(400MHz，DMSO-d₆)：δ7.90-7.92(s，1H，CONH)，7.65-7.80(d，1H，Ar-H)，7.54-7.58(d，1H，Ar-H)，7.46-7.51(s，1H，Ar-H)，5.67(s，1H，OCHO)，4.74(t，2H，OH)，4.47(t，1H，OH)，4.35(s，1H，CH₂)，4.01(d，1H，CH)，3.76(d，1H，CH₂)，3.65(m，1H，CH₂)，3.53(m，1H，CH)，3.42(m，1H，CH)，2.65(m，3H，CH₃)。

在上面的反应中，用NH₂C_nH_2n+1替代甲胺，反应得到一系列缩醛取代的葡萄糖酰胺化合物，所述n＝2-10之一，12，14，16或18。

所有原料可以是自制或市售。

Claims

1.一种缩醛取代的葡萄糖酸酯，其特征是以式I所示：

其中R＝CH₃或CH₂CH₃。

2.权利要求1的一种缩醛取代的葡萄糖酸酯的制备方法，其特征是包括如下步骤：向反应容器中加入D-葡萄糖酸的水溶液，甲醇或乙醇，催化剂，再加入3,4-二氯苯甲醛的甲醇溶液或乙醇溶液，反应，得到式I所示的缩醛取代的葡萄糖酸酯。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征是所述催化剂为硫酸，盐酸，磷酸，对甲基苯磺酸或硝酸。

4.权利要求1的缩醛取代的葡萄糖酸酯制备超分子凝胶的方法，其特征是包括如下步骤：将缩醛取代的葡萄糖酸酯加入溶剂中，使含量为0.1-30mg/mL，加热使缩醛取代的葡萄糖酸酯溶解，冷却至室温，得到凝胶。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征是所述溶剂为正丙醇、正辛醇、异辛醇、硝基苯、乙酸丁酯或水。

6.权利要求1的缩醛取代的葡萄糖酸酯作为制备缩醛取代的葡萄糖酰胺中间体的用途。