CN106565860A - 一种制备磺丁基醚‑β‑环糊精的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制备磺丁基醚‑β‑环糊精的方法。以水为溶剂,以β‑环糊精与1,4‑磺丁内酯为原料,以具有强碱性和相转移催化的双功能季铵碱为催化剂发生取代反应,经过超滤,活性炭脱色,冷冻干燥等操作,高收率高质量的得到了磺丁基醚‑β‑环糊精。本发明方法中所用季铵碱经简单处理可回收、循环利用。本发明的磺丁基醚‑β‑环糊精制备方法适合工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及有机合成药物辅料领域,特别是一种制备磺丁基醚-β-环糊精的方法。
背景技术
磺丁基醚-β-环糊精是20世纪90年代由美国Cydex公司开发的阴离子、高水溶性的β-环糊精衍生物,已在美国、瑞典上市。美国已经用它开发了一种高级药物输送技术CAPTISOL,用以改善不可溶解和不稳定的活性药物成分的输送。且它具有其它环糊精衍生物无可比拟的优点,它能很好的与药物分子包合形成非共价复合物,提高药物的稳定性、水溶性、安全性,且可以有效的提高药物的分子的生物活性。它的肾毒性小,能缓和药物溶血性,控制药物释放速率。可以应用于注射液、口服药、鼻部用药和眼部用药等。专利CN1858071A使用钠在二氧六环中夺取β-环糊精羟基上的质子,然后与1,4-磺丁内酯发生取代反应,得到磺丁基醚-β-环糊精粗品,再经葡萄糖凝胶柱(G-25)除盐纯化,冷冻干燥得到产品,收率49-51%。该方法的缺点是使用到危险性较高的金属钠为原料,纯化使用昂贵的葡萄糖凝胶柱,收率中等。美国专利US5134127首次使用β-环糊精与1,4-丁烷磺内酯在NaOH水溶液中反应,经去离子化,超滤,冷冻干燥,制得了取代度为7.0-7.1的磺丁基醚-β-环糊精纯品。后来经US6153764和US7635773改进,实现了工业化生产,收率60-70%。该方法的优点是以水为溶剂,无污染,缺点是收率不太高,反应时间长。专利CN103694373通过向碱性水溶液中引入适量的有机溶剂,增加了1,4-磺丁内酯的溶解度,提高了合成收率,但采用有机溶剂对环境不友好。
本发明利用季铵碱具有强碱的性质,可以很好的代替NaOH催化β-环糊精与1,4-磺丁烷基内酯的取代反应,并且季铵结构可以兼具相转移催化的功能,提高了1,4-磺丁内酯的溶解度,缩短了反应时间。同时,季铵碱可回收、再生、循环利用。本发明的磺丁基醚-β-环糊精制备方法具有新颖性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制备磺丁基醚-β-环糊精的新方法。是利用具有强碱性和相转移催化功能的季铵碱为催化剂,通过控制1,4-磺丁内酯的加入量,实现一定取代度的磺丁基醚-β-环糊精的制备,以获得取代度范围小、精确度高的产品。
本发明合成磺丁基醚-β-环糊精的一般方法是在搅拌下,将一定量的β-环糊精在一定量的季铵碱存在下,一定温度下溶于一定量的水中,升温至一定温度,慢慢加入一定量的1,4-磺丁内酯,反应一定的时间。反应液用6mol.L-1的HCl调pH至5.0-6.5,过滤,滤液用超滤膜渗透法(1000 MWCO纤维酯膜)分离季铵盐至用AgNO3溶液检测渗透液的Cl-<10ppm。透析后的反应液再与NaOH溶液反应成钠盐,活性炭脱色至产品检测紫外吸收值<0.5AU,过滤,再将滤液过0.65-0.2µm精密过滤器,减压浓缩至磺丁基醚-β-环糊精含量占溶液重量百分比的30-35%wt,冷冻干燥,得到白色磺丁基醚-β-环糊精粉末,化学法测定磺丁基醚-β-环糊精的平均取代度。
上述所述步骤中,季铵碱催化剂的通式为R1R2R3R4N+OH-其中,R1、R2、R3和R4可相同或不同,代表C1-C20的烷基、烷芳基或芳烷基。所述季铵碱的摩尔质量为90-900。
上述所述步骤中,季铵碱催化反应完毕,用HCl调反应液pH5.0-6.5,再用超滤膜渗透法分离。
上述所述步骤中,分离出的季铵盐蒸干后,溶于一定量的无水乙醇中,可与一定量的NaOH的乙醇溶液反应,再生成季铵碱,经纯化,循环利用。
上述所述步骤中,超滤后,含磺丁基醚-β-环糊精的溶液与NaOH溶液反应成钠盐。
上述所述步骤中,用化学法测定磺丁基醚-β-环糊精的平均取代度。步骤如下:称取一定量的磺丁基醚-β-环糊精钠盐,加入一定量的蒸馏水,振摇溶解,过酸性离子交换树脂柱,所得溶液浓缩,冷冻干燥,得到白色固体粉末。精密称取所得的白色固体粉末50mg,加30mL蒸馏水溶解,准确加入含0.05-0.10mmol的HCl溶液,桭摇10min,用0.005mol.L-1标准NaOH溶液滴定至终点,加入的HCl的总摩尔数减去消耗的NaOH摩尔数即为磺丁基醚-β-环糊精的平均取代度。
本发明的优越性:与以传统的NaOH催化制备磺丁基醚-β-环糊精方法相比,以强碱性的具有相转移催的功能的季铵碱为催化剂,增大了1,4-磺丁内酯在水中的溶解度,缩短了反应时间,高收率的得到了取代度较精准的磺丁基醚-β-环糊精。季铵碱可以回收、再生、循环利用。工艺操作简单、稳定,能满足规模化生产要求。
具体实施方式
以下的实施例在于详细说明本发明,而非限制本发明。
实施例1
搅拌下将1.135g (1 mmol)β-环糊精加入30mL蒸馏水中,加入2.59g (10 mmol)的Bu4N+OH-,加热至50℃使β-环糊精完全溶解,升温至60-70℃,缓慢加入1.05g(8.6 mmol)的1,4-磺丁内酯,控温70-75℃反应9h。反应液用6mol.L-1的HCl调pH至5.0-6.5,过滤,滤液用超滤膜渗透法(1000 MWCO纤维酯膜)分离Bu4N+Cl-和磺丁基醚-β-环糊精,至渗透液的Cl-<10ppm (用AgNO3溶液检测)。透析后的反应液用6mol.L-1的NaOH溶液成钠盐,活性炭脱色至产品检测紫外吸收值<0.5AU,过滤,再将滤液过0.65-0.2µm精密过滤器,减压浓缩至磺丁基醚-β-环糊精含量占溶液重量百分比的30-35%wt,冷冻干燥,得到白色磺丁基醚-β-环糊精粉末0.9g,收率80%。
称取0.6g磺丁基醚-β-环糊精钠盐,加入5mL蒸馏水溶解,过酸性离子交换树脂柱,将所得溶液减压浓缩至原来体系的三分之一,冷冻干燥,得到白色固体粉末0.59g。精密称取所得的白色固体粉末50.1mg,加30mL蒸馏水溶解,准确加入含0.10mmol的HCl溶液,桭摇10min,用0.005mol.L-1标准NaOH溶液滴定至终点,计算所得磺丁基醚-β-环糊精的平均取代度为6.9。
将含季铵盐的透析液减压蒸干,用15mL无水乙醇溶解,加入5mL含0.408g (10.2mmol) NaOH的无水乙醇溶液,搅拌过夜,过滤,浓缩至干,再用15mL无水乙醇溶解,过滤,浓缩,得到2.46gBu4N+OH-,回收率95%。
实施例2
用2.59g (10 mmol)的BnMe3N+OH-代替实施例1中的2.59g (10 mmol)的Bu4N+OH-,其它操作同实施例1,得到白色磺丁基醚-β-环糊精粉末0.92g,收率82%,平均取代度为7.1,BnMe3N+OH回收率96%。
实施例3
用0.55g (4.5 mmol)的1,4-磺丁内酯代替实施例1中的1.05g (8.6 mmol)的1,4-磺丁内酯,其它操作同实施例1,得到白色磺丁基醚-β-环糊精粉末0.83g,收率78%,平均取代度为4.1,Bu4N+OH-回收率95%。
实施例4
将反应温度提高到80-85℃,其它操作同实施例1,得到白色磺丁基醚-β-环糊精粉末0.87g,收率75%,平均取代度为7.3,Bu4N+OH-回收率95%。
实施例5
用2.72g (8 mmol)的C12H15Me2BnN+OH-代替实施例1中的2.59g (10 mmol)的Bu4N+OH-,用加入4mL含0.32g (8.1 mmol) NaOH的无水乙醇溶液代替加入5mL含0.408g (10.2 mmol)NaOH的无水乙醇溶液,其它操作同实施例1,得到白色磺丁基醚-β-环糊精粉末0.90g,收率80%,平均取代度为6.8,C12H15Me2BnN+OH-回收率94%。
实施例6
用0.15g (1.2 mmol)的1,4-磺丁内酯代替实施例5中的1.05g (8.6 mmol)的1,4-磺丁内酯,其它操作同实施例5,得到白色磺丁基醚-β-环糊精粉末0.78g,收率72%,平均取代度为1.1,C12H15Me2BnN+OH-回收率95%。
Claims (7)
1.一种制备磺丁基醚-β-环糊精的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:β-环糊精中依次加入质量20-40倍量的水和3-11倍摩尔量的季铵碱,加热至50℃使β-环糊精完全溶解,升温至60-75℃,再缓慢加入1-11倍摩尔比例的1,4-磺丁内酯,控温70-85℃反应6-9h,反应液用6mol.L-1的HCl调pH至5.0-6.5,过滤,滤液用超滤膜渗透法(1000 MWCO纤维酯膜)分离季铵盐至渗透液的Cl-<10ppm (用AgNO3溶液检测),透析后的反应液再用NaOH溶液成钠盐,活性炭脱色至产品检测紫外吸收值<0.5AU,过滤,再将滤液过0.65-0.2µm精密过滤器,减压浓缩至磺丁基醚-β-环糊精含量占溶液重量百分比的30-35%wt,冷冻干燥,得到白色磺丁基醚-β-环糊精粉末,化学法测定磺丁基醚-β-环糊精的平均取代度。
2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述季铵碱催化剂的通式为R1R2R3R4N+OH-其中,R1、R2、R3和R4可相同或不同,代表C1-C20的烷基、烷芳基或芳烷基。
3.如权利要求1和2所述的制备方法,其特征在于,所述季铵碱的摩尔质量为90-900。
4.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,季铵碱催化反应完毕,反应液用HCl调pH5.0-6.5。
5.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,分离出的季铵盐蒸干后,溶于一定量的无水乙醇中,在与NaOH的乙醇溶液反应,再生成季铵碱,经纯化,循环利用。
6.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,超滤后,含磺丁基醚-β-环糊精的溶液与NaOH溶液反应成钠盐。
7.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,用化学法测定磺丁基醚-β-环糊精的平均取代度,步骤如下:称取一定量的磺丁基醚-β-环糊精钠盐,加入一定量的蒸馏水,振摇溶解,过酸性离子交换树脂柱,所得溶液浓缩,冷冻干燥,得到白色固体粉末,精密称取50mg所得的白色固体粉末,加30mL蒸馏水溶解,准确加入含0.05-0.10mmol的HCl溶液,桭摇10min,用0.005mol.L-1标准NaOH溶液滴定至终点,加入的HCl的摩尔数减去消耗的NaOH摩尔数即为磺丁基醚-β-环糊精的平均取代度。
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