CN112062877B - 一种甲基化-β-环糊精及其制备、表征方法和应用 - Google Patents

一种甲基化-β-环糊精及其制备、表征方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种甲基化‑β‑环糊精及其制备、表征方法和应用，所述甲基化‑β‑环糊精具有11.4～12.6之间的平均取代度，熔程为181～185℃。所述甲基化‑β‑环糊精是通过甲基化试剂对BCD进行甲基化，利用烷烃类溶剂析晶获得，优选地，所述甲基化试剂为DMS。本发明所提供的制备方法所制得的甲基化‑β‑环糊精的平均甲基化取代度在12(±5％)左右，收率高，制备方法简单、条件温和，平均取代度稳定，表征方法能够简单、快捷、准确地表征MBCD的平均取代度。

Description

一种甲基化-β-环糊精及其制备、表征方法和应用
技术领域
本发明涉及一种甲基化-β-环糊精及其制备、表征方法和应用。
背景技术
环糊精(简称CD)是由淀粉经环糊精糖基转移酶作用后形成的环状寡糖，具有一个由亲水的外表和疏水的内腔，是超分子化学中一种便宜易得、生物相容性良好的重要主体分子，被广泛应用于催化、自组装、分子识别、药物运输等领域。
环糊精根据形成分子的D-吡喃葡萄糖单元数量不同而分为α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精等，其分别含有6,7,8个葡萄糖单元。
β-环糊精(简称BCD)是由D-吡喃葡萄糖单元通过α-1,4糖苷键首尾连接而成的大环化合物，7个葡萄糖单元，内径分别为0.78nm，结构如图1所示，内腔疏水，外侧亲水，结构呈刚性，仲羟基形成完全的环形氢键，因而水溶性很低，室温下在100mL水中，溶解度仅为1.85g；另外，BCD的羟基具有一定类似酶的催化作用，因而会影响包合物的稳定性。
上述特性造成BCD在体内产生肾毒性、溶血性等，严重制约了其在药物、手性分子、分子识别等领域的应用范围。因此，对BCD修饰改性研究成为许多学者关注的焦点。
甲基化-β-环糊精(MBCD)是已知环糊精衍生物中对于难溶物质最有效的助溶剂及许多化学物质最好的稳定剂。MBCD结构如图2所示，有极好的助溶和包合作用。环糊精甲基化后增加了其在水中的溶解度，天然环糊精的溶解度是随温度升高而增加，但甲基化环糊精溶解度是随温度升高却急剧下降。甲基化环糊精还具有低吸湿性和高表面活性的特性。环糊精甲基化后仍具有大的包接特性，包接物在水中的溶解度也显著增大。
MBCD的特性与甲基在β-环糊精中的取代位置、取代度以及相同取代位置上的取代数有关。β-环糊精有七个葡萄糖残基，每个葡萄糖残基上的C2、C3和C6位，均可被甲基取代。尤其不同的取代度其结晶形态、水溶性、脂溶性、对客体物质的识别能力以及包结能力都可能有些差别。
现有技术常见的公开报道都是合成平均取代度MS<7或者14(全甲基化)的产物(MBCD)，几乎未见关于取代度为12(±5％)的12MBCD的公开报道，而12MBCD有其特定的用途，具有广阔的市场前景。Jindrich.J.(Carbohydrate Research,1995,266(1):75-80)等报道在碱性条件下水中以DMS为甲基化试剂得到的目标物MS<5。Yuan.L.M.(Separationand Purification Technology,2008,63(3):701-705)报道在NaH存在下，将BCD溶解于二甲基甲酰胺(DMF)中，滴加卤甲烷得到的MS约为7。甘永江等(高校化学工程学报,2009,6(23),1075-1079)报道用碳酸二甲酯DMC为原料，在DMF中碳酸钾催化下得到的目标物MS约为14。WO2001/036490报道，水中用氢氧化钙和硫酸二甲酯甲基化，得到的目标物MS<7；CN101508741报道，碳酸二甲酯和碳酸钾在DMF中反应得到的目标物MS约为1-2或者13-14。CN104892797报道，在氢氧化钠的水溶液，用1,4-丁磺内酯烷基化，得到MS约为3-6。
BCD含有7个伯羟基、7个斜向锥筒状空腔的仲羟基、7个背向锥筒状空腔的仲羟基，故而不论是用卤代甲烷还是DMS或者DMC进行甲基化取代反应，每个葡萄糖残基上的C2、C3、C6位，均可被甲基取代，如何对所得产物的甲基化取代度进行测定也是分析上的一个难题。Qi Q.(J.Inclu.Phenom.andMacrocyc.Chem.,2002,43:213-221)报道利用GC-MS联用，结合MBCD的电离规律进行解析和比对，由MBCD取代度和其丰度推算出平均取代度。甘永江等(高校化学工程学报,2009,23(12):1075-1079)利用1HNMR手段，将所得谱图与不同取代度的标准谱图进行对比进而计算出不同的平均取代度。Thomas等(Carbohy Res.2003,338:2417-2419)将产品13CNMR与原料BCD的碳谱进行比照，进行定性推断。郝爱友等(应用化学，2002,19(3):301-303)用化学滴定的方法测得平均取代度。高萍萍等(中国医药工业杂志,1995,26(3):105)用熔点对照来测定MBCD的平均取代度。Bo Y.等(Chinese Journal ofPharmaceuticals 2004,35(5):289-290)介绍利用红外和熔点对MBCD进行表征。这些表征方法，需要几种不同的分析方法定性分析，然后利用标准谱图进行对照来定量，从而得到MBCD的平均取代度，或者利用化学滴定的方法来进行定量分析。综上，现有技术采用的对MBCD甲基化取代度的表征方法，需要几种不同的分析方法定性分析，然后利用标准谱图进行对照来定量，从而得到MBCD的平均取代度，或者利用化学滴定的方法来进行定量分析。可见，基于现有技术，得到一个相对精准的MBCD的平均取代度数值，不管是标准谱图还是滴定分析，都比较繁琐，效率低下。
目前，针对取代度为12(±5％)的MBCD几乎未见公开报道，也没有公开报道其平均甲基化取代度的表征方法。
发明内容
为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，研究出一种甲基化-β-环糊精的制备方法及制得的甲基化-β-环糊精，采用DMS做甲基化试剂，低温下在氢氧化钠碱性水溶液中对BCD甲基化，并使用氨水淬灭反应，然后用氯仿萃取产物，干燥后，适当脱溶，采用烷烃类溶剂析晶，过滤烘干得产品。采用四甲基芳烃为内标物，利用核磁1HNMR地表征BCD的平均甲基化取代度MS。本发明所提供的制备方法首次获得平均甲基化取代度在12(±5％)的甲基化-β-环糊精，该制备方法简单、条件温和，产品容易转出，收率高，平均取代度稳定，表征方法能够简单、快捷、准确地表征MBCD的平均甲基化取代度，从而完成本发明。
本发明的目的一方面在于提供一种甲基化-β-环糊精，所述甲基化-β-环糊精具有11.4～12.6之间的平均取代度，熔程为181～185℃。
所述甲基化-β-环糊精是通过甲基化试剂对BCD进行甲基化，利用烷烃类溶剂析晶获得，
优选地，所述甲基化试剂为DMS或碘甲烷，更优选为DMS。
本发明第二方面提供一种甲基化-β-环糊精的制备方法，该制备方法包括：
步骤1、将BCD加入到盛有氢氧化钠水溶液的容器中，获得混合液；
步骤2、向容器中加入甲基化试剂，反应，加入氨水淬灭反应；
步骤3、调节pH，加入有机溶剂萃取、干燥，
步骤4、脱溶，析晶，获得甲基化-β-环糊精；
优选地，还包括：步骤5、采用1HNMR测定平均甲基化取代度。
步骤1包括：
步骤1.1、在容器中加入水，加入氢氧化钠，优选分批加入氢氧化钠，任选搅拌，获得氢氧化钠水溶液；
步骤1.2、待氢氧化钠水溶液冷却至20～30℃，加入BCD，伴随搅拌，获得混合液，
优选地，BCD与氢氧化钠的摩尔比为1：(5～40)，优选为1：(10～30)，更优选为1:20；
BCD与水的质量比为1：(2～10)，优选为1：(3～7)，更优选为1:4。
步骤2包括：
步骤2.1、将步骤1所得混合液降温至-5～5℃，优选降温至0℃，分批加入甲基化试剂，搅拌1～5h，优选搅拌3h；
步骤2.2、升温至20～30℃，继续搅拌；
步骤2.3、将入氨水淬灭反应，继续搅拌1～3h，优选2h。
所述甲基化试剂为DMS或碘甲烷，优选为DMS，BCD与甲基化试剂的摩尔比为1：(12～18)，优选为1：(13～16)更优选为1:15；和/或
BCD与氨水的摩尔比为1：(3～4)，优选为1:(3.2～3.8)，更优选为1:3.8。
步骤3包括：
步骤3.1、采用酸溶液调节反应体系pH值至2-5，优选3-4；
步骤3.2、采用有机溶剂萃取，干燥、过滤，
优选地，有机溶剂与BCD的体积重量比为1体积份：(2～5)重量份，优选为1体积份：(3～4)重量份，其中，1体积份为1ml，1重量份为1g。
步骤4包括：将母液脱溶，采用烷烃类溶剂析晶，过滤烘干得到最终产物；
优选地，所述烷烃类溶剂选自庚烷、正己烷、环己烷、正戊烷、环戊烷中的一种或几种，优选为正己烷。
步骤5包括：取适量步骤4所得产物，加入内标物，利用核磁1HNMR标定平均甲基化取代度，
优选地，所述内标物为四甲基芳烃，优选为TMB。
本发明还提供一种甲基化-β-环糊精的应用，优选为本发明第一方面所述或根据本发明第二方面所述的方法制备的甲基化-β-环糊精的应用。
本发明所具有的有益效果为：
(1)本发明提供一种甲基化-β-环糊精，其平均甲基化取代度在12(±5％)左右，即11.4～12.6之间，熔程为181～185℃，填补了平均甲基化取代度为12(±5％)的12MBCD产品的空白；
(2)本发明提供甲基化-β-环糊精的制备方法，该制备方法以DMS为甲基化试剂，采用烷烃类溶剂作为析晶溶剂，使产品析晶，使得产品容易转出，所得产品收率高(例如收率在46％以上)，且所得甲基化-β-环糊精的平均甲基化取代度稳定；
(3)本发明提供了平均甲基化取代度为12(±5％)的甲基化-β-环糊精的表征方法，以四甲基芳烃(如TMB)为内标物，采用核磁1HNMR直接表征12MBCD的平均甲基化取代度，测得方法简单快捷，测试结果准确；
(4)本发明首次提供了平均甲基化取代度为12(±5％)及其制备和表征方法，制备方法简单，条件温和，原料成本低，并且拓宽了甲基化-β-环糊精的应用范围。
附图说明
图1示出β-环糊精的结构图化学结构及空间构型，图1a为β-环糊精的化学结构式，图1b为β-环糊精的空间构型；
图2示出甲基化-β-环糊精的化学结构式；
图3示出本发明实施例1所得甲基化-β-环糊精的1HNMR谱图；
图4示出本发明实施例2所得甲基化-β-环糊精的1HNMR谱图。
具体实施方式
下面通过附图和优选实施方式对本发明进一步详细说明。通过这些说明，本发明的特点和优点将变得更为清楚明确。
本发明第一方面提供一种甲基化-β-环糊精，所述甲基化-β-环糊精具有11.4～12.6之间的平均取代度，熔程为181～185℃。
根据本发明，所述甲基化-β-环糊精的平均甲基化取代度稳定在12(±5％)，收率在46％以上，所得甲基化-β-环糊精为白色粉末状固体。
本发明中，平均甲基化取代度为12(±5％)的甲基化-β-环糊精记为12MBCD。
根据本发明，所述甲基化-β-环糊精是通过甲基化试剂对BCD进行甲基化，利用烷烃类溶剂析晶获得，
优选地，所述甲基化试剂为DMS。
本发明的甲基化-β-环糊精的平均取代度是经核磁1HNMR测得，所用内标物为四甲基芳烃，四甲基芳烃优选为四甲苯(TMB)。
根据本发明，提供一种甲基化-β-环糊精的制备方法，优选为制备本发明第一方面所述的甲基化-β-环糊精的方法，该方法包括以下步骤：
步骤1、将BCD加入盛有氢氧化钠水溶液的容器中，获得混合液。
本发明中，步骤1中，氢氧化钠水溶液由氢氧化钠与水混合得到，氢氧化钠与水混合时，放热明显，因此，可分批加入氢氧化钠。
根据本发明，步骤1包括：
步骤1.1、在容器中加入水，加入氢氧化钠，优选分批加入氢氧化钠，任选搅拌，获得氢氧化钠水溶液；
步骤1.2、待氢氧化钠水溶液冷却至20～30℃，加入BCD，伴随搅拌，获得混合液。
根据本发明，步骤1.1中，在搅拌情况下分批加入氢氧化钠，防止放热过于明显。
根据本发明，BCD与氢氧化钠的摩尔比为1：(5～40)，优选为1：(10～30)，更优选为1：20；
BDC与水的质量比为1：(2～10)，优选为1：(3～7)，更优选为1:4。
本发明中，碱金属氢氧化物一部分用于活化BCD，一部分用于中和DMS部分分解产生的硫酸，从而使体系保持碱性，因此，碱金属氢氧化物使用需要过量。
根据本发明，步骤1中，待氢氧化钠水溶液的温度为20～30℃，优选为室温25℃时，加入BCD，搅拌至溶解，优选地，搅拌速度为200～800转/分钟，优选为400～600转/分钟，更优选为500转/分钟，搅拌时间为10～100min，优选为20～60min，更优选为30分钟。
步骤2、向容器中加入甲基化试剂，反应，加入氨水淬灭反应。
根据本发明，步骤2包括：
步骤2.1、将步骤1所得混合液降温至-5～5℃，优选降温至0℃，分批加入甲基化试剂，搅拌1～5h，优选搅拌3h；
步骤2.2、升温至20～30℃，继续搅拌6～12h；
步骤2.3、将入氨水淬灭反应，继续搅拌1～3h，优选2h。
根据本发明，步骤2.1中，将步骤1所得混合液降温至-5～5℃，优选降温至0℃，分批加入甲基化试剂，优选缓慢加入甲基化试剂，例如采用滴加的方式加入，或者加入甲基化试剂的速度为0.1～0.5ml/min，优选为0.2ml/min，在工业放大生产时，加入速度可根据实际进行调整。
本发明中，滴加的方式采用现有技术中的滴加装置或设备实现，例如在工业生产中，可采用滴加罐实现。
根据本发明，BCD与甲基化试剂的摩尔比为1：(12～18)，优选为1：(13～16)，更优选为1:15。
根据本发明，甲基化试剂为硫酸二甲酯(DMS)或碘甲烷，优选为硫酸二甲酯(DMS)。
本发明以DMS作为甲基化试剂，在-5～5℃(优选0℃)下，在氢氧化钠碱性水溶液中对BCD进行甲基化。选择以DMS做甲基化试剂，能够以水做溶剂进行甲基化反应，碳酸二甲酯无法达到取代度为12，碘甲烷显然价格太贵，DMS是最便宜的甲基化试剂，综上，选择DMS作为甲基化试剂，获得取代度为12左右的MBCD，对12MBCD的产业化具有重要的意义。
本发明中，甲基化试剂DMS过量或者不足，都会影响最终产物(MBCD)的平均取代度(MS)，因此，DMS与BCD的摩尔比在上述范围内可获得平均取代度为12(±5％)的产物。
根据本发明，步骤2.1，在18～36h内，优选24h内将甲基化试剂分批加入到容器中，优选地，将甲基化试剂分24批加入到容器中，每两批之间间隔1h。
根据本发明，步骤2.2，甲基化试剂加入完毕后，搅拌0.5～2h，优选1h，然后将反应体系升温至20～30℃，优选升温至室温25℃，搅拌过夜，优选地搅拌6～20h，更优选为10～18h，例如16h。
根据本发明，步骤2.3中，加入氨水淬灭反应，继续搅拌1～3h，优选2h，所述氨水质量浓度为20～40％，优选为30％。
根据本发明，步骤2.3中，BCD与氨水的摩尔比为1：(3～4)，优选为1:(3.2～3.8)，更优选为1:3.8。
本发明中，采用氨水淬灭反应，除去反应体系过量的甲基化试剂。
步骤3、调节pH，加入有机溶剂萃取、干燥。
根据本发明，步骤3包括：
步骤3.1、采用酸溶液调节反应体系pH值至2-5，优选3-4；
步骤3.2、采用有机溶剂萃取，干燥、过滤。
根据本发明，步骤3.1，采用酸溶液为硫酸溶液、盐酸溶液、硝酸溶液中的一种或几种，优选为硫酸溶液。
根据本发明，步骤3.1中，酸溶液的浓度为1.5～2.5M，优选为2M。
根据本发明，步骤3.2，有机溶剂与BCD的体积重量比为1体积份：(2～5)重量份，优选为1体积份：(3～4)重量份，其中，1体积份为1ml，1重量份为1g。
根据本发明，步骤3.2中，有机溶剂为氯仿。
本发明中，MBCD具有很强的包结性，容易包结有机溶剂如氯仿，不易烘干，故而需要将萃取后的母液旋蒸至近饱和状态。
根据本发明，萃取后，合并萃取液，无水硫酸钠干燥，过滤。
步骤4、脱溶、析晶，获得产物。
根据本发明，步骤4中，将母液脱溶，优选地，将母液旋蒸至接近饱和状态，或将母液减压浓缩接近饱和状态。
本发明中，未将母液脱溶至干，而是将母液脱溶至接近饱和状态，使得物料较容易从容器如反应釜中转出，提高收率。
根据本发明，采用烷烃类溶剂进行析晶，过滤，干燥，得到最终产物，其中，烷烃类溶剂可循环套用。
根据本发明，烷烃类溶剂选自庚烷、正己烷、环己烷、正戊烷、环戊烷中的一种或几种，优选为正己烷。
根据本发明，加入烷烃类溶剂析晶后，过滤(如抽滤)得到白色固体，再进行干燥处理，得到最终产物。
根据本发明，烷烃类溶剂的加入量为：基于BCD的加入量为100g，烷烃类溶剂的加入量为100～300ml，优选为150～250ml。
根据本发明，干燥处理于真空状态下进行，优选在真空干燥箱中进行，例如双锥回转真空干燥箱。
优选地，干燥处理的温度为80～90℃，优选为85℃，干燥处理时间为10～14h，优选为12h。
本发明中，步骤4获得最终产物，即甲基化-β-环糊精，所得甲基化-β-环糊精为白色粉末状固体。
优选地，还包括：步骤5、采用1HNMR测定平均甲基化取代度。
根据本发明，步骤5中，获得最终产物后，采用1HNMR核磁测定最终产物的平均甲基化取代度，优选地，取适量样品，加入内标物，溶于氘代DMSO中，采用1HNMR核磁直接测定最终产物的平均甲基化取代度。
根据本发明，内标物为四甲基芳烃，优选为四甲苯(TMB)。
根据本发明，利用1HNMR核磁对MBCD平均甲基化取代度进行检测，该检测方法包括：
取一定质量的MBCD样品和一定质量的四甲基芳烃溶于氘代DMSO中，测得1HNMR核磁谱图；
计算1HNMR谱图里2.0位置附近氢原子积分面积A，1HNMR谱图里3.0～4.0位置附近氢原子积分面积B。
根据式(1)计算MBCD的平均甲基化取代度
Figure BDA0002531337520000121
其中，式(1)中，
A---1HNMR谱图里2.0位置附近氢原子积分面积；
B---1HNMR谱图里3.0-4.0位置附近氢原子积分面积；
m1---四甲基苯的质量，单位mg；
M1---四甲基苯的分子量，(134.22)；
m2---MBCD样品的质量，单位mg；
M2---MBCD样品的分子量(1135+14n)；
n---MBCD样品的平均甲基化取代度。
本发明的甲基化-β-环糊精的制备方法工艺简单，原料成本低，条件温和，产品容易转出，收率高(如收率高于46％)，所得甲基化-β-环糊精的平均甲基化取代度稳定，为12(±5％)左右，即在11.4～12.6之间，熔程为181～185℃。
本发明以四甲基芳烃(如四甲苯)为内标物，采用1HNMR核磁测定甲基化-β-环糊精的平均甲基化取代度，测定方法简单快捷，且测试结果准确。
本发明还提供一种本发明第一方面所述的或根据本发明第二方面所述的方法制备的甲基化-β-环糊精的应用，优选应用于涂料。
实施例
实施例1
在装有机械搅拌器、温度计、恒压滴液漏斗的2L的三口瓶中加800ml水，搅拌下分批加入氢氧化钠141g，放热明显，待冷至室温；
加入BCD 200g，充分搅拌至其完全溶解，将得到的澄清溶液降至0℃，24h内分24批慢慢滴加入DMS333.38g，滴加完毕，继续在0℃下搅拌1h，反应体系升至室温搅拌过夜，加入浓度为25％氨水淬灭反应，继续搅拌2h；
所得溶液用2M硫酸溶液调节pH＝3.5，转移至分液漏斗中。用300ml*2氯仿萃取，用无水硫酸钠干燥，过滤；
将母液旋至接近饱和状态，在搅拌下加入正己烷300ml，抽滤得到白色粉末状固体130g，继续转移至真空干燥箱，在85℃下继续烘干12h，得到106.2g产品，收率为46.2％，测得熔程181-185℃。
取所得产品40.1mg和10.9mgTMB溶于氘代DMSO中，进行核磁检测，所得1HNMR谱图如图3所示，得到A＝1，B＝2.47。
根据式(1)可得：
Figure BDA0002531337520000131
计算得n＝12.1；
因此，实施例1所得甲基化-β-环糊精的平均甲基化取代度为12.1。
实施例2
在装有机械搅拌器、温度计、恒压滴液漏斗的2L的三口瓶中加1100ml水，搅拌下分批加入氢氧化钠211.5g，放热明显，待冷至室温；
加入BCD 300g，充分搅拌至其完全溶解，将得到的澄清溶液降至0℃，24h内分24批慢慢滴加入DMS500g，滴加完毕，继续在0℃下搅拌1h，反应体系升至室温搅拌过夜，加入浓度为25％氨水淬灭反应，继续搅拌2h；
所得溶液用2M硫酸溶液调节pH＝3.5，转移至分液漏斗中。用450ml*2氯仿萃取，用无水硫酸钠干燥，过滤；
将母液旋至接近饱和状态，在搅拌下加入正己烷300ml，抽滤得到白色粉末状固体194g，继续转移至真空干燥箱，在85℃下继续烘干12h，得到161.9g产品，收率为47％，测得熔程181-184℃。
取所得产品40.6mg和11.8mgTMB溶于氘代DMSO中，进行核磁检测，所得1HNMR谱图如图4所示，得到A＝1，B＝2.29。
根据式(1)可得：
Figure BDA0002531337520000141
计算得n＝11.8；
因此，实施例2所得甲基化-β-环糊精的平均甲基化取代度为11.8。
实施例3
在装有机械搅拌器、温度计、高位槽的2000L的反应釜中加800L水，搅拌下分批加入氢氧化钠141kg，放热明显，待冷至室温，加入BCD 200kg，充分搅拌至其完全溶解，得到澄清溶液；
将得到的澄清溶液降至0℃，24h内分批慢慢滴加入DMS333.4kg。滴加完毕，继续在0℃下搅拌3h，反应体系升至室温搅拌过夜；加入浓度为25％氨水淬灭反应，继续搅拌2h；
所得溶液用2M硫酸溶液调节pH＝3，转移至萃釜；
用300L*2氯仿萃取，无水硫酸钠干燥，过滤，将母液减压浓缩接近饱和状态，在搅拌下加入正己烷300L，放料抽滤，离心到白色粉末状固体125kg，转移至双锥真空干燥箱，85℃下真空烘干12h，得到108kg产品，收率为47.0％。
以上结合优选实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明。不过需要声明的是，这些具体实施方式仅是对本发明的阐述性解释，并不对本发明的保护范围构成任何限制。在不超出本发明精神和保护范围的情况下，可以对本发明技术内容及其实施方式进行各种改进、等价替换或修饰，这些均落入本发明的保护范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种甲基化-β-环糊精的制备方法，其特征在于，该制备方法包括：
步骤1、将β-环糊精BCD加入到盛有氢氧化钠水溶液的容器中，获得混合液；
步骤2、向容器中加入甲基化试剂，反应，加入氨水淬灭反应，所述甲基化试剂为硫酸二甲酯DMS，BCD与甲基化试剂的摩尔比为1：（13~16）；BCD与氨水的摩尔比为1:（3.2~3.8）；
步骤2包括：
步骤2.1、将步骤1所得混合液降温至-5~0℃，分批加入甲基化试剂，搅拌1~5h；
步骤2.2、升温至20~30℃，继续搅拌；
步骤2.3、加入氨水淬灭反应，继续搅拌1~3h；
步骤3、调节pH，加入有机溶剂萃取、干燥，
步骤4、脱溶，析晶，获得甲基化-β-环糊精；
步骤4包括：将母液脱溶，采用烷烃类溶剂析晶，过滤烘干得到最终产物；
所述烷烃类溶剂选自庚烷、正己烷、环己烷、正戊烷、环戊烷中的一种或几种；
步骤5、取适量步骤4所得产物，加入内标物，采用1HNMR测定平均甲基化取代度，所述内标物为四甲苯TMB。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1包括：
步骤1.1、在容器中加入水，分批加入氢氧化钠，搅拌，获得氢氧化钠水溶液；
步骤1.2、待氢氧化钠水溶液冷却至20~30℃，加入BCD，伴随搅拌，获得混合液，
BCD与氢氧化钠的摩尔比为1：（10~30）；
BCD与水的质量比为1：（3~7）。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
BCD与氢氧化钠的摩尔比为1：20；
BCD与水的质量比为1：4。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
BCD与甲基化试剂的摩尔比为1:15；和/或
BCD与氨水的摩尔比为1:3.8。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3包括：
步骤3.1、采用酸溶液调节反应体系pH值至2-5；
步骤3.2、采用有机溶剂萃取，干燥、过滤，
有机溶剂与BCD的体积重量比为1体积份：（2~5）重量份，其中，1体积份为1mL，1重量份为1g。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，
采用酸溶液调节反应体系pH值至3-4；
有机溶剂与BCD的体积重量比为1体积份：（3~4）重量份。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114768638B (zh) * 2022-05-10 2023-08-18 淮南联合大学 具有搅拌功能的实验装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58173102A (ja) * 1982-04-06 1983-10-12 Teijin Ltd エ−テル化サイクロデキストリンの単離精製法
JPS6341505A (ja) * 1986-08-08 1988-02-22 Sanraku Inc 部分メチル化シクロデキストリン及びその製造方法
JPH06145204A (ja) * 1991-04-08 1994-05-24 Mercian Corp エーテル化シクロデキストリンポリマー
CN1550505A (zh) * 1999-12-16 2004-12-01 伊斯曼化学公司 环糊精醚
CN101508741A (zh) * 2009-03-16 2009-08-19 濮阳职业技术学院 碳酸二甲酯和β-环糊精合成甲基化-β-环糊精的工艺
CN103788233A (zh) * 2013-11-21 2014-05-14 福建工程学院 一种丙基化-β-环糊精的绿色合成新工艺
CN108137714A (zh) * 2015-10-16 2018-06-08 罗盖特兄弟公司 新颖的甲基化环糊精以及其生产方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0653221B2 (ja) * 1987-02-06 1994-07-20 花王株式会社 乳化組成物
DE4333598A1 (de) * 1993-10-01 1995-04-06 Consortium Elektrochem Ind Verfahren zur Herstellung von alkylierten Cyclodextrin-Derivaten, nach dem Verfahren herstellbare methylierte Cyclodextrin-Derivate und die Verwendung der Produkte
AU2001259725A1 (en) * 2000-05-15 2001-11-26 The Procter And Gamble Company Compositions comprising cyclodextrin derivatives
US20020007055A1 (en) * 2000-05-15 2002-01-17 Hirotaka Uchiyama Compositions comprising cyclodextrin
EP2913366A1 (de) * 2014-02-28 2015-09-02 SapioTec GmbH Anthocyanidin-Komplex
CN109232775A (zh) * 2018-09-18 2019-01-18 贵州大学 一种制备环糊精碳酸酯的方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58173102A (ja) * 1982-04-06 1983-10-12 Teijin Ltd エ−テル化サイクロデキストリンの単離精製法
JPS6341505A (ja) * 1986-08-08 1988-02-22 Sanraku Inc 部分メチル化シクロデキストリン及びその製造方法
JPH06145204A (ja) * 1991-04-08 1994-05-24 Mercian Corp エーテル化シクロデキストリンポリマー
CN1550505A (zh) * 1999-12-16 2004-12-01 伊斯曼化学公司 环糊精醚
CN101508741A (zh) * 2009-03-16 2009-08-19 濮阳职业技术学院 碳酸二甲酯和β-环糊精合成甲基化-β-环糊精的工艺
CN103788233A (zh) * 2013-11-21 2014-05-14 福建工程学院 一种丙基化-β-环糊精的绿色合成新工艺
CN108137714A (zh) * 2015-10-16 2018-06-08 罗盖特兄弟公司 新颖的甲基化环糊精以及其生产方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
＇VA FENYVESI et al..Methyl-Beta-Cyclodextrins: The Role of Number and Types of.《RESEARCH ARTICLE – Pharmaceutics, Drug Delivery and Pharmaceutical Technology》.2014, *
核磁共振氢谱测定羟丙基- 倍他- 环糊精的平均取代;宋元德等;《中外健康文摘》;20131230;第87页第2.2、3.1.1节、摘要 *

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