本发明属于环糊精衍生物制备
技术领域：
，具体涉及一种醚胺化环糊精衍生物的合成方法。
背景技术：
：环糊精是直链淀粉在由芽孢杆菌产生的环糊精葡萄糖基转移酶作用下生成的一系列环状低聚糖的总称。环糊精具有外壁亲水，内腔疏水的特殊分子构架，对小分子化合物具有较好的包封效果，但是环糊精本身由于溶解性差，且对复杂生物活性分子的不能实现完全包合，因此制约着它的广泛应用。环糊精空腔深度仅约为0.79nm，因此对一些大分子生物活性物不能完全包合，需要两个甚至更多个环糊精分子才能有效包合。目前为了改善环糊精的水溶性从而增加环糊精在水中的溶解性，主要有羟丙基环糊精、羧甲基环糊精、羟乙基环糊精等，这些环糊精衍生物可以增加对小分子生物活性分子的包合量，但不能增加对生物活性分子的包合比。一些学者专家阐明了环糊精或环糊精衍生物与抗氧化药物具有较好的包合能力，并改善其抗氧化性能，然而这些工作都没有改善对复杂的分子量较大的生物活性物(比如维生素a、e，白藜芦醇等)的的包合能力，都需要多个包合物主体才能包合一个客体分子。这样就会导致包封很少的生物活性分子需要大量的环糊精，这种包合物在生物体的应用会带来一定的副作用。因此，改善环糊精的空腔深度，增加对生物活性分子的包合比，以及改善环糊精在水中的溶解度，具有重要的意义。技术实现要素：本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。鉴于上述上述和/或现有存在的环糊精衍生物的合成方法的技术缺陷，提出了本发明。因此，作为本发明其中一个方面，本发明克服现有技术中存在的不足，提供一种大大拓展环糊精空腔深度、增加生物活性分子包载量的醚胺化环糊精衍生物的合成方法。为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种醚胺化环糊精衍生物的合成方法，包括，将单6-对甲苯磺酰基环糊精与聚醚胺按摩尔比1:2～8混合，加入dmf溶剂完全溶解后，通过1mol/l盐酸溶液调节ph至5.5～6.5，在60～100℃条件下反应2～24h，将得到的反应混合液进行浓缩透析，再通过柱层析洗脱得到纯净物单-6-去氧-聚醚胺环糊精。作为本发明所述醚胺化环糊精衍生物的合成方法的一种优选方案，其中：所述环糊精为α-环糊精，β-环糊精，γ-环糊精中的一种。作为本发明所述醚胺化环糊精衍生物的合成方法的一种优选方案，其中：所述聚醚胺为双官能团的聚醚胺，双官能团聚醚胺的通式为：，其中n为4～33的整数。作为本发明所述醚胺化环糊精衍生物的合成方法的一种优选方案，其中：所述聚醚胺为聚醚胺400、聚醚胺2000、聚醚胺d230中的一种。作为本发明所述醚胺化环糊精衍生物的合成方法的一种优选方案，其中：所述浓缩透析，当聚醚胺分子量大于2000时，采用截留分子量为3500的透析袋。作为本发明所述醚胺化环糊精衍生物的合成方法的一种优选方案，其中：所述浓缩透析，当聚醚胺分子量小于2000时，采用截留分子量为1500的透析袋进行透析。作为本发明所述醚胺化环糊精衍生物的合成方法的一种优选方案，其中：所述柱层析洗脱，梯度洗脱剂由正丁醇、乙醇、水、氨水按照一定配比混合而成，以体积比计，其配比为18～6:2:2:1。作为本发明所述醚胺化环糊精衍生物的合成方法的一种优选方案，其中：还包括，环糊精的活化：将环糊精溶于naoh溶液中，待完全溶解后，在0℃下滴加溶有对甲苯磺酰氯的乙腈溶液，25℃下搅拌反应2h后过滤，用盐酸调节ph至2，在4℃条件下反应14h，析出沉淀，过滤，滤渣重结晶3次，得白色固体，40℃真空干燥5h，得到单6-对甲苯磺酰基环糊精。本发明的有益效果：(1)本发明以单6-对甲苯磺酰基环糊精为原料，优选用分子链两端含有伯胺基的聚醚胺作为反应试剂，由于聚醚胺分子结构含有大量氧孤对电子，当聚醚胺和环糊精的一个6位上的羟基反应后，环糊精6位上其余的羟基由于氢键的作用自发地在环糊精的主面羟基上方形成一个冠，从而加长了环糊精原有的空腔深度，从而得到能拓展环糊精空腔深度的聚醚胺环糊精。(2)本发明合成的聚醚胺环糊精大大拓展环糊精的空腔深度，增加了对生物活性分子的包载量，从而降低了包载主体分子的使用量。合成的聚醚胺环糊精对分子量较大、分子结构复杂且在环境中易氧化变质的生物活性分子可实现分子的完全包合，形成包合物减少了与自然环境中氧气和自然光的接触，从而大大提高生物活性分子在自然环境中的稳定性。本发明合成的醚胺化环糊精有望在食品、化妆品、生物医疗领域广泛使用。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：图1为为主客体包合物对dpph·自由基的清除效率图。图2为新制备的ve溶液和主客体包合物样品的荧光发射强度图。具体实施方式为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。实施例11、单-6-去氧-聚醚胺d400环糊精(β-cd-6-d400)的合成将β-环糊精(β-cd)(17.0g，15.0mmol)溶于200ml1％naoh溶液，待完全溶解后，在0℃下滴加15ml溶有对甲苯磺酰氯(4.0g，22.5mmol)的乙腈溶液，25℃下搅拌反应2h后过滤，用盐酸调节至ph为2，保持4℃反应14h，析出大量沉淀，过滤，固体重结晶3次，得白色固体，40℃真空干燥5h，得到β-cd-6-ots，备用。取β-cd-6-ots(0.50g，0.39mmol)、聚醚胺d400(1.2g，3.00mmol)混合，加入10mldmf溶剂完全溶解后，使用1mol/l盐酸溶液调节体系的ph为5.5，60℃反应24h。将反应液浓缩使用截留分子量为1500的透析袋在40℃的水中透析2d，之后浓缩并使用硅胶柱分离，得到β-cd-6-d400。其中使用的洗脱为梯度洗脱，梯度洗脱剂由正丁醇、乙醇、水、氨水按照一定配比混合而成，以体积比计，其配比为18:2:2:1。β-cd-6-d400，1hnmr(400mhz，dmso-d6)δ＝5.97-5.46(m，14h)，5.06-4.63(m，7h)，4.61-4.35(m，6h)，4.13-3.70(m，2h)，3.82-3.45(m，21h)，3.52-3.15(m，14h)，1.20-0.80(m，6h)。高分辨质谱(esi)：m/z计算值1558.7718[m+h2o+h]+，实测值，1558.7725[m+h2o+h]+。2、β-cd-6-d400与维生素e包合物的制备将38.00mgβ-cd-6-d400溶于5ml水中，然后将10.75mg生物活性分子维生素e(ve)溶解于5ml乙醇溶剂中，然后将ve的乙醇溶液逐滴加入β-cd-6-d400水溶液体系中，滴加结束后超声5min，然后置于摇床中震荡24h，之后迅速放入冰水浴中冷却，使用4℃冰箱冷却的二氯甲烷萃取未包合的维生素e，得到水层分离液，干燥，即可得到白色固体醚胺化环糊精与维生素e稳定的包合物，记为β-cd-6-d400-ve。用相同的方法制备未改性的β-cd与ve的包合物，记为β-cd-ve。3、包合物包合率的测定首先制作ve的标准曲线，精密称取50mgve，置于25ml容量瓶中，用无水乙醇配成浓度为2mg/ml贮备液，然后分别移取一定量的储备液制备浓度分别为8、16、24、32、40、48、56、64μg/ml系列溶液，于292nm处测量a值，求得回归方程为：c＝102.51a+8.166；相关系数r＝0.997。浓度在8～64μg/ml范围内，标准曲线线性关系良好。之后将β-cd-ve、β-cd-6-d400-ve包合物分别制备成48μg/ml的溶液，测试紫外可见光谱得到a值，根据回归方程公式反算ve的浓度c实测并根据公式：包合率(％)＝(c实测/48)×100％。通过测定，发现β-cd和β-cd-6-d400对ve的包合率分别为46.80％和61.86％。醚胺化环糊精对ve的包合能力比未改性的环糊精对ve的包合能力大大增强。实施例21.单-6-去氧-聚醚胺d2000环糊精(β-cd-6-d2000)的合成取β-cd-6-ots(0.50g，0.39mmol)、聚醚胺d2000(1.6g，0.80mmol)混合，加入10mldmf溶剂完全溶解后，使用1mol/l盐酸溶液调节体系的ph为6.5，100℃反应2h。将反应液浓缩使用截留分子量为3500的透析袋在40℃的水中透析2d。之后浓缩使用硅胶柱分离，得到β-cd-6-d2000白色粉末。其中使用的洗脱为梯度洗脱，梯度洗脱剂由正丁醇、乙醇、水、氨水按照一定配比混合而成，以体积比计，其配比为6:2:2:1。β-cd-6-d2000，1hnmr(400mhz，dmso-d6)δ＝5.60-5.75(m，14h)，4.82(s，7h)，4.36(s，6h)，3.00-3.40(m，37h)，1.54-0.79(m，6h)。maldi-tof-ms:m/z计算值[m+h2o]3134.6；实测值，3134.7[m+h2o]。2.β-cd-6-d2000与维生素e包合物的制备将77.95mgβ-cd-6-d2000溶于5ml水中，然后将10.75mg生物活性分子ve溶解于5ml乙醇溶剂中，然后将ve的乙醇溶液逐滴加入β-cd-6-d2000水溶液体系中，滴加结束后超声5min，然后置于摇床中震荡24h，之后迅速放入冰水浴中冷却，使用4℃冰箱冷却的二氯甲烷萃取未包合的ve，得到水层分离液，干燥，即可得到白色固体醚胺化环糊精与维生素e稳定的包合物。按实例1中测定包合率的方法测定β-cd-6-d2000对ve的包合率为85.35％，远高于未改性的β-cd对ve的包合率46.80％。实施例3环糊精及醚胺化环糊精ve包合物的dpph·自由基清除率的测定：分别取ve包合物样品(1.00mm)0.5、1.0、1.5、2.0、2.5ml分别置于比色管中，之后取1.82mgdpph定容于100ml容量瓶中，配置0.46mm乙醇溶液，之后分别移取5mldpph溶于于上述比色管中，然后定容至10ml，溶解均匀后，静置30min，得到了不同浓度包合物样品对dpph·自由基的清除率，并测试紫外可见光谱(u-3900，日本日立公司)，并计算清除率。图1为主客体包合物β-cd-ve，β-cd-6-d400-ve，β-cd-6-d2000-ve在不同浓度下对dpph·自由基的清除效率。由图1可以看出当包合物的浓度为0.35mm时，其对dpph·自由基清除率最高，主客体包合物对dpph·自由基清除率分别是14.8％，39.0％，>99％，β-cd-6-d2000/ve包合物对dpph的清除率几乎达到100％。这证实了同没有改性的环糊精相比，随着聚醚胺环糊精衍生物分子链长的增加，环糊精空腔的深度得到拓展，而且对ve的溶解能力大大提升，使得环糊精衍生的空腔中容纳了更多量的ve，从而大大增加了对dpph自由基的清除能力，增加了环糊精衍生物包合物抗氧化能力。实施例4测试新制备的ve溶液和β-cd-ve，β-cd-6-d400-ve，β-cd-6-d2000-ve包合物溶液的荧光吸收(f-7000，日本日立公司)，然后将它们在紫外光条件下照射12h后再测试其荧光吸收。图2为新制备的ve溶液和主客体包合物样品以及他们在紫外光下照射12h后的荧光发射光强度，其中1，2，3分别为β-cd-ve，β-cd-6-d400-ve及β-cd-6-d2000-ve。从图2可以看出ve溶液的在紫外光照射后，荧光强度大幅下降，而包合后ve在紫外光照射后，荧光强度没有发生明显的变化，说明主客体包合后的ve具有更稳定紫外光稳定性。同时将被β-cd，β-cd-6-d400，和β-cd-6-d2000包合后ve，以及ve溶液分别放于自然光照条件下，放置一个月后，包合物仍然是无色溶液，而没有被包合ve由无色变成了黄色的溶液，结果说明，主体分子可以增加对客体分子ve在自然光照条件下的稳定性。实施例51.单-6-去氧-聚醚胺d230环糊精(α-cd-6-d230)的合成(1)将α-cd(12.86g，15.0mmol)溶于200ml1％naoh溶液，待完全溶解后，在0℃下滴加15ml溶有对甲苯磺酰氯(4.0g，22.5mmol)的乙腈溶液，25℃下搅拌反应2h后过滤，用盐酸调节ph为2，保持4℃反应14h，析出大量沉淀，过滤，固体重结晶3次，得白色固体，40℃真空干燥5h，得到α-cd-6-ots。(2)取α-cd-6-ots(0.43g，0.39mmol)，聚醚胺d230(0.359g，1.56mmol)溶于10mldmf中，使用1mol/l盐酸溶液调节体系ph为6.0，100℃反应10h。将反应液浓缩使用截留分子量为1500的透析袋在40℃的水中透析2d。之后浓缩使用硅胶柱分离，得到α-cd-6-d230白色粉末。其中使用的洗脱为梯度洗脱，梯度洗脱剂由正丁醇、乙醇、水、氨水按照一定配比混合而成，以体积比计，其配比为16：2：2：1。2.α-cd-6-d230与维生素a包合物的制备将29.91mga-cd-6-d230溶于5ml水中，然后将7.16mg生物活性分子维生素a(va)溶解于5ml乙醇溶剂中，然后将va的乙醇溶液逐滴加入α-cd-6-d230水溶液体系中，滴加结束后超声5min，然后置于摇床中震荡24h，之后迅速放入冰水浴中冷却，使用4℃冰箱冷却的二氯甲烷萃取未包合的va，得到水层分离液，干燥，即可得到白色固体醚胺化环糊精与维生素a稳定的包合物。按实例1中测定包合率的方法(将ve替换成va)测定α-cd-6-d230对va的包合率75.60％高于未改性的α-cd对va的包合率40.1％。2.α-cd-6-d230与维生素a包合物的制备将29.91mgα-cd-6-d230溶于5ml水中，然后将7.16mg生物活性分子维生素a(va)溶解于5ml乙醇溶剂中，然后将va的乙醇溶液逐滴加入α-cd-6-d230水溶液体系中，滴加结束后超声5min，然后置于摇床中震荡24h，之后迅速放入冰水浴中冷却，使用4℃冰箱冷却的二氯甲烷萃取未包合的va，得到水层分离液，干燥，即可得到白色固体醚胺化环糊精与维生素a稳定的包合物。按实例1中测定包合率的方法(将ve替换成va)测定α-cd-6-d230对va的包合率75.60％，高于未改性的α-cd对va的包合率40.1％。实施例61.单-6-去氧-聚醚胺d2000环糊精(γ-cd-6-d2000)的合成(1)将γ-cd(19.42g，15.0mmol)溶于200ml1％naoh溶液，待完全溶解后，在0℃下滴加15ml溶有对甲苯磺酰氯(4.0g，22.5mmol)的乙腈溶液，25℃下搅拌反应2h后过滤，用盐酸调节至ph为2，保持4℃反应14h，析出大量沉淀，过滤，固体重结晶3次，得白色固体，40℃真空干燥5h，得到γ-cd-6-ots。(2)取γ-cd-6-ots(0.56g，0.39mmol)，聚醚胺d2000(3.9g，1.95mmol)溶于10mldmf中，使用1mol/l盐酸溶液调节体系ph为6.0，80℃反应20h。将反应液浓缩使用截留分子量为3500的透析袋在40℃的水中透析2d。之后浓缩使用硅胶柱分离，得到r-cd-6-d2000白色粉末。其中使用的洗脱为梯度洗脱，梯度洗脱剂由正丁醇、乙醇、水、氨水按照一定配比混合而成，以体积比计，其配比为12：2：2：1。2.γ-cd-6-d2000与白黎芦醇包合物的制备将81.99mgγ-cd-6-d2000溶于5ml水中，然后将5.71mg生物活性分子白藜芦醇溶解于5ml乙醇溶剂中，然后将白藜芦醇的乙醇溶液逐滴加入γ-cd-6-d2000水溶液体系中，滴加结束后超声5min，然后置于摇床中震荡24h，之后迅速放入冰水浴中冷却，使用4℃冰箱冷却的二氯甲烷萃取未包合的白藜芦醇，得到水层分离液，干燥，即可得到白色固体醚胺化环糊精与白藜芦醇稳定的包合物。按实例1中测定包合率的方法(将ve替换成白藜芦醇)测定γ-cd-6-d2000对白藜芦醇的包合率为82.90％，远高于未改性的γ-cd对白藜芦醇的包合率50.4％。实施例7在反应温度80℃，反应液ph6.0，反应时间20h条件下，探究单6-对甲苯磺酰基环糊精与聚醚胺添加量对反应产物收率的影响，结果见表1。表1单6-对甲苯磺酰基环糊精与聚醚胺添加量对反应产物收率的影响从表中可以看出，当单6-对甲苯磺酰基环糊精与聚醚胺添加量的摩尔比在1:2时，反应产物收率达15.0％，相比单6-对甲苯磺酰基环糊精与聚醚胺添加量的摩尔比在1:1.5时，产物收率较明显，且随着聚醚胺添加量的增加，反应产物收率一直增加，当6-对甲苯磺酰基环糊精与聚醚胺添加量达1:6时，反应产物收率略有降低。综合考虑，单6-对甲苯磺酰基环糊精与聚醚胺添加量的摩尔比在1:2～8时较佳。在6-对甲苯磺酰基环糊精与聚醚胺添物质的量之比为1:5，反应温度80℃，反应时间20h条件下，探究反应体系ph对反应产物收率的影响，结果见表2。表2反应体系ph对反应产物收率的影响phtlc跟踪情况收率(％)2.0无产物点03.0无产物点04.0无产物点05.0有产物点8.05.5有产物点32.25.8有产物点42.66.0有产物点58.86.2有产物点58.46.5有产物点58.17.0有产物点12.87.5有产物点11.6从表中可以看出，当ph在4.0以下时，反应产物收率为0％，ph过低，不利于反应的进行。当ph达5.5时，反应产物收率为32.2％，相比于ph5.0时，反应产物收率明显提高。之后随着ph增加，反应产物收率随之增加，当ph达6.5时，反应产物收率为58.1％，进一步提高ph至7.0，反应产物收率为12.8％，明显下降，综合考虑，ph为5.5～6.5较佳。在6-对甲苯磺酰基环糊精与聚醚胺添物质的量之比1:5，反应液ph6.0，反应时间20h条件下，探究反应温度对反应产物收率的影响，结果见表3。表3反应温度对反应产物收率的影响从表中可以看出，温度过低不利于反应的进行，随着温度的升高，反应产物收率随之增加，综合考虑，本发明中温度宜60～100℃。在6-对甲苯磺酰基环糊精与聚醚胺添物质的量之比1:5，反应液ph6.0，反应温度80℃条件下，探究反应温度对反应产物收率的影响，结果见表4。表4反应时间对反应产物收率的影响反应时间(h)tlc跟踪情况收率(％)1.0有产物点2.51.5有产物点4.82.0有产物点6.53.0有产物点6.84.0有产物点7.96.0有产物点10.510.0有产物点29.314.0有产物点42.618.0有产物点50.320.0有产物点58.824.0有产物点58.928.0有产物点58.5从表中可以看出，反应时间过短不利于反应的完全进行，随着时间的延长，反应产物收率随之增加，但在24h后反应的收率达到峰值，28h后收率没有明显的增加。综合考虑，本发明中反应时间宜2～24℃。本发明以单6-对甲苯磺酰基环糊精为原料，优选出分子链两端含有伯胺基的聚醚胺作为反应试剂，由于此类聚醚胺分子结构含有大量氧孤对电子，当聚醚胺和环糊精的一个6位羟基反应后，环糊精6位上其余的羟基由于氢键的作用自发地在环糊精的主面羟基上方形成一个冠，从而加长了环糊精原有的空腔深度，从而得到能拓展环糊精空腔深度的聚醚胺环糊精。本发明以环糊精为基体，以分子链两端含有伯胺基的聚醚胺作为反应试剂，通过试验优选出单6-对甲苯磺酰基环糊精与聚醚胺添加量、反应ph、温度和反应时间，制得的反应混合液经浓缩透析、柱层析洗脱得到能拓展环糊精空腔深度的单-6-去氧-聚醚胺环糊精。本发明合成的聚醚胺环糊精对分子量较大、分子结构复杂且在环境中易氧化变质的生物活性分子可实现分子的完全包合，形成包合物减少了与自然环境中氧气和自然光的接触，从而大大提高生物活性分子在自然环境中的稳定性。本发明合成的醚胺化环糊精有望在食品、化妆品、生物医疗领域广泛使用。应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。当前第1页12