系列β-环糊精缩水甘油醚类衍生物：合成、表征和分子识别

摘要

β-环糊精(β-cyclodextrin,简称β-CD)是由7个葡萄糖分子以α-1,4糖苷键连接而成的筒状化合物,其内腔疏水而外部亲水的特性使其可以依据范德华力、疏水相互作用力、主客体分子间的匹配作用等弱相互作用与许多有机、无机和生物分子形成包结物及分子组装,已成为化学和化工研究者感兴趣的研究对象.然而,由于β-CD在水中的溶解度及其对客体分子识别能力的局限性,常常需要对β-CD进行化学修饰以达到改变其理化特性,提高β-CD在水中的溶解度和增强包结能力,扩大其应用范围的目的. 本文以环氧氯丙烷、脂肪醇与苯甲醇为原料,通过相转移催化法合成了乙基、正丙基、正丁基、正戊基和苯甲基缩水甘油醚.以所合成的缩水甘油醚和β-CD为原料,在氢氧化钠浓度为1.5﹪(w/w)条件下合成并用自制硅胶柱分离得到单2位取代(3-乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基和苯甲氧基-2-羟基)丙基-β-CDs(a1、b1、c1、d1和e1).在氢氧化钠浓度为30﹪(w/w)条件下合成并分离得到单6位取代(3-乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基和苯甲氧基-2-羟基)丙基-β-CDs(A1、B1、C1、D1和E1).并利用薄层色谱、红外光谱、质谱、核磁共振和差热量热扫描分析等对所合成的β-CDs缩水甘油醚衍生物进行了表征. 选用对氨基苯磺酸和对硝基苯甲酸为客体分子,所合成的单2位和单6位(3-乙氧基、丙氧基、丁氧基和戊氧基-2-羟基)丙基-β-CDs为主体,利用紫外一可见吸收光谱法研究了主体分子与客体分子的分子识别性质,给出了主体对客体分子的包结模型,所得结果表明随着主体分子中取代基链的增长,越有利主体对客体分子进行包结；同时,取代基的位置和客体分子的结构对主一客体的分子识别也有影响,当客体分子为两性分子,如对氨基苯磺酸,导致单2位取代产物与对氨基苯磺酸的包结性能比单6位取代产物要强,当客体分子为酸性分子,如对硝基苯甲酸,导致2位产品与对硝基苯甲酸的包结性能比6位取代产物要弱.

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及学位论文版权使用授权书

前言

第一章文献综述

1.1β-环糊精性质与结构

1.1.1 β-环糊精的物理性质

1.1.2 β-环糊精的化学性质

1.1.3 β-环糊精的生物学性质

1.2 β-环糊精的化学修饰

1.2.1通过修饰提高β-环糊精在水中的溶解度

1.2.2通过修饰改变β-环糊精疏水空腔的尺寸和结构

1.2.3通过在结合点附近构筑立体几何关系，形成特殊的手性位点

1.2.4 β-环糊精的二聚体和多聚体的合成以及β-环糊精与一些其它超分子形成桥连的聚合物

1.3环糊精的酶修饰

1.4环糊精聚合物的合成

1.5未来修饰β-环糊精的发展方向

1.6分子识别

1.7本文研究的内容

1.7.1缩水甘油醚的合成

1.7.2新型β-环糊精缩水甘油醚类衍生物的合成

1.7.3(3-烷氧基/苯甲氧基-2-羟基)丙基-β-环糊精的表征

1.7.4单取代(3-烷氧基/苯甲氧基-2-羟基)丙基β-环糊精的分子识别性能研究

第二章实验部分

2.1主要仪器设备及试剂

2.2实验合成装置

2.3实验分离装置

2.4 β-环糊精缩水甘油醚类衍生物的合成示意图

2.5系列β-环糊精缩水甘油醚类衍生物的合成

2.5.1烷基和苯甲基缩水甘油醚的合成

2.5.2β-环糊精缩水甘油醚类衍生物的合成

2.6系列β-环糊精缩水甘油醚类衍生物的分子识别研究

2.6.1主客体浓度的配置

2.6.2紫外吸光度值的测定

2.6.3包结常数的计算

第三章结果与讨论

3.1合成原理

3.1.1缩水甘油醚的合成原理

3.1.2(3-烷氧基-2-羟基)丙基-β-CD的合成原理

3.2表征部分

3.2.1烷基/苯甲基缩水甘油醚的表征

3.2.2(3-烷氧基/苯甲氧基-2-羟基)丙基-β-CD的表征

3.3分子识别部分

3.3.1对氨基苯磺酸的分子识别研究

3.3.2对硝基苯甲酸的分子识别研究

第四章结论

参考文献:

发表论文和参加科研情况

致谢