非均相環(huán)糊精在水相有機合成反應中的應用分析

譚玉東

摘 要：非均相環(huán)糊精在現(xiàn)代工業(yè)生產過程中有著廣泛應用，尤其是在水相有機合成中，其發(fā)揮出的作用十分強大。雖然非均相環(huán)糊精起到了良好的作用，但是從實際情況來看，人們在該方面研究十分有限，取得了一定成果，但是并沒有達到人們的期望要求，因此在日后的工作中應當加強在該方面的研究與分析，從而使其在具體應用過程中的優(yōu)勢能夠的得到進一步發(fā)揮。

關鍵詞：非均相環(huán)糊精 合成反應 應用分析

以目前的科技手段來看，對環(huán)糊精進行非均相化的途徑方式主要有以下兩種，一種是利用接質技術使環(huán)糊精股在水不同載體上，最終形成不溶于于水的固載化環(huán)糊精，另一種方式是通過交聯(lián)試劑的使環(huán)糊精交聯(lián)試劑，最終形成環(huán)糊精聚合戶。不論是通過那種方式制造的非均相環(huán)糊精都在水相有幾合成中得到了應用，但是從其實際應用情況來看，還處于初級階段，因此要做好相應的分析工作。

1、氧化反應與還原反應

1.1氧化反應

從目前的情況來看，環(huán)糊精及其衍生物難以被重復利用，為了克服該困難，可以利用環(huán)氧氯丙烷，實現(xiàn)對β-環(huán)糊精聚合合成β-環(huán)糊精聚交聯(lián)聚合物，該物質不溶于水，將其作為催化劑，催化NaOcl，H2O2水相氧化肉桂醛，最終生產天然苯甲醛，在該整個反應過程中體現(xiàn)出了不錯的選擇性與催化活性[1]。在溫度為70℃，常壓環(huán)境下，肉桂醛轉化可以超過90%，而對于反應過程中生產的苯甲醛的選擇性也超過了60%，從而在反應過程中，進行了5次重復催化，通過觀察可以發(fā)現(xiàn)反應過程中，其催化效果并為降低，由此可見其具有不錯的應用潛力。

1.2還原反應

通過環(huán)湖精母體羥基與磺酰氯基團的反應，在大孔樹脂中完成對β-環(huán)糊精的固載操作。通過分析不難發(fā)現(xiàn)，β-環(huán)糊精中的羥基與環(huán)氧基團中的氫鍵之間會發(fā)生相互作用，并且在具體反應過程中，固載化β-環(huán)糊精對反應起到了一定的催化作用，還原產物回收率超過90%，并且在具體反應過程中，可以催化劑進行回收利用，在具體分析過程中，對催化劑進行了4次回收，對每一次反應情況進行分析，可以斷定，催化劑的活性并未受到影響[2]。

2、取代反應

所謂取代反應指的是，在化學反應過程中，有機物中的任意一個基團或者原子被其它基團或原子所取代的一種化學反應。

環(huán)糊精本的特異空腔結構決定了，其能夠使有機反應底物從有機相通過包結絡合轉移到水相，并且在該過程中，與水相中的親核試劑相接觸，從而發(fā)生相應的反應，在具體反應過程中，環(huán)糊精母體中的羥基將會與底物分子發(fā)生相互作用，正是由于該情況的存在，將會加快游離基團離去，從而促進了水相親核取代反應的發(fā)生。在具體反應過程中，為了使非均相化優(yōu)勢可以得到充分發(fā)揮，進行問題分析時，將六亞甲基-1，6-二異氰酸酯作為反應中使用交聯(lián)試劑，同時制備β-環(huán)糊精聚氨酯（不溶于水），將其作為催化劑，完成對芐基鹵化物與 NaCN 和 NaN3發(fā)生取代過程中的催化劑[3]。在該反應過程中，β-環(huán)糊精交聯(lián)聚合物，不僅達到對反應進行高效催化的作用，同時在反應過程中，回收率超過了90%，并且在反應期間，不會出現(xiàn)任何副反應，生產物的純度較高，并且可以對其進行重復利用，具有不錯的環(huán)境效益與經濟效益。

在問題具體分析過程中，除了交聯(lián)聚合外，將六亞甲基-1，6-二異氰酸酯作為一個連接階段，然后在三氧化三鐵納米離子上固載β-環(huán)糊精，從而實現(xiàn)對芐基鹵化物與氰化物、硫氰酸鹽等發(fā)生取代反應的催化，在取代反應進行過程中，催化劑發(fā)揮出了強大的催化作用，一方面實現(xiàn)了對親核取代反的催化作用，并且產物收率超過90%，具有不錯的經濟效益；另一方面，其化學性質穩(wěn)定，重復與分離使用十分方便，在化學反應過程中，對催化劑進行了10次重復使用，反應過程中，對催化劑的活性進行分析，其催化活性并沒有降低，應用效果良好[4]。除此之外，催化反應中，生物的純度高，反應結束后，對反應產物進行檢測，在反應產物中，并沒有發(fā)現(xiàn)副產物。

3、加成反應

在加成反應過程中，將β-環(huán)糊精作為催化劑，具有的顯著特點就是在具體反應過程中，β-環(huán)糊精本身具有良好的水溶性，以及回收難度大。而在加非均相 β-環(huán)糊精催化環(huán)加成反應中，在具體反應時，將六亞甲基-1，6-二異氰酸酯作為反應過才能中使用的交聯(lián)試劑，而將β-環(huán)糊精交聯(lián)聚合作為反應的催化劑，該物質應用在反應中，不會對環(huán)境造成破壞，同時，在反應中完成對催化芳香脂類化化合物、乙酸銨、乙酰乙酸乙酯溶劑環(huán)形加成，在具體反應過程中，回收率超過90%[5]。該非均相催化劑應用在加成反應過程中，具有的優(yōu)點較多，其中比較顯著的優(yōu)點有回收率高、容易回收、操作簡單、環(huán)境效益好等，因此具有不錯的應用前景。

此外，也有學者研究過程中，將脯氨酸衍生物與全甲基化 β-環(huán)糊精衍生物視作共聚單體，在具體問題分析過程中，以脯氨酸模擬催化活性作為中心，利用甲基化β-環(huán)糊精完成酶的疏水空腔進行模擬，最終構成了Aldol催化體系，通過化學反應，對該催化體系在化學反應過程中的催化性能進行模擬，通過分析可以發(fā)現(xiàn)該催化體系的性能良好。此外，通過對該催化體系的詳細分析與研究還可以發(fā)現(xiàn)，該催化體系，在化學反應過程中，PH值會對催化體系的具體性能造成一定程度影響，當PH值為7.0時（溶液呈中性），共聚物本身帶負電荷，因此呈直鏈狀態(tài)，從而能夠實現(xiàn)對模型反應的催化，但是不具備選擇性。當PH值為3.8時，共聚物呈多鏈疏水納米聚集狀態(tài)，此時催化模型反應性能較差，但是具有良好的選擇性。以上情況表明，在Aldlo催化體系中，催化活性中性中心附近，有著良好的疏水微環(huán)境，因此對于立體選擇來說具有不錯的促進效果。

4、結束語

從目前的研究結果來看，非均相環(huán)糊精催化和促進有機合成反應過程中，在氧化、還原、取代等各種化學反應過程中都有所應用，并且從實際應用情況來看都取得了一定的效果。但是，是實際應用過程中的深度并沒有達到人們的期望，僅停留在相轉移催化階段，主要應用在提高反應速率上，同時也使化學反應的選擇性得到了一定程度的提高，對映選擇性和區(qū)域選擇性的提高的研究明顯不足，因此還要加強相應的研究與分析。

參考文獻

[1]沈海民，方紅果，武宏科，等.環(huán)糊精衍生物的分子形態(tài)及其構筑策略研究進展[J].化工進展，2015，02：430-446.

[2]陳琛，常竹，楊麗珠，，等.基于β-環(huán)糊精主客體識別作用的均相DNA雜交電化學生物分子識別研究[J].分析化學，2013，07：973-978.

[3]梁海燕，李姝靜，周威.環(huán)糊精包結作用下水溶液共聚合制備疏水改性陽離子聚丙烯酰胺及其絮凝效果研究[J].高分子通報，2013，06：44-50.

[4]沈海民，武宏科，紀紅兵，等.β-環(huán)糊精-Fe_3O_4超分子體系的構筑及其應用研究進展[J]. 有機化學，2014，04：630-646.

[5]郭明，王春歌，殷欣欣，等. 脫氧土大黃苷-β-環(huán)糊精超分子包合物的制備及包合物性能研究[J].中國中藥雜志，2013，20：3467-3472.