目前的工作重点是工业上重要的β-环糊精（CD）衍生物的机械化学制备。使用配备有不同尺寸的不锈钢，氧化锆和玻璃铣刀的行星式磨机，使活化的CD与氮和硫亲核试剂反应。结果表明，研磨频率和研磨球的数量以及尺寸对亲核反应有影响。
关键词： 环糊精; 铣削参数; 亲核取代; 行星式球磨机
它们的中空结构使环糊精（CDs）成为一类碳水化合物，可与有机分子，无机盐和复合金属离子形成包合物[1]。这种独特的能力使得CD衍生物在许多日常行业中至关重要，从绘画[2]到食物[3]。为大规模生产提供便利的方法使得CD几乎无处不在，包括它们在生物学[4]和化学科学研究前沿的各种研究中的应用[5]。然而，在实验室规模上合成特定CD仍有相当大的空间。例如，6 I -monoamino-6 就是这种情况I-单脱氧-β-CD，它易于通过母体单叠氮基衍生物的还原制备，并在分析化学中用作手性固定相[6]。用三唑取代基官能化的CD可以类似地通过涉及叠氮基作为亲偶极子的点击反应制备[7]，并且在衍生化后用作合适的起始材料以获得羟基官能团[8]。尽管已经报道了在球磨机中制备基于碳水化合物的配合物[9-11]，但是机械活化用于CD的化学衍生化已经相当零星[12-15]。在这方面，值得注意的是CD具有特征反应性特征。传统的合成途径和传统的碳水化合物激活方法都不允许CD衍生化。主要问题源于试剂在有机溶剂中的不同溶解度，这意味着需要使用高沸点极性溶剂，例如DMF或DMSO。然而，这些溶剂难以除去并且通常具有相当大的能量贡献。在这些情况下，在没有溶剂相的情况下通过机械加工固体实现化学转化所示出的前景使得机械活化极具吸引力。鉴于众所周知的机械处理能力以引起化学反应性的显着增强，这尤其如此。
尽管有大量关于机械活化有机分子合成的文献[16-23]，但CD机械化学提出了重大挑战。例如，分子量对反应设计产生负面影响，并且比普通有机分子高几乎一个数量级。起始CD-甲苯磺酸盐的繁重制备[24,25]，以及相当大的反应物分子质量差异也是复杂性的要素。因此，在没有溶剂的情况下，CD的机械加工有望简化后处理，并且与传统方法[6]相比，几乎可以完全利用CD关键中间体[13]。。此外，不存在溶剂，特别是高沸点溶剂，可以防止由DMF（二甲胺的形成）的分解，水解（来自残留的结晶水）引起的不希望的副反应，和通过烷基化和/或氧化（DMSO）[13]，在机械化学条件下产生更清洁的反应特征。之前关于甲苯磺酸酯活化CD上的机械活化取代的研究导致了目标6-单衍生化CD的高产率，但是由于使用了大量小球（50ø5mm + 1500ø1），因此在复杂的分离程序中也是如此。 mm钢球）[13]。尽管研磨时间较长，但使用较少的球可以改善结果[14]。这项工作以上述结果为基础，从中解决了6 I-单氮杂-6 I-单脱氧-β-CD和6 I - S-单脱氧-6 I-单硫脲-β-CD甲苯磺酸盐的机械化学合成（ TU-β-CD），是制备6 I - S - 单脱氧-6 I-单硫代-β-CD 的重要CD中间体[26]。选择了6 I - O.以单基糖基-β-CD（Ts-β-CD）为基准，在不同的研磨条件下选择在叠氮基或硫脲（TU）亲核试剂存在下甲苯磺酸酯基团的亲核置换。该反应在行星式球磨机中进行，并且系统地改变加工参数，目的是指出它们在速率和产率方面对亲核取代反应的影响。具体地，系统变化涉及转速，铣削工具材料，球数和尺寸，球与粉末的质量比，球所占的反应器体积的比例和反应器体积本身。