[發明專利]瓜環家族中新成員—絞接十四元瓜環及其合成分離方法

有效

• 申請號: 201210551698.7
• 申請日: 2012-12-18
• 公開（公告）號: CN103030761A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 程曉杰;梁利利;姬寧寧;陳凱;倪新龍;陶朱;薛賽鳳;祝黔江
• 申請（專利權）人: 貴州大學
• 主分類號: C08G12/12
• 分類號: C08G12/12
• 代理公司: 貴陽東圣專利商標事務有限公司 52002
• 代理人: 徐逸心;袁慶云

技術領域

本發明是關于一個新型大環化合物及其合成、分離方法。具體的說是瓜環家族中的新成員—絞接十四元瓜環及其合成分離方法。

背景技術：

1981年Mock研究組利用單晶X－射線衍射方法表征了瓜環家族的第一個成員―六元瓜環（Q[6]），2000年Day研究組和Kim研究組于同時報道了三種六元瓜環的同系物―五元瓜環（Q[5]）、七元瓜環（Q[7]）以及八元瓜環（Q[8]）；2002年Day研究組又報道了包結了五元瓜環的十元瓜環（Q[5]Q[10]）；美國學者Isaacs研究組在合成分離出一系列結構特異的新型瓜環，如2005年報道了反式六元瓜環(Q[6]*)和反式七元瓜環(Q[7]*)；2006年又合成得到錯位橋聯的十元瓜環；2007年又合成得到錯位橋聯的六元瓜環；2011年報道了缺位的六元瓜環。使人們認識到瓜環是由n個苷脲單元和2n個亞甲基橋連形成具有一個或若干個疏水性空腔、并且開口端口布滿極性羰基氧原子的大環籠狀化合物。利用瓜環空腔不僅可包結非極性的有機分子，亦可利用其端口極性羰基氧與金屬等陽離子發生配位作用，因而形成了特有的瓜環化學，并因其新穎性以及涉及研究領域廣泛（包括主客體化學、超分子化學、生物化學、藥物化學、聚合物、材料、催化等）而備受各國學者的關注。

雖然普通瓜環家族已有不少成員，如五、六、七、八以及十元瓜環、以及上面提及的反式六、七瓜環、錯位橋聯六、以及十元瓜環等。到目前為止，國內外還沒有一個研究組分離和表征聚合度大于10的瓜環的任何報道。對于已有的五、六、七、八以及十元瓜環，一般具有奇數聚合度的瓜環具有較好的水溶性，如五元瓜環（Q[5]：溶解度²⁰約為5.6g）、七元瓜環（Q[7]：溶解度²⁰約為1.7g）；而一般具有偶數聚合度的瓜環則極難溶于水，如Q[6]、Q[8]及Q[10]，在進行主客體化學時往往受到瓜環溶解性的困擾。另外，這些瓜環的油溶性均不好，對油溶性客體的主客體化學研究受到限制，影響了瓜環化學的發展。目前，溶液中的主客體化學、超分子化學、生物化學、藥物化學主要以水溶性較好的七元瓜環為主。因此，各國研究者一直在努力尋找不僅具有親水性同時又具有油溶性的瓜環，使瓜環主客體化學內容更加豐富多彩。

本專利申請就是合成、分離得到了絞接十四元瓜環（tQ[14]），并利用核磁（氫譜、碳譜）、質譜、單晶結構分析等表征新化合物最強有力的手段對所得到的九元瓜環進行了準確無誤的確認。利用苷脲以及多聚甲醛在濃鹽酸介質條件下，回流溫度5~8小時，冷卻，分步加水稀釋以分離水溶性較差的八元瓜環（Q[8]）、六元瓜環（Q[6]）以及少量包結無元瓜環的十元瓜環（Q[5]Q[10]）后。將含有五元瓜環（Q[5]）、七元瓜環（Q[7]）、少量絞接十四元瓜環（tQ[14]）以及少量苷脲多聚體的母液濃縮，加載到Dowex陽離子型交換樹脂為固定相的層析柱，以1:(1~4):(0.01~1)水:乙酸:濃鹽酸為淋洗液，依此得到五元瓜環（Q[5]）、七元瓜環（Q[7]）等，最后得到純的絞接十四元瓜環（tQ[14]）。性質研究表明，絞接十四元瓜環（tQ[14]）具有很好的水溶性，并能溶于二甲亞砜、二甲基甲酰胺等極性有機溶劑，表現出了它的特殊的親水以及親油特性。

發明內容：本發明的目的在于合成、分離出新的瓜環化合物并進行研究，本發明報道的絞接十四元瓜環（tQ[14]）是目前已經報道的瓜環家族中的一個新成員。該化合物是由14個苷脲單體（C₄H₆N₄O₂）通過28個亞甲基（－CH₂－）橋聯形成折疊“8”字形的籠狀化合物，其化學組成通式為：C₈₄H₈₄N₅₆O₂₈。

結構參見附圖1；分子量為2324；為白色晶體，易溶于水和極性有機溶劑，如二甲亞砜。

本發明的瓜環家族中新成員—絞接十四元瓜環（tQ[14]）的合成分離方法，包括絞接十四元瓜環和其它瓜環的混合物的合成方法。是將苷脲和多聚甲醛在濃鹽酸介質中，100℃加熱回流5~8小時，苷脲和多聚甲醛的重量配比為2~2.5:1，冷卻，得多種瓜環的混合液，然后依次按下列步驟進行分離：

??（1）在強烈攪拌下，將混合液緩緩倒入甲醇中，混合液與甲醇的體積比為1:8~12，得淡黃色沉淀，過濾，得濾渣，濾渣為多種瓜環的混合物；

??（2）將濾渣常溫干燥，得淡黃色粉末；