[發明專利]五甲基五羥基五元瓜環及其制備方法

無效

• 申請號: 201410512568.1
• 申請日: 2014-09-29
• 公開（公告）號: CN104341428A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: 趙文暄;王傳增;張云黔;薛賽鳳;陶朱;祝黔江
• 申請（專利權）人: 貴州大學
• 主分類號: C07D487/22
• 分類號: C07D487/22
• 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

本發明一種五甲基五羥基五元瓜環及其制備方法，具體地說是五甲基五羥基五元瓜環PPQ[5]及其制備方法。屬于改性瓜環技術領域。?

背景技術

瓜環(Cucurbit[n]urils，Q[n]s)?具有由n個苷脲單元和2n個亞甲基橋連起來的大環籠狀化合物，其兩個開口端邊沿“鑲嵌”著一圈羰基氧原子，因而具有與金屬離子配位的能力，進而形成多種結構特征的瓜環基配合物以及配位聚合物。羥基瓜環（perhydroxycucurbit[n]uril,?(HO)_2nQ[n]s），因其外壁還具有多個羥基活性基團，使羥基取代瓜環不僅保持了普通瓜環的結構以及性質等特征，其外壁羥基的反應活性以及與金屬離子的配位作用，使得羥基取代瓜環在多維多層次自組裝、分子識別、分子器件、主客體化學及超分子化學等前沿科學以及材料研究等實際應用方面都有著更好的發展前景。目前羥基取代瓜環的合成一般都以普通瓜環為原料，但通常產率不高，如普通五元瓜環或六元瓜環為原料得到的羥基瓜環的產率不超過45%，而七元瓜環或八元瓜環為原料得到的羥基瓜環的產率甚至不超過5%?(Jon?S.?Y.,?Selvapalam?N.,?Oh?D.?H.,?et?al?J.?Am.?Chem.?Soc.?2003,?125,?10186)。這大大阻礙了瓜環化學在上述領域的發展。由于普通瓜環可氧化的位置較多，不僅可能產生過多的羥基化位置，使進一步的衍生化難于控制，同時也是造成瓜環氧化分解、產率低下的主要原因。因此我們嘗試利用烷基取代瓜環來代替普通瓜環，這樣可減少羥基化位置，同時還有可能給出更多的結構特異的羥基瓜環。本發明中，我們選用的單取代五甲基五元瓜環SPMeQ[5]，其腰上有一半的位置被不能羥基化的甲基取代，因此，可獲得只有五個羥基的新型羥基瓜環PPQ[5]。這不僅限制了可氧化的位置，同時還可能減小過多氧化對瓜環的分解破壞，可提高羥基瓜環的產率。?

發明內容

本發明的目的在于制備一種高產率的羥基瓜環，即五甲基五羥基五元瓜環PPQ[5]。?

本發明一種五甲基五羥基五元瓜環，由五甲基五元瓜環SPMeQ[5]為原料，與過硫酸鈉在水溶液中加熱反應，生成物經分離而得到的一種五甲基五羥基五元瓜環PPQ[5]，所指的五甲基五羥基五元瓜環PPQ[5]化學式為：?

{[(C₃₅H₄₀N₂₀O₁₅)]·10(H₂O)}

五甲基五羥基五元瓜環PPQ[5]的結構式為：

?

所指的五甲基五元瓜環SPMeQ[5]分子式為：{[(C₃₅H₄₀N₂₀O₁₀)]·10(H₂O)}

結構式為

?

本發明一種五甲基五羥基五元瓜環的制備方法，按下列步驟進行：

(1)?將五甲基五元瓜環SPMeQ[5]和過硫酸鈉按摩爾比1:5~7稱量，混合均勻后倒入三口燒瓶中；

(2)?向上述混合物中按照每克五甲基五元瓜環加45-50ml蒸餾水的比例加入蒸餾水；

(3)?將步驟(2)中得到的乳濁液在75℃條件下加熱反應7-8小時，得到五甲基五羥基五元瓜環PPQ[5]的混合物；

(4)?將得到的PPQ[5]的混合物蒸干，得到混合物固體；

(5)?向混合物固體加二甲基亞砜DMSO溶解，減壓抽濾去掉不溶物濾渣，保留DMSO濾液；

(6)?向DMSO溶液中加入無水乙醇，產生沉淀，并繼續加乙醇使沉淀完全；

(7)?將步驟(6)的沉淀減壓抽濾，并用無水乙醇洗滌沉淀3-4次，得到五甲基五羥基五元瓜環PPQ[5]粗品；

(8)?將PPQ[5]粗品，經氫離子型Dowex柱層析分離，得到五甲基五羥基五元瓜環PPQ[5]純品。

實驗證明一種五甲基五羥基五元瓜環的制備方法，當五甲基五元瓜環SPMeQ[5]、過硫酸鈉Na₂S₂O₈按摩爾比1?:?6時，五甲基五羥基五元瓜環PPQ[5]產率最高。?