葫芦脲的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种制备葫芦脲（ｃｕｃｕｒｂｉｔｕｒｉｌｓ）的方法。该方法包括由２－１１个连接的甘脲或甘脲类似物组成的低聚物与一种或多种选自甘脲、甘脲类似物和／或甘脲或甘脲类似物的低聚物的化合物在酸存在下反应，制得葫芦脲。该方法可以用于制备可变取代的在葫芦脲的特定位置上具有特定取代单元的葫芦脲。本发明专利技术还提供由本发明专利技术方法制得的葫芦脲。本发明专利技术还提供新的葫芦脲。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及制备葫芦脲的方法。
技术介绍
葫芦脲(cucurbiturils)是基于甘脲或甘脲类似物的低聚物的一类大环化合物。″葫芦脲″是对环状低聚物的命名，该环状低聚物由六个(6)通过亚甲基桥连的甘脲分子接在一起而形成。然而，在本说明书中所使用的术语″葫芦脲″还被用于是指一类化合物。为了避免混淆，在本说明书中，化合物葫芦脲是指″未取代的葫芦脲″。未取代的葫芦脲在1905年由R.Behrend，E.Meyer和F.Rusche在文献(Leibigs Ann.Chem.，339，1，1905)中首先被描述。未取代的葫芦脲的大环结构在1981年首先由W.A.Freeman等在(″Cucurbituril″，J.Am.Chem.Soc.，103(1981)，7367-7368)中被描述。未取代的葫芦脲的化学式为C36H36N24O12并且是一种具有中心空腔的大环化合物。取代的葫芦脲十甲基葫芦脲在1992年由Flinn等首次被合成和鉴定(Angew.Chem.Int.Ed.Engl.，1992，31，1475)。各种未取代的和取代的葫芦脲如Day等在申请人的国际专利申请号PCT/AU00/00412(WO 00/68232)中所述那样被合成，该国际专利申请在此引入作为参考。WO 00/68232描述了由甘脲、取代甘脲或甘脲和取代甘脲的混合物来制备各种葫芦脲。WO 00/68232还描述了由甘脲的二醚类似物或甘脲的二醚类似物和甘脲的混合物来制备葫芦脲(实施例2和实施例122)。在WO 00/68232中所述的所有制备葫芦脲的方法包括甘脲和/或一种或多种甘脲类似物反应形成葫芦脲。美国专利号6,365,734也描述了一类葫芦脲及制备这些葫芦脲的方法。在美国专利号6,365,734中所述的所有制备葫芦脲的方法包括甘脲反应以形成未取代的葫芦脲，或取代的甘脲反应以形成取代的葫芦脲，其中如下所定义的构成葫芦脲的式(B)的所有单元是相同的。现有技术中所述的大部分葫芦脲是未取代的或均匀取代的葫芦脲，也就是说，葫芦脲其中如下所定义的构成葫芦脲的式(B)的所有单元是相同的。WO 00/68232中所述的可以用于制备如下所定义的″可变取代的葫芦脲″。如果WO 00/68232中所述的葫芦脲的制备方法用来制备如下所定义的″可变取代的葫芦脲″，那么将典型地制备大量不同的可变取代的葫芦脲。例如，在WO 00/68232的实施例122(2)中，生成了葫芦脲，其中s和u是1，4；2，3；3，2；4，1；1，5；2，4；3，3；4，2；5，1；1，6；2，5；3，4；4，3；5，2；6，1。葫芦脲包含带两个入口的刚性中心空腔，这两个入口与中心空腔相通。这些入口被极性基团包围并且其直径比中心空腔的内径还要窄。葫芦脲选择性地络合各种分子。例如，该中心空腔选择性地包封气体和挥发性分子。葫芦脲还可以与分子在中心空腔的极性末端选择性地形成络合物。葫芦脲可以首先用于与气体、挥发物以及其它分子一起形成络合物，然后再释放所述的气体、挥发物以及其它分子。这些性质使得葫芦脲具有各式各样的用途。这些用途例如包括●截留和除去污染物，●用作香味剂，随时间缓慢释放香味，●截留讨厌的气味或有毒蒸汽，以及●化学提纯或分离技术，例如，在色谱柱中。提供可供选择的葫芦脲的制备方法将是有利的。专利技术概述本专利技术人现已发现了葫芦脲的许多用途，使用″可变取代的葫芦脲″是有利的，即使用如下所定义的构成葫芦脲的式(B)的单元是不同的葫芦脲是有利的。本专利技术人现已发现，在构成葫芦脲的式(B)的单元中，在R1、R2、R3和/或R5处的基团数目和类型，以及葫芦脲内那些基团的相对位置，改变了该葫芦脲的溶解度。例如，四甲基葫芦脲比未取代的葫芦脲在水中具有更大的溶解度。本专利技术人还已发现，在构成葫芦脲的式(B)的单元中，在R1、R2、R3和/或R5处的基团数目和类型对葫芦脲与其它化合物形成络合物的程度产生影响。例如，本专利技术人现已发现，对于甲烷的结合常数，二甲基葫芦脲比十甲基葫芦脲大三倍，对于二烷的结合常数，未取代的葫芦脲比四甲基葫芦脲高两倍。为了制备具有理想溶解度以及理想络合性能的葫芦脲用于特定用途，需要制备在葫芦脲的特定相对位置处的R1、R2、R3和R5具有特定基团的葫芦脲。此外，对于某些应用，理想的是使用可变取代的葫芦脲，其中在葫芦脲中仅有一个或少数几个R1或R2基团不是H，这样所述取代的葫芦脲与具有相同的聚合程度的未取代的葫芦脲具有类似的形成络合物的能力，但该取代的葫芦脲具有特定数目和位置的取代基，该取代基可与其它化合物反应，例如，以使葫芦脲与固体载体结合或使葫芦脲与另一个葫芦脲结合。WO 00/68232中所述的制备葫芦脲的方法可以用于制备某些可变取代的葫芦脲。然而，当可变取代的葫芦脲通过WO 00/68232中所述的方法制备时，可能生成大量不同取代的葫芦脲，由此导致所需可变取代的葫芦脲的收率变低。对于某些应用，在使用该可变取代的葫芦脲前，需要从制得的葫芦脲的混合物中分离所需的可变取代的葫芦脲。因此，本专利技术人现已发现，提供一种制备葫芦脲的方法将是有利的，与制备葫芦脲的现有技术方法相比，其能更大程度地控制葫芦脲中R1、R2、R3和R5处的特定基团的相对位置。此外，本专利技术人现已发现了这样一种方法。一方面，本专利技术提供一种制备葫芦脲的方法，该方法包括步骤(a)混合(1)式(1)的化合物 其中在该化合物中，对于式(A)的每个单元 R1和R2可以相同或不同并且每个是单价基团，或R1、R2和它们相连的碳原子一起形成任选取代的环状基团，或式(A)的一个单元的R1和式(A)的相邻单元的R2一起形成化学键或二价基团，以及每个R3独立地选自＝O、＝S、＝NR、＝CXZ、＝CRZ和＝CZ2，其中Z是吸电子基团例如-NO2、-CO2R、-COR、-CN或-CX3，X是卤素，以及R是H、任选取代的直链、支链或环状的饱和或不饱和烃基或任选取代的杂环基；每个R5独立地选自H、烷基和芳基；R7和R8可以相同或不同并且独立地选自H和-CHR5OR5，或R7和R8一起形成基团-CHR5-O-CHR5-，其中每个R5是独立地选择并且如上所定义；R9和R10可以相同或不同并且独立地选自H和-CHR5OR5，或R9和R10一起形成基团-CHR5-O-CHR5-，其中每个R5是独立地选择并且如上所定义；以及x是1-10的整数；(2)式(2)的一种或多种化合物 其中R1、R2、R3和R5如上面式(1)中所定义；R11和R12可以相同或不同并且独立地选自H和-CHR5OR5，或者R11和R12一起形成基团-CHR5-O-CHR5-，其中每个R5独立地选择并且如上所定义；R13和R14可以相同或不同并且独立地选自H和-CHR5OR5，或R13和R14一起形成基团-CHR5-O-CHR5-，其中每个R5是独立地选择并且如上所定义；以及y是0或1-9的整数，并且x+y＝10或更小；和(3)酸；以形成混合物；以及(b)将该混合物暴露于对式(1)的化合物以及式(2)的一种或多种化合物有效的条件下以生成葫芦脲。另一方面，本专利技术提供一种通过本专利技术方法制得的葫芦脲。R1和R2可以选自非常宽范围的取代基，这一点对本领域熟练技术人员来说是显而易见的本文档来自技高网...

【技术保护点】
制备葫芦［ｎ］脲的方法，该方法包括下列步骤：（ａ）混合（１）式（１）的化合物　＊＊＊（１）其中：在该化合物中，对于式（Ａ）的每个单元＊＊＊（Ａ）Ｒ↑［１］和Ｒ↑［２］可以相同或不同并且每个是单价基团，或Ｒ↑［１］、Ｒ↑［２］和它们相连的碳原子一起形成任选取代的环状基团，或式（Ａ）的一个单元的Ｒ↑［１］和式（Ａ）的相邻单元的Ｒ↑［２］一起形成化学键或二价基团，以及每个Ｒ↑［３］独立地选自＝Ｏ、＝Ｓ、＝ＮＲ、＝ＣＸＺ、＝ＣＲＺ和＝ＣＺ↓［２］，其中Ｚ是吸电子基团，Ｘ是卤素，以及Ｒ是Ｈ、任选取代的直链、支链或环状的饱和或不饱和烃基或任选取代的杂环基；每个Ｒ↑［５］独立地选自Ｈ、烷基和芳基；Ｒ↑［７］和Ｒ↑［８］可以相同或不同并且独立地选自Ｈ和－ＣＨＲ↑［５］ＯＲ↑［５］，或Ｒ↑［７］和Ｒ↑［８］一起形成基团－ＣＨＲ↑［５］－Ｏ－ＣＨＲ↑［５］－，其中每个Ｒ↑［５］独立地选自Ｈ、烷基和芳基；Ｒ↑［９］和Ｒ↑［１０］可以相同或不同并且独立地选自Ｈ和－ＣＨＲ↑［５］ＯＲ↑［５］，或Ｒ↑［９］和Ｒ↑［１０］一起形成基团－ＣＨＲ↑［５］－Ｏ－ＣＨＲ↑［５］－，其中每个Ｒ↑［５］独立地选自Ｈ、烷基和芳基；以及ｘ是１－１０的整数；（２）式（２）的一种或多种化合物＊＊＊（２）其中：在该化合物中，对于式（Ａ）的每个单元＊＊＊（Ａ）Ｒ↑［１］和Ｒ↑［２］可以相同或不同并且每个是单价基团，或Ｒ↑［１］、Ｒ↑［２］和它们相连的碳原子一起形成任选取代的环状基团，或式（Ａ）的一个单元的Ｒ↑［１］和式（Ａ）的相邻单元的Ｒ↑［２］一起形成化学键或二价基团，以及每个Ｒ↑［３］独立地选自＝Ｏ、＝Ｓ、＝ＮＲ、＝ＣＸＺ、＝ＣＲＺ和＝ＣＺ↓［２］，其中Ｚ是吸电子基团，Ｘ是卤素，以及Ｒ是Ｈ、任选取代的直链、支链或环状的饱和或不饱和烃基或任选取代的杂环基；每个Ｒ↑［５］独立地选自Ｈ、烷基和芳基；Ｒ↑［１１］和Ｒ↑［１２］可以相同或不同并且独立地选自Ｈ和－ＣＨＲ↑［５］ＯＲ↑［５］，或者Ｒ↑［１１］和Ｒ↑［１２］一起形成基团－ＣＨＲ↑［５］－Ｏ－ＣＨＲ↑［５］－，其中每个Ｒ↑［５］独立地选自Ｈ、烷基和芳基；Ｒ↑［１３］和Ｒ↑［１４］可以相同或不同并且独立地选自Ｈ和－ＣＨＲ↑［５］ＯＲ↑［５］，或Ｒ↑［１３］和Ｒ↑［１４］一起形成基团－ＣＨＲ↑［５］－Ｏ－ＣＨＲ↑［５］－，其中每个Ｒ↑［５］独立地选自Ｈ、烷基和芳基；以及ｙ是０或１－９的整数，并且ｘ＋ｙ＝１０或更小；...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：安东尼I戴，艾伦P阿诺德，罗德尼J布兰奇，
申请(专利权)人：新南创新有限公司，
类型：发明
国别省市：AU[]