聚乙二醇修饰的两亲性杯芳烃的制备方法技术

本发明专利技术是一种化工技术领域的聚乙二醇修饰的两亲性杯芳烃的制备方法。在低温和碱催化的条件下，聚乙二醇与对甲基苯磺酰氯反应，使一端反应上一个易离去的对甲基苯磺酸酯。得到的聚乙二醇衍生物继续与杯芳烃反应，选择性修饰对位两个羟基，得到两亲性的杯芳烃分子。两步反应产率均很高。改变聚乙二醇分子量与端基均可以得到选择性取代的两亲性杯［４］芳烃衍生物。利用两亲特性可以实现溶液中的自组装，而剩余的两个酚羟基可以进一步功能化。本发明专利技术制备的聚乙二醇修饰的两亲性杯芳烃衍生物可应用在药物传输、基因转染等生物医药领域，以及模拟酶和相催化等领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种化工
的制备方法，具体是一种聚乙二醇修饰的两亲 性杯芳烃的制备方法。
技术介绍
杯芳烃及其衍生物能够与有机分子或金属离子形成配合物，因此杯芳烃被认 为是继冠醚、环糊精之后更具发展潜力的第三代超分子主体分子，在主客体化学 领域得到了广泛研究。尽管已有一些文献报道了杯芳烃在液膜传输、络合萃取、 分子探针、分子器件和传感器等领域的应用潜力，但是目前具有实际应用价值的 杯芳烃及其衍生物并不多，其中重要原因之一是因为杯芳烃及其衍生物属于小分 子有机化合物，存在难加工、易流失等缺点。因此，把杯芳烃及其衍生物通过化 学键直接键合在聚合物上，得到含杯芳烃的聚合物，就有望开发出新型杯芳烃功 能材料。经对现有技术的文献检索发现，含聚合物修饰的杯芳烃按链结构划分主要有 三类。第一类是杯芳烃主链聚合物Dondoni等在《Chem. Co,un.》(化学快讯， 1997年，第7巻，673 674页)上发表了 "Synthesis肌d rec印tor properties of calixarene-bi印henol-A copolymers"(杯芳烃与双酚A共聚物的合 成与受体性能)，该文中用双酚A与下沿二醚化的杯芳烃衍生物通过界面縮聚 得到主链中含有杯芳烃单元的聚醚化合物，其对Ag+的萃取选择性能几乎是杯 芳烃单体的10倍。第二类是杯芳烃侧基聚合物Alexandratos等在 《Macromolecules》(大分子，2001年，第34巻，206 210页)上发表了 "Synthesis and ion-binding affinities of calixarenes immobilized on cross-linked polystyrene"(含杯芳烃的交联聚苯乙烯的合成与离子络合性能)，该文中 用杯芳烃的下沿二磷酸酯化衍生物和交联的聚氯甲基苯乙烯反应，成功地将 杯芳烃单元作为侧基接到主链上，发现其能高效地络合Cs+、 Fe3+和Pd"，并对 其络合机理进行了研究。第三类是以杯芳烃为核的星型聚合物Hailes等人在《Org. Biomol. Chem.》(有机生物分子化学，2003年，第1巻，427 435页)发 表了 " The selective functionalisation and difunctionalisation of p-substituted calixarene and calixarenes using hydrophilic moieties"(利用亲水段选择性功能化和双功能化的杯芳烃和杯芳烃)，该 文利用经过溴取代的不同链长的聚乙二醇分子饰杯芳烃与杯芳烃对位的 羟基得到两亲性杯芳烃衍生物。但是文中只是利用溴代的短链聚乙二醇对杯 芳烃和杯芳烃的修饰，由于溴取代的聚乙二醇反应活性较低，当乙二醇单元数 达到ll个的时候，得到的杯芳烃和杯芳烃聚乙二醇衍生物产率只有 10%-40%。文中用端基是羟基的聚乙二醇修饰杯芳烃，采取两步法来合成，先将 羟基用THP (四氢吡喃基)保护，将聚乙二醇修饰上杯芳烃后再去保护，经过两 步反应后得到的产率较低。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供一种聚乙二醇修饰的两亲性杯芳烃的制备 方法，用带有更易离去的基团(对甲基苯磺酸酯)取代的聚乙二醇选择性对称修 饰杯芳烃下端两个酚羟基，得到两亲性杯芳烃衍生物，合成过程简单，产率高。 利用产物的两亲特性可以实现溶液中的自组装，而剩余的两个酚羟基可以进一步 功能化。本专利技术是通过以下技术方案实现的，本专利技术是先将聚乙二醇和对甲基苯磺酰 氯反应得到单取代产物。然后再与杯芳烃反应，在碳酸钾为碱的作用下，控 制投料比，可以选择性地取代杯芳烃下端相对的两个酚羟基，得到两亲性杯芳烃 化合物。控制聚乙二醇链长就可以控制杯芳烃亲疏水比例。本专利技术包括以下步骤步骤a:在圆底烧瓶中，加入聚乙二醇、氢氧化钠、水溶解。把对甲基苯磺 酰氯溶于四氢呋喃中，对甲基苯磺酰氯溶液逐滴加入反应瓶中反应。粗产物用二 氯甲烷萃取，去离子水洗去除过量氢氧化钠及部分未反应原料。步骤b:在三口烧瓶中，加入杯芳烃、步骤a得到的聚乙二醇对甲基苯 磺酸酯、碳酸钾，在无水乙腈中搅拌完全溶解，氮气保护条件下反应。加水和氢 氧化钠搅拌。减压蒸馏去掉乙腈，加入乙酸乙酯萃取粗产物。蒸干乙酸乙酯后产 物成淡黄色油状物。步骤a中，聚乙二醇有两类，第一类是一侧端基为甲基而另一侧为羟基的聚 乙二醇，分子量包括550、 750、 1000、 2000。第二类是两侧端基都是羟基的聚 乙二醇，分子量包括152、 192、 600、 1000。步骤a中，所述将对甲基苯磺酰氯溶液逐滴加入反应瓶中反应，是指用恒 压滴液漏斗将对甲基苯磺酰氯溶液逐滴加入反应瓶中，在温度-3—_5摄氏度反 应。步骤a中，所述去离子水洗，其次数为三遍。步骤b中，所述杯芳烃与聚乙二醇对甲基苯磺酸酯以及碳酸钾三者摩尔比为1: 2. 1: 4。步骤b中，杯芳烃是指对叔丁基杯芳烃，去掉对叔丁基的杯芳烃中一种。反应的产物可以通过核磁共振证实其结构。根据本专利技术聚乙二醇选择性修饰 杯芳烃得到两亲性杯芳烃衍生物的制备方法，可以得到新的大分子修饰的两 亲性杯芳烃。此体系的特点是可以控制聚乙二醇链长，从而得到不同亲疏水比例 的两亲性杯芳烃。本专利技术应用易离去的对甲基苯磺酸酯修饰的聚乙二醇，实现了不同分子量和 端基的聚乙二醇对于杯芳烃的选择性修饰。本专利技术是一种新的聚乙二醇修饰 杯芳径的方法，该方法能够选择性修饰杯芳烃对位羟基，具有合成简单、产率高 等优点，制备的杯芳烃衍生物具有聚乙二醇的生物相容性和杯芳烃的分子识 别功能。产物本身的两亲特性使其可以应用在自组装、药物传输、基因转染等生 物医药领域，以及模拟酶和相催化等领域。附图说明图l:杯芳烃聚乙二醇衍生物合成过程。图2:端甲基聚乙二醇550修饰的叔丁基杯芳烃的'H核磁谱图。 图3:端甲基聚乙二醇750修饰的叔丁基杯芳烃的'H核磁谱图。 图4:端甲基聚乙二醇550修饰的去叔丁基杯芳烃的^核磁谱图。 图5:三甘醇修饰的叔丁基杯芳烃的'H核磁谱图。 具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的实施例作详细说明本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护 范围不限于下述的实施例。以下实施例的实施过程，如图1所示，其中a:端甲基的分子量550聚乙 二醇修饰的叔丁基杯芳烃；b:端甲基的分子量750聚乙二醇修饰的叔丁基杯 芳烃；C:端甲基的分子量550聚乙二醇修饰的去叔丁基杯芳烃d:端羟 基三甘醇修饰的叔丁基杯芳烃。实施例1步骤a:在250毫升圆底烧瓶中，加入5.2克端甲基聚乙二醇550， 780毫 克氢氧化钠，加入40毫升水搅拌溶解。将2. 4克对甲基苯磺酰氯溶于40毫升四 氢呋喃中，用恒压滴液漏斗将对甲基苯磺酰氯溶液逐滴加入反应瓶中，2个小时 内滴加完成。在冰箱中反应4个小时，粗产物用二氯甲垸萃取，去离子水洗三遍 除去过量碱和未反应的原料和副产物。当聚乙二醇分子量大于1000以后，可以 进一步由无水乙醚重结晶提纯。最终产率85%。步骤b:在250毫升三口烧瓶中，加入1.29克叔丁基杯芳烃、2.65克端 甲基聚乙二醇550， 5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚乙二醇修饰的两亲性杯芳烃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：　步骤ａ：在圆底烧瓶中，加入聚乙二醇、氢氧化钠、水溶解，把对甲基苯磺酰氯溶于四氢呋喃中，将对甲基苯磺酰氯溶液逐滴加入反应瓶中反应，粗产物用二氯甲烷萃取，去离子水洗三遍去除过量氢氧化钠及部分未反应原料；　步骤ｂ：在三口烧瓶中，加入杯［４］芳烃、步骤ａ得到的聚乙二醇对甲基苯磺酸酯、碳酸钾，在无水乙腈中搅拌完全溶解，氮气保护条件下反应，加水和氢氧化钠搅拌，减压蒸馏去掉乙腈，加入乙酸乙酯萃取粗产物，蒸干乙酸乙酯后产物成淡黄色油状物。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：余鑫，朱新远，屠春来，王瑞斌，蒋逸，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]