水溶性苯并三氮唑超分子杯化合物、其制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种水溶性苯并三氮唑超分子杯化合物、其制备方法及其应用，以间苯二酚、2,3

【技术实现步骤摘要】
水溶性苯并三氮唑超分子杯化合物、其制备方法及其应用


[0001]本专利技术属于有机合成领域，涉及一类新型苯并三氮唑水溶性超分子杯化合物、其制备方法以及分子识别性能的应用。

技术介绍

[0002]苯并三氮唑超分子杯指四个上边沿通过邻苯二胺与亚硝酸钠的类重氮化反应而得到的一类超分子杯化合物，其合成过程如图1所示。它相较于雷锁酚杯芳烃而言，结构上具有一定的柔性，相较于雷锁酚杯芳烃而言又具有相对较高深的空腔。因此，它是一类具有弱缺电子基团的新型超分子杯化合物，在分子的识别方面受到了广泛的关注，具有潜在的应用前景。
[0003]对超分子杯进行修饰主要有两个位点。一个是在大环的上边缘邻苯二胺进行衍生化，如图1所示，另一个是在脚部的取代基部位进行衍生化。制备具有邻苯二胺基团的超分子杯的技术路线较为成熟，通常采用醛和间苯二酚为原料，路易斯酸为催化剂，而后采用双卤代芳环衍生物取代后可以获得非常高的收率。对邻苯二胺盐酸盐母体进行衍生化的技术路线有较多文献报道，但是通过类重氮化反应制备上边缘为苯并三氮唑基团的超分子杯尚未见有任何报道，如图1所示。
[0004]苯并三氮唑超分子杯在水相中可以借助结构中的氧桥键进行构象的转变，产生空穴，进而对客体分子进行识别，这方面已经有非常多的报道。但在结构中引入水分子参与氢键，使杯超分子杯在水的协助下稳定其“花瓶”构象的还未见报道。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术问题，本专利技术的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种水溶性苯并三氮唑超分子杯化合物、其制备方法及其应用，该化合物在水相中通过水分子参与环状氢键的形成进而展示出较好的分子识别性能。本专利技术在超分子杯结构中引入弱缺电子的苯并三氮唑基团，并通过水分子作用调整主体构型，就可实现分子内氢键稳定主客体络合物，从而表现出较好的分子识别性能。有希望将该主体运用于药物分子的运输。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种水溶性苯并三氮唑超分子杯化合物，该化合物中苯并三氮唑基团存在弱缺电子效应，进而能在水相中产生了稳定的环状氢键阵列，在分子识别的过程中形成稳定的主客体络合物。
[0008]优选地，水溶性苯并三氮唑超分子杯化合物结构中的苯并三氮唑基团存在活泼氢，杯芳烃呈现不同的四种活泼氢位置，当所有的活泼氢在空间指向相同时，则水相中水分子与主体在上边缘的活泼氢形成环状的氢键阵列，进而稳定水相中主客体络合物。
[0009]优选地，水溶性苯并三氮唑超分子杯化合物结构式如下：
[0010][0011]一种本专利技术水溶性苯并三氮唑超分子杯化合物的制备方法，包括以下合成步骤：
[0012]a.在不高于0℃的低温下，将八氨基盐酸盐前体溶解在乙酸和水的混合溶剂中，将亚硝酸钠分两批缓慢加入到上述混合反应液中；然后将该反应混合物在冰水浴下反应至少30分钟；然后撤去冰浴，使反应混合物达到室温，并搅拌至少反应16小时，有浅橙色固体析出；在反应结束后，向产物混合液中加入至少50mL水，静置、过滤，并收集滤饼，然后用体积比为1:1的水和乙醇混合溶液充分洗涤，得到浅黄色产物；
[0013]b.将在所述步骤a中制备的黄色固体产物溶于甲醇中，溶解完毕后，将其过滤以除去不溶物并收集滤液，将滤液旋转蒸发得到氯丙基苯并三氮唑超分子杯；
[0014]c.在反应瓶中，将100mg在所述步骤b中制备的氯丙基苯并三氮唑超分子杯溶于至少10mL的N
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甲基咪唑中，在氮气保护下，在不高于110℃温度下进行加热过夜；在反应结束后，将产物冷却到室温，向产物中加入丙酮，搅拌，静置后过滤，然后用丙酮洗涤，收集固体产物；然后将固体进行后处理，得到苯并三氮唑超分子杯化合物。
[0015]优选地，在所述步骤a中，将0.5mmol八氨基盐酸盐前体溶解在至少100mL的乙酸和水的混合溶剂中，所述乙酸和水的混合溶剂中含水的质量分数不大于20％。
[0016]优选地，在所述步骤c中，在进行后处理时，将收集的固体产物溶解在甲醇中，进行减压真空浓缩，过滤以除去痕量固体，蒸发滤液再次得到固体；然后回收固体并将其悬浮在丙酮中，在不低于60℃下加热回流至少4h，得到悬浮液；然后将悬浮液冷却至室温，过滤，用丙酮充分洗涤固体，并进行真空干燥，得到苯并三氮唑超分子杯化合物。
[0017]优选地，在进行真空浓缩时，温度不高于45℃，真空度为0.09～0.1MPa。
[0018]优选地，后处理操作包括加入大量水，甲醇溶解后过滤，减压浓缩以及水溶液的分子识别性质测定。
[0019]优选地，在所述步骤c中，将得到苯并三氮唑超分子杯化合物与D2O混合，震荡后制得清澈的高稀水溶液进行保存。优选取15.8mg的水溶性苯并三氮唑超分子杯化合物于至少10mL的D2O中。
[0020]一种本专利技术水溶性苯并三氮唑超分子杯化合物的应用，在水相中进行构象的转变，产生空穴，进而对客体分子进行识别，所述客体分子为直链烷烃、环烷烃、环烷醇、环羧酸、环酮、烷基醇、烷基羧酸、烷基二醇、烷基二羧酸、布洛芬药物中的至少一种。
[0021]优选地，所述水溶性苯并三氮唑超分子杯化合物在水相中与水相中的客体分子形成1:1的主客体络合物。
[0022]本专利技术苯并三氮唑超分子杯结构中引入水分子参与氢键，使杯超分子杯在水的协
助下稳定其“花瓶”构象，产生氢键作用是最常见的主体自组装作用力。在超分子杯结构中引入弱缺电子的苯并三氮唑基团，并通过水分子作用调整主体构型，就可实现分子内氢键稳定主客体络合物，从而表现出较好的分子识别性能。
[0023]本专利技术与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：
[0024]1.本专利技术苯并三氮唑超分子杯化合物结构新颖，体现出活泼氢的特征，可作为环状氢键的供体，在分子识别领域具有潜在的应用前景；
[0025]2.本专利技术合成路线工艺简便，原料易得、反应条件温和，产率高，重复性好，为合成具有对称特征的杯芳烃类主体化合物分子提供了参考；
[0026]3.本专利技术超分子杯在水相中可与水相中多种类型的客体形成主客体络合物。主体上边缘活泼氢的存在可与水分子互补形成环状的氢键，氢键作用进而稳定主客体络合物的稳定。
附图说明
[0027]图1为水溶性苯并三氮唑超分子杯1的合成路线图。
[0028]图2
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9为水溶性苯并三氮唑超分子杯1的核磁谱图及高分辨质谱图。其中，图2为四
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氯丙基八氨基盐酸盐前体核磁氢谱；图3为四
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氯丙基苯并三氮唑超分子杯核磁氢谱；图4为四
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氯丙基苯并三氮唑超分子杯核磁碳谱；图5为四
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氯丙基苯并三氮唑超分子杯高分辨质谱[M+Na]+
；图6为水溶性苯并三氮唑超分子杯核磁氢谱；图7为水溶性苯并三氮唑超分子杯核磁氢谱；图8为水溶性苯并三氮唑超分子杯高分辨质谱[M
‑
2Cl]2+
；图9为水溶性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水溶性苯并三氮唑超分子杯化合物，其特征在于：该化合物中苯并三氮唑基团存在弱缺电子效应，进而能在水相中产生了稳定的环状氢键阵列，在分子识别的过程中形成稳定的主客体络合物。2.根据权利要求1所述水溶性苯并三氮唑超分子杯化合物，其特征在于：该化合物结构中的苯并三氮唑基团存在活泼氢，杯芳烃呈现不同的四种活泼氢位置，当所有的活泼氢在空间指向相同时，则水相中水分子与主体在上边缘的活泼氢形成环状的氢键阵列，进而稳定水相中主客体络合物。3.根据权利要求1所述水溶性苯并三氮唑超分子杯化合物，其特征在于：该化合物结构式如下：4.一种权利要求1所述水溶性苯并三氮唑超分子杯化合物的制备方法，其特征在于：包括以下合成步骤：a.在不高于0℃的低温下，将八氨基盐酸盐前体溶解在乙酸和水的混合溶剂中，将亚硝酸钠分两批缓慢加入到上述混合反应液中；然后将该反应混合物在冰水浴下反应至少30分钟；然后撤去冰浴，使反应混合物达到室温，并搅拌至少反应16小时，有浅橙色固体析出；在反应结束后，向产物混合液中加入至少50mL水，静置、过滤，并收集滤饼，然后用体积比为1:1的水和乙醇混合溶液充分洗涤，得到浅黄色产物；b.将在所述步骤a中制备的黄色固体产物溶于甲醇中，溶解完毕后，将其过滤以除去不溶物并收集滤液，将滤液旋转蒸发得到氯丙基苯并三氮唑超分子杯；c.在反应瓶中，将100mg在所述步骤b中制备的氯丙基苯并三氮唑超分子杯溶于至少10mL的N
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甲基咪唑中，在氮气保护下，在不高于110℃温度下进行加热过夜；在反应结束后，将产物冷却到室温，向产物中加入丙酮，搅拌，静置后过滤，然后用丙酮洗涤，收集固体...

【专利技术属性】
技术研发人员：于洋，张惠斌，法兹，朱玉洁，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：