硫酸化柱芳烃、制备其的方法及其用途技术

提供了硫酸化柱芳烃及其制备方法和使用方法。所述柱芳烃具有大环核心，所述大环核心具有以对位取代与相邻的亚甲基基团连接(例如，共价键合)的多个芳基。所述柱芳烃具有疏水性空腔。所述疏水性空腔可用于螯合各种材料或递送在其内螯合的材料。递送在其内螯合的材料。递送在其内螯合的材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】硫酸化柱芳烃、制备其的方法及其用途
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年2月27日递交的美国临时申请号62/982,460和于2020年4月21日递交的美国临时申请号63/013,336的优先权，将它们的公开内容通过引用并入本文。
[0003]关于联邦资助研究的陈述
[0004]本专利技术是根据由美国国家科学基金会(National Science Foundation)授予的合同号CHE
‑
1404911在政府支持下完成的。政府对本专利技术享有一定的权利。

技术介绍

[0005]已知若干类的分子容器化合物，这包括环糊精、杯芳烃、环芳(环芬，cyclophanes)、柱芳烃和葫芦脲(cucurbiturils)。这些分子容器化合物与溶液中的其靶标分子结合，并由此调节靶标的特性，包括光学特性、溶解度、气味以及甚至生物活性。柱[n]芳烃领域的先前工作者已经合成了以疏水性空腔和羧酸增溶基团为特征的容器分子，并且表明它们与水中的阳离子靶标以良好亲和力结合。该领域的挑战是如何产生新的分子容器或修改现有的分子容器，以使其保持水中的良好溶解度并且同时增强它们对其靶标的结合亲和力。

技术实现思路

[0006]本公开内容提供了硫酸化柱芳烃。本公开内容还提供了制备硫酸化柱芳烃的方法及其用途。
[0007]在本公开内容中，证实了，例如，将阴离子增溶基团(例如，硫酸盐基团)定位在柱芳烃空腔的边缘处显著增强它们对于水中的阳离子靶标的结合亲和力，并且由此增强它们作为用于各种应用的螯合剂的能力。
[0008]在一个方面，本公开内容提供了化合物。这些化合物是硫酸化柱芳烃。硫酸化柱芳烃包含大环核心，该大环核心包含多个芳基基团，其中相邻的芳基基团经由烷基连接基团(例如
‑
CH2‑
基团)共价连接(例如键接)。烷基连接基团在芳基基团上的对位(例如，1,4
‑
苯基键)。这些键可以在芳基基团的不同苯环上，并且如果不同的苯环重叠，则对应于对位键。在多个示例中，相邻的芳基基团中的一个或多个或全部不是通过在芳基基团上的间位位置处的烷基连接基团共价连接的(例如，1,3
‑
苯基键(在其中这些键在不同的苯环或芳基基团上的情况下，如果不同的苯环重叠，则这些键不对应于间位键))。本文提供了硫酸化柱芳烃的非限制性实例。本文提供了制备硫酸化柱芳烃的方法的非限制性实例。
[0009]在一个方面，本公开内容提供了包含一种或多种硫酸化柱芳烃的组合物。本文描述了组合物的非限制性实例。
[0010]组合物可以包含一种或多种硫酸化柱芳烃和一种或多种药剂。在多个示例中，药剂包含一个或多个带正电荷的氮原子(例如，铵离子、伯铵离子、仲铵离子、叔铵离子、季铵离子或者它们的组合，其中铵上的一个或多个非氢基团选自脂肪族基团、烷基基团、芳基基团以及它们的组合)。
[0011]在一个方面，本公开内容提供了硫酸化柱芳烃的用途。本文提供了硫酸化柱芳烃的用途的非限制性实例。
[0012]硫酸化柱芳烃可以用于螯合各种材料，这些材料可以是化学化合物。在多个非限制性示例中，一种或多种硫酸化柱芳烃用于螯合一种或多种神经肌肉阻滞剂(诸如例如，罗库溴铵(rocuronium)、筒箭毒碱(tubocurarine)、阿曲库铵(atracurium)、(顺式)苯磺酸阿曲库铵、美维库铵(mivacurium)、加拉明(gallamine)、泮库溴铵(pancuronium)、维库溴铵(vecuronium)和拉帕库铵(rapacuronium)等)；一种或多种麻醉剂(诸如例如，N
‑
甲基D
‑
天冬氨酸(NMDA)受体拮抗剂(例如氯胺酮(ketamine)等)、短效麻醉剂(例如依托咪酯(etomidate)等)等)；一种或多种药剂(诸如例如，药物(例如抗凝剂，诸如例如海美溴铵(hexadimethrine)等)、滥用药物(例如甲基苯丙胺(methamphetamine)、可卡因(cocaine)、芬太尼(fentanyl)、卡芬太尼(carfentanil)等)等)；一种或多种杀虫剂(诸如例如，百草枯(paraquat)、敌草快(diquat)、有机氯(例如DDT、艾氏剂(aldrin)等)、新烟碱类(例如氯菊酯(permethrin)等)、有机磷酸酯(例如马拉硫磷(malathion)、草甘膦(glyphosate)等)、拟除虫菊酯类、三嗪类(例如阿特拉津(atrazine)等)等)；一种或多种染料(诸如例如，亚甲蓝、尼罗红(nile red)、结晶紫、硫黄素T(thioflavin T)、噻唑橙、原黄素、吖啶橙、亚甲紫、天青A(azure A)、中性红、花青、直接橙26(Direct orange 26)、分散染料(例如分散黄3、分散蓝27等)、香豆素、刚果红等)；一种或多种恶臭化合物(诸如例如，低分子量硫醇(例如，C1‑
C4硫醇)、低分子量胺(例如，三乙胺、腐胺(putrescein)、尸胺(cadaverine)等)等)；或一种或多种化学战剂(诸如例如，氮芥和硫芥(例如双(2
‑
氯乙基)乙胺、双(2
‑
氯乙基)甲胺、三(2
‑
氯乙基)胺、双(2
‑
氯乙基)硫醚、双(2
‑
氯乙基硫基乙基)醚等)(bis(2
‑
chloroethylthioethyl)ether)、神经毒剂(诸如例如，来自G、GV和V系列神经毒剂的那些(例如塔崩(tabun)、沙林(sarin)、梭曼(soman)、环沙林(cyclosarin)、2
‑
(二甲基氨基)乙基N,N
‑
二甲基磷酰胺基氟酸酯(GV)、诺维乔克剂(novichok agent)、VE、VG、VM、VX等)等)；或者它们的组合。
附图说明
[0013]出于更全面地理解本公开内容的性质和目的，应参考以下结合附图的详细描述。
[0014]图1示出了主体(硫酸化柱芳烃)的实例。
[0015]图2示出了阳离子客体的实例。
[0016]图3示出了滥用药物的实例。
[0017]图4示出了神经肌肉阻滞剂的实例。
[0018]图5示出了示例性主体与阳离子客体的复合物的结合常数。
[0019]图6示出了示例性主体与滥用药物的复合物的结合常数。
[0020]图7示出了示例性主体与神经肌肉阻滞剂的复合物的结合常数。
[0021]图8示出了对于以下各项所记录的1H NMR光谱(500MHz，RT，20mM磷酸盐缓冲的D2O)：a)P[6]AS，b)甲基苯丙胺，c)P[6]AS和甲基苯丙胺(0.5mM)的等摩尔混合物，和d)甲基苯丙胺(1mM)和P[6]AS(0.5mM)的2:1混合物。
[0022]图9示出了对于以下各项所记录的1H NMR光谱(500MHz，RT，20mM磷酸盐缓冲的D2O)：a)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种具有以下结构的化合物：其中Ar是芳基基团，其中所述芳基基团以对位取代与相邻的亚甲基基团连接；每一个R独立地选自：
‑
OS(O)2O
–
M
+
、
‑
OS(O)2OH、非硫酸盐阴离子基团、羧酸/羧酸盐基团、膦酸/膦酸盐基团、磷酸盐基团、取代或未取代的芳基基团、取代或未取代的杂芳基基团、取代或未取代的脂肪族基团、O
‑
烷基基团、
‑
H、取代或未取代的烷基基团、卤素、酰胺基团、氰基基团、取代或未取代的含硫脂肪族基团、硝基基团、氨基基团、取代或未取代的含氮脂肪族基团、取代或未取代的聚乙二醇基团、聚醚基团、O
‑
芳基基团、酯基团、氨基甲酸酯基团、亚胺基团、醛基团、
‑
SO3H基团、
‑
SO3Na基团、
‑
OSO2F基团、
‑
OSO2CF3基团、
‑
OSO2OR
″′
基团，其中R
″′
是取代或未取代的芳基基团或者取代或未取代的烷基基团以及它们的组合，其中M
+
是Na
+
、K
+
、Ca
2+
、Mg
2+
、Zn
2+
、H4N
+
、Et3NH
+
、Me4N
+
、(HOCH2CH2)3NH
+
，或者乙二胺、哌嗪或三羟甲基氨基甲烷(TRIS)的阳离子形式，x为0、1、2或3；并且y在每次出现时独立地为0、1、2、3或4，条件是至少一个y为1并且至少一个R基团是
‑
OS(O)2O
–
M
+
，其中M
+
是Na
+
、K
+
、Ca
2+
、Mg
2+
、Zn
2+
、H4N
+
、Et3NH
+
、Me4N
+
、(HOCH2CH2)3NH
+
，或者乙二胺、哌嗪或三羟甲基氨基甲烷(TRIS)的阳离子形式，或者
‑
OS(O)2OH，或其盐、部分盐、水合物、多晶型物、立体异构体、构象异构体或混合物。2.根据权利要求1所述的化合物，其中所述芳基基团在每次出现时独立地选自苯基基团、稠环基团、联芳基基团和三联苯基基团。3.根据权利要求1所述的化合物，其中所述化合物的环状核心包含的一个或多个所述芳基基团中的一个或多个苯基基团中的至少两个具有至少1个独立地选自
‑
OS(O)2O
–
M
+
和
‑
OS(O)2OH的R基团。4.根据权利要求3所述的化合物，其中所述化合物具有以下结构：
5.根据权利要求1所述的化合物，其中所述芳基基团全都包含独立地是
‑
OS(O)2O
–
M
+
或
‑
OS(O)2OH的R基团。6.根据权利要求1所述的化合物，其中至少一个芳基基团不包含是
‑
OS(O)2O
–
M
+
或
‑
OS(O)2OH的R基团。7.根据权利要求1所述的化合物，其中所述化合物具有以下结构：8.根据权利要求7所述的化合物，其中所述R基团中的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31或32个独立地是
‑
OS(O)2O
–
M
+
基团或
‑
OS(O)2OH基团。9.根据权利要求7所述的化合物，其中所述化合物的环状核心包含的每一个苯基基团具有至少1个独立地选自
‑
OS(O)2O
–
M
+
和
‑
OS(O)2OH的R基团。10.根据权利要求7所述的化合物，其中至少一个苯基基团不包含是
‑
OS(O)2O
–
M
+

【专利技术属性】
技术研发人员：莱尔，
申请(专利权)人：马里兰大学派克分院，
类型：发明
国别省市：