【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种有机生物材料，具体涉及一种阳离子型分子笼及其制备方法与应用。
技术介绍
1、分子识别是生物活性物质实现生理功能的基础，也是超分子化学的重要研究内容。糖-蛋白质受体的特异性识别在细胞通信、精卵识别、病毒粘附和肿瘤转移等诸多生理和病理过程中发挥着关键作用。冠状病毒、逆转录病毒(hiv和乙型肝炎)和正粘病毒(流感a-c)等高度糖基化的病毒通常由暴露在包膜表面的寡糖链通过糖-蛋白质特异性识别作用粘附到宿主细胞。利用糖识别受体特异性结合这些糖底物能抑制病毒与细胞相互作用，从而防止病毒侵入和感染。糖识别天然受体存在制备困难、价格昂贵和稳定性差等缺点，因此，亟需发展糖识别人工受体。
2、目前，水相中糖识别人工受体的设计主要基于两种策略——硼酸类受体和非硼酸类受体。硼酸类受体是利用硼酸基团与含有顺式1，2-或1，3-二醇结构的化合物通过共价作用，硼原子由三价平面sp2(中性)到四价四面体sp3(阴离子)的快速相互转化，形成可逆性五/六元环酯，是一个焓驱动的过程。相对于糖类底物，硼酸通常更倾向于与多元醇结合，并对ph敏感。非硼酸类受体主要包括大环类体系(环糊精、卟啉、葫芦脲和杯芳烃等)、线型类体系(凝胶多糖、共轭芳环和多肽等)、分枝型体系和分子笼体系。非硼酸类受体通过氢键、ch-π作用、静电作用、疏水作用和范德华力等非共价键协同识别糖，模仿了细菌周质蛋白和凝集素等糖天然受体特异性识别糖分子的真实行为，是糖化学和超分子化学研究的一个前沿领域。
3、近年来，研究人员基于仿生理念成功开发了一系列水相中糖识别仿生
4、综上所述，尽管水相中糖识别仿生受体的构筑在近年来取得了一定的进展，具有高识别选择性和高键合强度的糖识别仿生受体仍然很少，而且面临着制备繁琐、识别范围小和识别规律不明晰等挑战。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种阳离子型分子笼及其制备方法与应用。
2、为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：提供一种阳离子型分子笼，所述阳离子型分子笼的结构式如式(i)所示：
3、
4、式(i)中，x表示配位阴离子，所述x选自pf6-、asf6-、cl-、br-、i-、cf3coo-、so42-中的至少一种，阴离子电荷总数为8。
5、本公开开发了一种吡啶阳离子分子笼作为糖识别的人工受体，该吡啶阳离子分子笼能通过阳离子极化的吡啶环c-h、脲和硫脲等官能团与糖分子形成多个c-h…o/n-h…o氢键作用，两个平行芳烃平面与糖椅式构象中竖直键c-h形成疏水/ch-π作用；与此同时，分子笼与糖分子的识别体系中可能存在主客体空间结构互补、电性互补及手性匹配等机制，从而能够选择性识别水相中的糖底物。
6、另一方面，提供所述的阳离子型分子笼的制备方法，包括以下步骤：
7、s1：将对二苄溴和四吡啶芘加入到溶剂混合后，进行反应，反应所得产物经过滤洗涤后，加入六氟磷酸盐析出沉淀产物，即得到中间体pbp-hs；
8、s2：将中间体pbp-hs、四吡啶联苯和催化剂加入到溶剂混合后，进行加热回流反应，反应完全后加入配位阴离子盐进行离子交换反应，离子交换反应所得产物分离得到的沉淀产物即为阳离子型分子笼。
9、本公开基于吡啶阳离子型有机分子笼构筑糖识别受体，能避免引入额外水溶性基团的制备步骤，能够解决糖识别受体制备繁琐，合成产率不高的问题。本公开的阳离子分子笼的制备方法，无需模板，通过两步即可合成两个阳离子分子笼化合物，并且可以通过调节分子笼的配位离子得到不同配位离子的水溶性分子笼化合物。
10、具体的，中间体pbp-hs的制备方法如下：
11、将对二苄溴和四吡啶芘加入到溶剂混合后，进行反应，反应结束后加入二氯甲烷析出沉淀产物1，沉淀产物1经过滤、洗涤后，所得固体1溶解后，加入过量六氟磷酸盐析出沉淀产物，沉淀产物经经过滤、洗涤、干燥后，即得到中间体pbp-hs。
12、具体的，步骤s2的具体步骤如下：
13、将中间体pbp-hs、四吡啶联苯和催化剂加入到溶剂混合后，进行加热回流反应，反应结束后加入过量四丁基氯化铵析出沉淀产物3，沉淀产物3经离心、洗涤后，所得固体2溶解后，加入三氟醋酸(tfa)和硅藻土，减压蒸馏，所得固体4过柱子，分离得到阳离子分子笼。
14、进一步的，过柱子的流动相为含有0.1％ tfa的乙腈和水；柱子为c18反相柱。
15、在一个实施方式中，所述对二苄溴和四吡啶芘的摩尔比为(1000：1)～(4：1)；例如可以选自但不局限于1000:1、950:1、900:1、850:1、800:1、750:1、700:1、650:1、600:1、550:1、500:1、450:1、400:1、350:1、300:1、250:1、200:1、150:1、100:1、50:1、40:1、30:1、20:1、10:1、5:1、1:1、1:3:、1:4；优选为(1：800)～(1：4)，进一步优选为(1：650)～(1：4)，更优选为(1：400)～(1：4)。
16、在一个实施方式中，所述pbp-hs和对四吡啶芘的摩尔比为(1：100)～(100：1)；例如可以选自但不局限于100:1、90:1、80:1、70:1、60:1、50:1、40:1、30:1、20:1、10:1、5：1、1:1、1:5、1:10、1：20、1：30、1:40、1:50、1：60、1:70、1:80、1:90、1:100；优选为(1：85)～(85：1)，进一步优选为(1：55)～(55本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种阳离子型分子笼，其特征在于，所述阳离子型分子笼的结构式如式(I)所示：
2.如权利要求1所述的阳离子型分子笼的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述对二苄溴和四吡啶芘的摩尔比为(1：1000)～(1：4)。
4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述PBP-HS和四吡啶联苯的摩尔比为(1：100)～(100：1)。
5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中反应的温度为0～150℃，时间为0.1～10000h；和/或，所述步骤S2中加热回流反应的温度为0～150℃，时间为0.1～10000h。
6.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1和步骤S2中的溶剂各自独立选自乙腈、二氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二氧六环、乙醇、甲醇、四氢哄喃、均三甲苯、三氯甲烷中的至少一种。
7.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂为四丁基碘化铵。
8.如权利要求1所述的阳离子型分子笼在水溶液中识
9.如权利要求8所述的应用，其特征在于，所述阳离子型分子笼在水溶液中结合糖，结合温度为4-100℃，结合时间为0.1～2400min。
10.如权利要求8所述的应用，其特征在于，所述水溶液为PBS缓冲液、人体血清、细胞生长液中的至少一种；所述糖为单糖、寡糖、多糖中的至少一种。
...【技术特征摘要】
1.一种阳离子型分子笼，其特征在于，所述阳离子型分子笼的结构式如式(i)所示：
2.如权利要求1所述的阳离子型分子笼的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述对二苄溴和四吡啶芘的摩尔比为(1：1000)～(1：4)。
4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述pbp-hs和四吡啶联苯的摩尔比为(1：100)～(100：1)。
5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中反应的温度为0～150℃，时间为0.1～10000h；和/或，所述步骤s2中加热回流反应的温度为0～150℃，时间为0.1～10000h。
6.如权利要求2...
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