專利名稱：一種有機取代硼酸酯和以其為功能單體的硼親和功能材料及其制備和應用的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種新型苯硼酸酯配體以及苯硼酸功能化多孔整體材料。
背景技術(shù)：
親和作用是存在于兩種物質(zhì)之間的相互的具有高度特異性的作用力。例如酶和基質(zhì)(或抑制劑)、抗原與抗體、外源凝集素與多糖之間的相互作用力。有機取代硼酸與含有順式鄰二羥基的一類化合物之間就存在這種相互的親和作用力，這種作用力是可逆的，可以通過調(diào)節(jié)環(huán)境的酸堿度來控制該作用力的發(fā)生和消除，可以利用這種作用力方便地對含有順式鄰二羥基的化合物進行研究。含有順式鄰二羥基的一類化合物，如糖蛋白、修飾核苷、 兒茶酚等，在蛋白質(zhì)組學和代謝組學領域具有很重要的研究價值。如糖蛋白是一種翻譯后修飾蛋白，由寡糖鏈與肽鏈中的一定氨基酸殘基以糖苷鍵共價連接而成。糖基化對于蛋白質(zhì)的折疊、運輸、定位起著重要作用[參見Science, 2001, 291 (5521) 2364-2369.]，并參與受體激活、信號轉(zhuǎn)導等重要生物過程[參見Cell，2006，126(5) 855-867.]。尿液中的修飾核苷已被作為癌癥[參見American Clinical Lab, 2001, 20 (10) 22-26.]和艾滋病[參見Clinica Chimica Acta, 1993，218 (2)，169-183]的潛在診斷標記物。當人體的某一部位發(fā)生癌變時，RNA特別是tRNA的代謝加快，導致尿液中的修飾核苷含量急劇增加， 可以通過檢測尿液中的修飾核苷的量的變化，來對癌癥的發(fā)病進行診斷[參見Clinical Biochemistry, 2005，38(1)，24-30.]。但是，糖蛋白、修飾核苷等物質(zhì)在樣本中的豐度非常低，要對其研究首先要對其進行富集。而且常見的生物樣本，如血漿、尿液、眼淚、唾液等的PH范圍分布非常寬，所以硼親和功能材料應具備廣泛的pH適用范圍。傳統(tǒng)的硼親和材料需要在堿性條件下工作，需要堿性環(huán)境的氫氧根離子和硼原子配位，硼酸基團才能和鄰二羥基作用。到目前為止，已經(jīng)有大量的研究工作來擴大硼親和材料的適用PH范圍。如在硼酸所在共軛環(huán)或雜環(huán)上引入吸電子基團[參見Analytical. Biochemistry. , 2008, 372，227-236]或在硼酸所在共軛環(huán)或雜環(huán)的鄰位引入可以和硼原子配位的基團，如氨基，即“wulff”類型[參見Pure and Applied Chemistry, 1982，54，2093-2102. ； Angewandte Chemie, 1995，107，1958-1979.]或羥基，即 “Improved Wulff" ^ M [ # JAL Journal of the American Chemical Society, 2006, 128，4226-4227.]。這些研究工作將硼親和的應用范圍寬展至中性，但是還沒有達到最佳的適用范圍。另外，目前存在的“milff”類型的有機取代硼酸很少有合適能夠?qū)⒃擃愇镔|(zhì)連接到載體材料上的功能基團，從而限制了該類型有機取代硼酸在親和材料領域的應用。因此，需要設計一種能夠適應各種酸堿度，具有普適性質(zhì)的硼酸親和功能材料，可以在更寬的 PH環(huán)境下作用，能夠適應各種生物樣本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對目前硼親和材料使用pH范圍窄的局限性，合成了一種新型的功能化
權(quán)利要求
1. 一種有機取代硼酸酯，其特征是它是4-氨基-2- (二甲氨基甲基)苯硼酸頻哪醇酯，它具有如下結(jié)構(gòu)式
2.一種制備權(quán)利要求1所述的4-氨基-2- (二甲氨基甲基)苯硼酸頻哪醇酯的方法， 它包括如下步驟步驟1.在有機溶劑中，在堿的存在下，以[1，1’ _雙(二苯基膦)二茂鐵]二氯化鈀為催化劑，將4-硝基-2-甲基溴苯與頻哪醇二硼在100°C反應12小時，即得4-硝基-2-甲基苯硼酸頻哪醇酯，4-硝基-2-甲基溴苯與頻哪醇二硼的物質(zhì)的量之比為1:1. 2，所述的有機溶劑是二氧六環(huán)，所述的堿是醋酸鉀，醋酸鉀的用量是4-硝基-2-甲基溴苯物質(zhì)的量的 5-6 倍；步驟2.將步驟1制得的4-硝基-2-甲基苯硼酸頻哪醇酯溶于四氯化碳中，加入自由基反應引發(fā)劑和N-溴代丁二酰亞胺，回流反應4-6小時，制得4-硝基-2-溴甲基苯硼酸頻哪醇酯，4-硝基-2-甲基苯硼酸頻哪醇酯與N-溴代丁二酰亞胺的物質(zhì)的量之比為 1:1. 1-1:1. 3 ；步驟3.將步驟2制得的4-硝基-2-(溴甲基)苯硼酸頻哪醇酯溶于乙醚或四氫呋喃中，在冰浴冷卻下，滴加二甲胺的乙醚或四氫呋喃溶液，4-硝基-2-(溴甲基)苯硼酸頻哪醇酯與二甲胺的物質(zhì)的量的比為1:4. 7，反應4小時，即得4-硝基-2- (二甲氨基甲基)苯硼酸頻哪醇酯；步驟4.將步驟3制得的4-硝基-2- (二甲氨基甲基)苯硼酸頻哪醇酯在還原劑的作用下使硝基還原為氨基，即制得本發(fā)明的4-氨基-2- (二甲氨基甲基)苯硼酸頻哪醇酯。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述制備方法，其特征是步驟1反應結(jié)束后，為將產(chǎn)物分離，進行如下操作在反應混合物中加入乙酸乙酯和水，搖振后靜置，分出有機層，依次用水和鹽水洗滌，有機層經(jīng)無水硫酸鎂干燥，過濾后濃縮除去溶劑，柱層析分離(EtOAc Hexane=I 20, ν/ ν),即得4-硝基-2-甲基苯硼酸頻哪醇酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述制備方法，其特征是步驟2所述的自由基反應引發(fā)劑是偶氮雙異丁腈。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述制備方法，其特征是步驟2反應結(jié)束后，為將產(chǎn)物分離，進行如下操作反應液依次用水和鹽水洗滌，經(jīng)無水硫酸鎂干燥，過濾，減壓除去溶劑，得到的粗品用正己烷重結(jié)晶后，即得4-硝基-2-溴甲基苯硼酸頻哪醇酯。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述制備方法，其特征是步驟3反應結(jié)束后，過濾出去不溶物， 減壓蒸餾得到4-硝基-2- 二甲胺基頻哪醇硼酸酯的粗品，經(jīng)過正己烷重結(jié)晶得到4-硝基-2- 二甲胺基頻哪醇硼酸酯。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述制備方法，其特征是步驟4所述的還原劑可以是還原鐵粉和氯化銨，它是將4-硝基-2- 二甲胺基頻哪醇硼酸酯溶于水和甲醇或乙醇的混合溶劑中，加入還原鐵粉和氯化銨回流反應4-6小時，即得到4-氨基-2- (二甲氨基甲基)苯硼酸頻哪醇酯，其中4-硝基-2- 二甲胺基頻哪醇硼酸酯、還原鐵粉和氯化銨的優(yōu)選的物質(zhì)的量之比為1:6: 1.2-1:10:5，混合溶劑水和醇的體積比為1:2-4。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述制備方法，其特征是步驟4為將產(chǎn)物分離，進行如下操作還原反應結(jié)束后過濾除去不溶物，濾餅用乙醇沖洗，合并濾液，減壓除去溶劑后，再加入二氯甲烷，并用無水硫酸鎂干燥，過濾后，濾液蒸干得到4-氨基-2- (二甲氨基甲基)苯硼酸頻哪醇酯的粗品，粗品再溶解到二氯甲烷中，經(jīng)過高溫活化的4A分子篩干燥后，蒸干濾液后得到純品。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的4-氨基-2-(二甲氨基甲基)苯硼酸頻哪醇酯，其特征是通過氨基與載體材料上的官能團反應將其修飾在各種載體上制備得到苯硼酸功能化材料，經(jīng)酸性水解后該材料能應用于寬范圍的PH條件下特異性識別、分離、富集或固載順式鄰二羥基化合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的4-氨基-2-(二甲氨基甲基)苯硼酸頻哪醇酯修飾在載體上，其特征是所述的載體是由甲基丙烯酸縮水甘油酯和聚乙二醇二丙烯酸酯共聚得到的整體材料，制得在寬范圍PH條件下對順式鄰二羥基化合物有專一性親和作用的整體材料。
全文摘要
一種有機取代硼酸酯，它是4-氨基-2-(二甲氨基甲基)苯硼酸頻哪醇酯，它具有如下結(jié)構(gòu)式 該有機取代硼酸酯的特點是其分子內(nèi)存在硼-氮配位作用，而且含有可以和載體材料表面起化學作用的官能團。本發(fā)明制備得到的新型硼親和功能化材料可以適應從中等酸性到堿性的工作環(huán)境，彌補了傳統(tǒng)硼親和材料工作酸度范圍窄的缺陷，可以在寬pH條件下應用于順式鄰二羥基生物分子的識別、固載、富集、分離和檢測等方面。
文檔編號C07F5/04GK102219800SQ20111009912
公開日2011年10月19日 申請日期2011年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月20日
發(fā)明者劉震, 李恒業(yè) 申請人:南京大學