五甲基五羥基五元瓜環(huán)及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明一種五甲基五羥基五元瓜環(huán)及其制備方法，具體地說是五甲基五羥基五元瓜環(huán)PPQ[5]的制備方法。屬于改性瓜環(huán)的【技術領域】。本發(fā)明一種五甲基五羥基五元瓜環(huán)及其制備方法，是由五甲基五元瓜環(huán)SPMeQ[5]為原料，與過硫酸鈉在水溶液中加熱反應，生成物經(jīng)分離而得到的一種五甲基五羥基五元瓜環(huán)PPQ[5]，所指的五甲基五羥基五元瓜環(huán)PPQ[5]化學式為：{[(C35H40N20O15)]·10(H2O)}。本發(fā)明公開了PPQ[5]的工藝步驟和工藝條件。本發(fā)明專利1）所使用的合成方法具有操作簡單，產(chǎn)率高等特點。2）利用瓜環(huán)的特殊結構，可用于瓜環(huán)配位化學和超分子自組裝等方面的研究。
【專利說明】五甲基五羥基五元瓜環(huán)及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明一種五甲基五羥基五元瓜環(huán)及其制備方法，具體地說是五甲基五羥基五元 瓜環(huán)PPQ[5]及其制備方法。屬于改性瓜環(huán)【技術領域】。
【背景技術】
[0002] 瓜環(huán)（Cucurbit[/?]urils，Q[/?]s)具有由η個苷脲單元和2n個亞甲基橋連起 來的大環(huán)籠狀化合物，其兩個開口端邊沿"鑲嵌"著一圈羰基氧原子，因而具有與金屬 離子配位的能力，進而形成多種結構特征的瓜環(huán)基配合物以及配位聚合物。羥基瓜環(huán) (perhydroxycucurbit[/? ]uriI，（HO)2nQ[/? ]s)，因其外壁還具有多個輕基活性基團，使輕基 取代瓜環(huán)不僅保持了普通瓜環(huán)的結構以及性質等特征，其外壁羥基的反應活性以及與金屬 離子的配位作用，使得羥基取代瓜環(huán)在多維多層次自組裝、分子識別、分子器件、主客體化 學及超分子化學等前沿科學以及材料研究等實際應用方面都有著更好的發(fā)展前景。目前羥 基取代瓜環(huán)的合成一般都以普通瓜環(huán)為原料，但通常產(chǎn)率不高，如普通五元瓜環(huán)或六元瓜 環(huán)為原料得到的羥基瓜環(huán)的產(chǎn)率不超過45%，而七元瓜環(huán)或八元瓜環(huán)為原料得到的羥基瓜 環(huán)的產(chǎn)率甚至不超過5%(]〇113.￥.，361￥3口31311111，011〇.!1.，6七317；4?.泛6--· 5bc. 2003，125，10186)。這大大阻礙了瓜環(huán)化學在上述領域的發(fā)展。由于普通瓜環(huán)可氧 化的位置較多，不僅可能產(chǎn)生過多的羥基化位置，使進一步的衍生化難于控制，同時也是造 成瓜環(huán)氧化分解、產(chǎn)率低下的主要原因。因此我們嘗試利用烷基取代瓜環(huán)來代替普通瓜環(huán)， 這樣可減少羥基化位置，同時還有可能給出更多的結構特異的羥基瓜環(huán)。本發(fā)明中，我們選 用的單取代五甲基五元瓜環(huán)SPMeQ[5]，其腰上有一半的位置被不能羥基化的甲基取代，因 此，可獲得只有五個羥基的新型羥基瓜環(huán)PPQ[5]。這不僅限制了可氧化的位置，同時還可能 減小過多氧化對瓜環(huán)的分解破壞，可提高羥基瓜環(huán)的產(chǎn)率。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 本發(fā)明的目的在于制備一種高產(chǎn)率的羥基瓜環(huán)，即五甲基五羥基五元瓜環(huán) PPQ[5]。
[0004] 本發(fā)明一種五甲基五羥基五元瓜環(huán)，由五甲基五元瓜環(huán)SPMeQ[5]為原料，與過硫 酸鈉在水溶液中加熱反應，生成物經(jīng)分離而得到的一種五甲基五羥基五元瓜環(huán)PPQ[5]，所 指的五甲基五羥基五元瓜環(huán)PPQ[5]化學式為： ([(C35H40N20O15)] ·IO(H2O)I五甲基五羥基五元瓜環(huán)PPQ[5]的結構式為：
【權利要求】
1. 一種五甲基五羥基五元瓜環(huán)，其特征是由五甲基五元瓜環(huán)SPMeQ[5]為原料，與過硫 酸鈉在水溶液中加熱反應，生成物經(jīng)分離而得到的一種五甲基五羥基五元瓜環(huán)PPQ[5]，所 指的五甲基五羥基五元瓜環(huán)PPQ[5]化學式為： ([(C35H40N20O15)] ? IO(H2O)I 五甲基五羥基五元瓜環(huán)PPQ[5]的結構式為：
〇
2. 如權利要求1所述的一種五甲基五元瓜環(huán)的制備方法，其特征是按下列步驟進行： (1) 將五甲基五元瓜環(huán)SPMeQ [5]和過硫酸鈉按摩爾比1:5?7稱量，混合均勻后倒入 三口燒瓶中； (2) 向上述混合物中按照每克五甲基五元瓜環(huán)加45-50ml蒸餾水的比例加入蒸餾水； (3) 將步驟（2)中得到的乳濁液在75°C條件下加熱反應7-8小時，得到五甲基五羥基 五元瓜環(huán)PPQ [5]的混合物； (4) 將得到的PPQ[5]的混合物蒸干，得到混合物固體； (5) 向混合物固體加二甲基亞砜DMSO溶解，減壓抽濾去掉不溶物濾渣，保留DMSO濾 液； (6) 向DMSO溶液中加入無水乙醇，產(chǎn)生沉淀，并繼續(xù)加乙醇使沉淀完全； (7) 將步驟（6)的沉淀減壓抽濾，并用無水乙醇洗滌沉淀3-4次，得到五甲基五羥基五 元瓜環(huán)PPQ[5]粗品； (8) 將PPQ[5]粗品，經(jīng)氫離子型Dowex柱層析分離，得到五甲基五羥基五元瓜環(huán) PPQ[5]純品。
3. 根據(jù)權利要求2所述的一種五甲基五元瓜環(huán)的制備方法，其特征是：當五甲基五元 瓜環(huán)SPMeQ[5]、過硫酸鈉 Na2S2O8按摩爾比1 : 6時，五甲基五羥基五元瓜環(huán)PPQ[5]產(chǎn)率最 商。
4. 根據(jù)權利要求2所述的一種五甲基五元瓜環(huán)的制備方法，其特征是：柱層析所 用固定相為D ow e X 5 OW X 2氫離子型；淋洗液為冰乙酸，水和鹽酸的混合溶液，其中鹽酸 濃度為〇. 1?〇. 5mol/L,冰醋酸和水的體積比為1 :1,冰醋酸和水和濃鹽酸的體積比為 500:500:8. 5 ?42. 5。
【文檔編號】C07D487/22GK104341428SQ201410512568
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年9月29日 優(yōu)先權日:2014年9月29日
【發(fā)明者】趙文暄, 王傳增, 張云黔, 薛賽鳳, 陶朱, 祝黔江 申請人:貴州大學