瓜環(huán)家族中新成員—十三、十五元瓜環(huán)及其合成分離方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于新型大環(huán)化合物及其合成分離方法。具體的說是十三、十五元瓜環(huán)及其合成、分離方法。
【背景技術(shù)】
[0002]1981年Mock研究組利用單晶X —射線衍射方法表征了瓜環(huán)家族的第一個成員一六元瓜環(huán)(Q [6] )，2000年Day研究組和Kim研究組于同時報道了三種六元瓜環(huán)的同系物一五元瓜環(huán)(Q[5])、七元瓜環(huán)(Q[7])以及八元瓜環(huán)(Q[8] )；2002年Day研究組又報道了包結(jié)了五元瓜環(huán)的十元瓜環(huán)(Q[5]@Q[10]);美國學(xué)者Isaacs研究組2006年合成得到錯位橋聯(lián)的十元瓜環(huán)；2007年合成得到錯位橋聯(lián)的六元瓜環(huán)，2011年報道了缺位的六元瓜環(huán)，這些瓜環(huán)都是以C-型多聚體為基本構(gòu)筑模塊形成的瓜環(huán)。2005年美國學(xué)者Isaacs研究組與韓國學(xué)者Kim研究組合作報道了反式六元瓜環(huán)(Q[6]*)和反式七元瓜環(huán)(Q[7]*)，這些瓜環(huán)都是以S-型多聚體為基本構(gòu)筑模塊形成的瓜環(huán)。于是這些瓜環(huán)的出現(xiàn)為瓜環(huán)形成的機理建立奠定了重要基礎(chǔ):即苷脲與甲醛反應(yīng)形成C-型多聚體以及S-型多聚體，然后C-型多聚體進一步形成系列普通瓜環(huán)以及不完全閉合瓜環(huán)等；而S-型多聚體進一步形成系列反式瓜環(huán)。2013年我們實驗室報道了當(dāng)時聚合度最大的瓜環(huán)，鉸接十四元瓜環(huán)(tQ[14])，表明在瓜環(huán)形成過程中，苷脲與甲醛反應(yīng)還可能形成螺旋結(jié)構(gòu)的多聚體(T-型多聚體)，因此進一步充實和完善瓜環(huán)形成機理。同時，這樣結(jié)構(gòu)的瓜環(huán)的發(fā)現(xiàn)，因其新穎性以及可能涉及研究領(lǐng)域的廣泛性(包括主客體化學(xué)、超分子化學(xué)、生物化學(xué)、藥物化學(xué)、聚合物、材料、催化等)而備受各國學(xué)者的關(guān)注。
[0003]本發(fā)明發(fā)明人在2012年合成分離出絞接十四元瓜環(huán)tQ[14]并申請專利，專利號:ZL201210551698.7，發(fā)明名稱是“瓜環(huán)家族中新成員一絞接十四元瓜環(huán)及其合成分離方法”。本發(fā)明是在此基礎(chǔ)上進一步研究合成分離出的十三、十五元瓜環(huán)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于合成分離出新的瓜環(huán)化合物并進行研究。
[0005]本發(fā)明報道的十三元瓜環(huán)(Q[13])和十五元瓜環(huán)(Q[15])是目前已經(jīng)報道的瓜環(huán)家族中的兩個新成員。
[0006]本發(fā)明瓜環(huán)家族中新成員一十三元瓜環(huán)Q[13]、十五元瓜環(huán)Q[15]，
Q[13]由13個苷脲單體C14H16O2通過26個亞甲基一CH2—橋連形成的籠狀化合物，化學(xué)組成通式為=C78H78N52O26，分子量為:2158 ;
Q[15]由15個苷脲單體C14H16O2通過30個亞甲基一CH2—橋連形成的籠狀化合物，化學(xué)組成通式為=CmHmNmO3。，分子量為:2490 ;兩個化合物性狀皆為白色固體，易溶于水，溶于有機溶劑二甲亞砜，甲酸，乙酸；表現(xiàn)出特殊的親水親油特性，產(chǎn)品組成經(jīng)質(zhì)譜，核磁準(zhǔn)確無誤確認。
[0007]本發(fā)明所述的瓜環(huán)家族中新成員一一十三元瓜環(huán)Q[13]、十五元瓜環(huán)Q[15]的合成分離方法，包括Q[13]、Q[15]元瓜環(huán)和其它瓜環(huán)的混合物的合成方法，是將苷脲和多聚甲醛在濃鹽酸介質(zhì)中，加熱回流4~5小時，苷脲和多聚甲醛的重量配比為2~2.5:1，冷卻，得多種瓜環(huán)的混合液，并依次按下列步驟進行分離:
(1)在強烈攪拌下，將混合液緩緩倒入甲醇中，混合液與甲醇的體積比為1:8~12，得淡黃色沉淀，過濾，得濾渣，濾渣為多種瓜環(huán)的混合物；
(2)將濾渣常溫干燥，得淡黃色粉末；
(3)用2~3倍量的中性沸水浸取黃色粉末，超聲波震蕩3~5分鐘，反復(fù)浸提5~8次；
(4)將浸提液濃縮，并不斷過濾除去白色結(jié)晶物(白色結(jié)晶物為其他溶解性較差的瓜環(huán)，如六元瓜環(huán)或少量八元瓜環(huán)以及多聚體)，直至濃縮液濃度為每毫升含固體1.0-1.1克；
(5)將濃縮液裝填上Dowex陽離子型交換樹脂柱；
(6)用體積比1:(1~4): (0.01-1)水:乙酸:濃鹽酸溶液淋洗，依次分離出Q[5]，Q[7]，以及Q[13]，tQ[14]和Q[15]的混合物;其特征在于Q[13]、Q[15]與其他瓜環(huán)的混合物的合成方法是將苷脲和多聚甲醛在濃鹽酸介質(zhì)中，加熱79°C _82°C回流4~4.5小時，苷脲和多聚甲醛的重量配比為2~2.2:1，冷卻，得多種瓜環(huán)的混合液，并再分離步驟中增加步驟(7);
(7)利用大娃膠板(40cm X 40 cm)層析分離方法將Q[13]，tQ[14]和Q[15]的混合物分離，分別取含Q[13]和Q[15]的硅膠用甲酸洗脫，洗脫液旋干，即得到產(chǎn)品。
[0008]上述分離步驟(4)在將浸取液濃縮過程中，如有其它溶解性較小的瓜環(huán)的白色結(jié)晶物出現(xiàn)時，應(yīng)先將白色結(jié)晶物過濾后再進行步驟(5 )。
[0009]柱層析固定相為Dowex陽離子型交換樹脂。
[0010]根據(jù)淋洗出的物質(zhì)，梯度增加淋洗液的極性，即增加乙酸和鹽酸配比。當(dāng)淋洗十三元瓜環(huán)Q[13]、十五元瓜環(huán)Q[15]時，乙酸和鹽酸配比達到最大值。
[0011]
本發(fā)明專利所指的十三元瓜環(huán)(Q[13])和十五元瓜環(huán)(Q[15])是通過質(zhì)譜分析、核磁(氫譜)等表征新化合物最強有力的手段對所得到的十三元瓜環(huán)(Q[13])和十五元瓜環(huán)(Q[15])進行了準(zhǔn)確無誤的確認。
【附圖說明】
[0012]圖1十三元瓜環(huán)分別在氘代水(上圖)和氘代二甲亞砜(下圖)中的1H核磁共振譜圖。
[0013]圖2十三元瓜環(huán)的質(zhì)譜結(jié)果。
[0014]圖3十五元瓜環(huán)分別在氘代水(上圖)和氘代二甲亞砜(下圖)中的1H核磁共振譜圖。
[0015]圖4十五元瓜環(huán)分的質(zhì)譜結(jié)果。
[0016]圖5十三元瓜環(huán)、絞接十四元瓜環(huán)(tQ[14])以及十五元瓜環(huán)的化合物在大硅膠板(40 cm X 40 cm)層析分離結(jié)構(gòu)。
[0017]具體實施方法
實施例1:十三元瓜環(huán)(Q[13])和十五元瓜環(huán)(Q[15])的合成分離方法:
稱取苷脲500克，多聚甲醛200克，濃鹽酸2000mL，80°C回流反應(yīng)4小時，冷卻。在強烈攪拌下，將反應(yīng)液緩緩倒入甲醇中，混合液與甲醇的體積比為1:8，得淡黃色沉淀，過濾，得濾渣，濾渣為多種瓜環(huán)的混合物。用