反式七元瓜環(huán)的合成分離方法
【專利摘要】本發(fā)明是關(guān)于一個(gè)反式七元瓜環(huán)iQ[7]的合成分離方法，屬于有機(jī)高分子【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明利用苷脲以及多聚甲醛在濃鹽酸介質(zhì)條件下，回流溫度5～8小時(shí)，冷卻，逐步加水稀釋以分離水溶性較差的八元瓜環(huán)Q[8]、六元瓜環(huán)Q[6]、少量反式六元瓜環(huán)iQ[6]以及少量包結(jié)五元瓜環(huán)的十元瓜環(huán)Q[5]@Q[10]后。將含有五元瓜環(huán)Q[5]、七元瓜環(huán)Q[7]、少量反式七元瓜環(huán)iQ[7]少量鉸接十四元瓜環(huán)tQ[14]的母液濃縮，加載到Dowex陽(yáng)離子型交換樹(shù)脂為固定相的層析柱，以體積比水∶乙酸∶濃鹽酸=1∶1∶(0.01～0.3)溶液淋洗，得到反式七元瓜環(huán)iQ[7]純品。本發(fā)明分離方法簡(jiǎn)單快速。
【專利說(shuō)明】反式七元瓜環(huán)的合成分離方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于有機(jī)高分子化合物【技術(shù)領(lǐng)域】，具體的說(shuō)是反式七元瓜環(huán)iQ[7]的合 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(gè)成員一 六兀瓜環(huán)Q [6]，2000年Day研究組和Kim研究組于同時(shí)報(bào)道了三種六兀瓜環(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(bào)道了包結(jié)了五元 瓜環(huán)的十元瓜環(huán)Q[5]@Q[10];美國(guó)學(xué)者Isaacs研究組在合成分離出一系列結(jié)構(gòu)特異的新 型瓜環(huán)，如2005年報(bào)道了反式六元瓜環(huán)iQ[6]和反式七元瓜環(huán)iQ[7] ;2006年又合成得到 錯(cuò)位橋聯(lián)的十元瓜環(huán)；2007年又合成得到錯(cuò)位橋聯(lián)的六元瓜環(huán)；2011年報(bào)道了缺位的六元 瓜環(huán)；2013年貴州省大環(huán)化學(xué)及超分子化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室又合成、分離出了目前瓜環(huán)家族中 最大的絞接十四元瓜環(huán)tQ[14]。利用這些大小以及結(jié)構(gòu)特征各異的瓜環(huán)不僅可包結(jié)非極 性的有機(jī)分子，亦可利用其端口極性羰基氧與金屬等陽(yáng)離子發(fā)生配位作用，因而形成包含 瓜環(huán)主客體化學(xué)和瓜環(huán)配位化學(xué)所特有的瓜環(huán)化學(xué)，并因其新穎性以及涉及研究領(lǐng)域廣泛 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(guó) 學(xué)者的關(guān)注。
[0003] 雖然普通瓜環(huán)家族已有不少成員，但對(duì)于那些異形瓜環(huán)，如反式六元瓜環(huán)iQ[6]、 反式七元瓜環(huán)iQ[7]、錯(cuò)位橋聯(lián)六元瓜環(huán)、十元瓜環(huán)等的進(jìn)一步研究極為少見(jiàn)。最主要的 原因是這些瓜環(huán)在合成過(guò)程中是動(dòng)力學(xué)產(chǎn)物，含量很少。目前還沒(méi)有找到這些異形瓜環(huán)簡(jiǎn) 便快速的分離方法。如到目前為止，除了報(bào)道發(fā)現(xiàn)反式七元瓜環(huán)iQ[7]的文獻(xiàn)外（J. Am. Chem. Soc. 2005，127，18000-18001)，國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有一個(gè)研究組對(duì)其開(kāi)展進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)性 的研究。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的是利用簡(jiǎn)單快速的合成、分離方法得到純反式七元瓜環(huán)iQ[7]，并利用 核磁(氫譜）分析表征對(duì)所得到的iQ[7]進(jìn)行了準(zhǔn)確無(wú)誤的確認(rèn)。
[0005] 本發(fā)明合成、分離的iQ[7]是目前已經(jīng)報(bào)道的瓜環(huán)家族中的一個(gè)已知的成員。 iQ[7]是由7個(gè)苷脲單體C4H6N402通過(guò)14個(gè)亞甲基一 CH2 -橋聯(lián)形成的籠狀化合物，其中的 一個(gè)苷脲單體的連接方式比較特異，即苷脲單體的兩個(gè)質(zhì)子指向瓜環(huán)內(nèi)部，其化學(xué)組成通 式為：C42H42N28014。
[0006] 本發(fā)明反式七元瓜環(huán)的合成分離方法，是將苷脲和多聚甲醛在濃鹽酸介質(zhì)中， 100°C加熱回流5~8小時(shí)，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，其特征是依次按下列步驟進(jìn)行分離： (1)逐步加水稀釋上述多種瓜環(huán)的混合液，隨著混合液鹽酸濃度的降低，水溶性最差的 八元瓜環(huán)Q[8]與少量包結(jié)五元瓜環(huán)的十元瓜環(huán)Q[5]@Q[10]混合物最先析出，繼續(xù)加水稀 釋，則水溶性較差的六元瓜環(huán)Q[6]與少量反式六元瓜環(huán)iQ[6]混合物相繼析出，繼續(xù)加水 稀釋，直到溶液中不再有沉淀產(chǎn)生，過(guò)濾，取濾液； (2) 將稀釋后的濾液濃縮至原體積的三分之一至四分之一，濃縮液含可溶性的瓜環(huán)混 合物：五元瓜環(huán)Q[5]、七元瓜環(huán)Q[7]、少量反式七元瓜環(huán)iQ[7]以及少量鉸接十四元瓜環(huán) tQ[14]； (3) 將此濃縮液裝填上Dowex陽(yáng)離子型交換樹(shù)脂為固定相的層析柱； (4) 用體積比水：乙酸：濃鹽酸=1:1:0. 01~0. 3溶液淋洗，首先分離出反式七元瓜環(huán) iQ[7]的純品，當(dāng)iQ[7]淋洗完后，逐漸加大淋洗液中濃鹽酸的體積比，依次分離出五元瓜 環(huán)Q [5]、七元瓜環(huán)Q [7]以及鉸接十四元瓜環(huán)tQ[ 14]的純品。
[0007] 上述合成的多種瓜環(huán)的混合液中所得的多種瓜環(huán)為八元瓜環(huán)Q[8]，包結(jié)五元瓜環(huán) 的十元瓜環(huán)Q[5]@Q[10]，六元瓜環(huán)Q[6]，反式六元瓜環(huán)iQ[6],五元瓜環(huán)Q[5]、七元瓜環(huán) Q[7]、少量反式七元瓜環(huán)iQ[7]以及少量鉸接十四元瓜環(huán)tQ[14]。
[0008] 本發(fā)明反式七元瓜環(huán)純品iQ[7]的合成分離方法，是在濃鹽酸介質(zhì)中多種瓜環(huán) 的混合液，先經(jīng)過(guò)逐步加水分離除去水溶性最差的八元瓜環(huán)Q[8]與少量包結(jié)五元瓜環(huán)的 十元瓜環(huán)Q[5]@Q[10]，水溶性較差的六元瓜環(huán)Q[6]與少量反式六元瓜環(huán)iQ[6]，再經(jīng)過(guò) Dowex陽(yáng)離子型交換樹(shù)脂柱層析與五元瓜環(huán)Q[5]、七元瓜環(huán)Q[7]、以及少量鉸接十四元瓜 環(huán)tQ [14]分離而得到反式七元瓜環(huán)iQ [7]。
[0009] 合成過(guò)程中當(dāng)苷脲和多聚甲醛的重量配比改變時(shí)，并且當(dāng)加熱回流溫度和時(shí)間改 變時(shí)，得到多種瓜環(huán)混合液各成分的含量也會(huì)相應(yīng)改變。
[0010] 本發(fā)明專利是利用氫核磁共振譜分析表征對(duì)所得到的iQ[7]進(jìn)行了準(zhǔn)確無(wú)誤的 確認(rèn)。
[0011] 本發(fā)明合成分離純反式七元瓜環(huán)iQ[7]方法簡(jiǎn)單快速，是首次提出從瓜環(huán)混合物 中分離出反式七元瓜環(huán)iQ[7]的簡(jiǎn)單快速方法。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1反式七元瓜環(huán)iQ [7]在氘代水的1Η核磁共振譜圖。
[0013] 圖2七元瓜環(huán)Q[7]和反式七元瓜環(huán)iQ[7]在硅膠板上的位置，其中點(diǎn)1是七元瓜 環(huán)Q[7],點(diǎn)2是反式七元瓜環(huán)iQ[7]。
[0014] 具體實(shí)施方法 實(shí)施例：反式七元瓜環(huán)iQ [7]的合成實(shí)施方法： 稱取苷脲50克，多聚甲醛20克，濃鹽酸200mL，回流反應(yīng)6小時(shí)，冷卻，分步加水稀釋 至無(wú)沉淀產(chǎn)生(沉淀為水溶性較差的八元瓜環(huán)Q[8]、六元瓜環(huán)Q[6]等溶解性差的瓜環(huán)，約 40克)。將含有五元瓜環(huán)Q[5]、七元瓜環(huán)Q[7]、少量絞接十四元瓜環(huán)tQ[14]、反式七元瓜環(huán) iQ[7]的母液濃縮至一定體積(不能太粘稠，以免影響樣品上柱，取濃縮液25 mL (每毫升含 固體0. 9-1. 1克)。將濃縮液加載到硅膠G為固定相的層析柱(直徑：40mm ;高度：800mm)， 以1:1:0. 01、. 3水：乙酸：濃鹽酸為淋洗液。首先分離出根據(jù)淋洗出反式七元瓜環(huán)iQ[7] 的純品，當(dāng)iQ[7]淋洗完后，逐漸加大淋洗液中濃鹽酸的體積比，增加淋洗液的極性，依次 分離出五元瓜環(huán)Q [5]、七元瓜環(huán)Q [7]以及鉸接十四元瓜環(huán)tQ[ 14]的純品。反式七元瓜環(huán) iQ[7]的收率約占理論產(chǎn)率的1%。
【權(quán)利要求】
1. 反式七元瓜環(huán)的合成分離方法，是將苷脲和多聚甲醛在濃鹽酸介質(zhì)中，l〇〇°C加熱回 流5~8小時(shí)，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，其特征是 依次按下列步驟進(jìn)行分離： (1) 逐步加水稀釋上述多種瓜環(huán)的混合液，隨著混合液鹽酸濃度的降低，水溶性最差的 八元瓜環(huán)Q[8]與少量包結(jié)五元瓜環(huán)的十元瓜環(huán)Q[5]@Q[10]混合物最先析出，繼續(xù)加水稀 釋，則水溶性較差的六元瓜環(huán)Q[6]與少量反式六元瓜環(huán)iQ[6]混合物相繼析出，繼續(xù)加水 稀釋，直到溶液中不再有沉淀產(chǎn)生，過(guò)濾，取濾液； (2) 將稀釋后的濾液濃縮至原體積的三分之一至四分之一，濃縮液含可溶性的瓜環(huán)混 合物：五元瓜環(huán)Q[5]、七元瓜環(huán)Q[7]、少量反式七元瓜環(huán)iQ[7]以及少量鉸接十四元瓜環(huán) tQ[14]； (3) 將此濃縮液裝填上Dowex陽(yáng)離子型交換樹(shù)脂為固定相的層析柱； (4) 用體積比水：乙酸：濃鹽酸=1:1:0. 01~0. 3溶液淋洗，首先分離出反式七元瓜環(huán) iQ[7]的純品，當(dāng)iQ[7]淋洗完后，逐漸加大淋洗液中濃鹽酸的體積比，依次分離出五元瓜 環(huán)Q [5]、七元瓜環(huán)Q [7]以及鉸接十四元瓜環(huán)tQ[ 14]的純品。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反式七元瓜環(huán)的分離方法，其特征是合成的多種瓜環(huán)的混 合液中所得的多種瓜環(huán)為八元瓜環(huán)Q[8]，包結(jié)五元瓜環(huán)的十元瓜環(huán)Q[5]@Q[10]，六元瓜環(huán) Q[6],反式六元瓜環(huán)iQ[6],五元瓜環(huán)Q[5]、七元瓜環(huán)Q[7]、少量反式七元瓜環(huán)iQ[7]以及 少量鉸接十四元瓜環(huán)tQ[14]。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的反式七元瓜環(huán)純品iQ[7]的合成分離方法，其特征是 在濃鹽酸介質(zhì)中多種瓜環(huán)的混合液，先經(jīng)過(guò)逐步加水分離除去水溶性最差的八元瓜環(huán)Q[8] 與少量包結(jié)五元瓜環(huán)的十元瓜環(huán)Q[5]@Q[10]，水溶性較差的六元瓜環(huán)Q[6]與少量反式六 元瓜環(huán)iQ[6]，再經(jīng)過(guò)Dowex陽(yáng)離子型交換樹(shù)脂柱層析與五元瓜環(huán)Q[5]、七元瓜環(huán)Q[7]以 及少量鉸接十四元瓜環(huán)tQ[14]分離而得到反式七元瓜環(huán)iQ[7]。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反式七元瓜環(huán)的合成分離方法其特征是當(dāng)苷脲和多聚甲醛 的重量配比改變時(shí)，并且當(dāng)加熱回流溫度和時(shí)間改變時(shí)，得到多種瓜環(huán)混合液各成分的含 量也會(huì)相應(yīng)改變。
【文檔編號(hào)】C07D487/04GK104151327SQ201410420394
【公開(kāi)日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年8月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月25日
【發(fā)明者】李青, 張德清, 張?jiān)魄? 薛賽鳳, 陶朱, 祝黔江 申請(qǐng)人:貴州大學(xué)