本申請(qǐng)根據(jù)35U.S.C.119要求申請(qǐng)序號(hào)為62/045,514、2014年9月3日遞交的、名稱(chēng)為“一種具有對(duì)映異構(gòu)體柱[5]芳烴活性域的同手性金屬有機(jī)框架化合物”的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容在此并入本申請(qǐng)作為參考。

關(guān)于聯(lián)邦資助科研開(kāi)發(fā)的聲明

本發(fā)明得到了由國(guó)家科學(xué)基金會(huì)給予的合同號(hào)為CHE-0924620和DGE-0824162下的政府資助。政府在本發(fā)明中享有一些權(quán)利。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于制備金屬有機(jī)框架化合物的方法，所述金屬有機(jī)框架化合物用于從外消旋混合物分離對(duì)映異構(gòu)體。

背景技術(shù)：

相關(guān)技術(shù)描述

柱[n]芳烴是由n個(gè)對(duì)苯二酚環(huán)通過(guò)亞甲基橋連接其對(duì)位組成的大環(huán)分子。這些化合物是容器型分子(cavitands)的一個(gè)新家族，其已經(jīng)迅速變?yōu)橹骺腕w化學(xué)領(lǐng)域的重要角色。由于他們的新結(jié)構(gòu)和他們的懸吊官能團(tuán)可協(xié)調(diào)性，柱[n]芳烴已經(jīng)被引入許多類(lèi)型的材料，包括聚合物、納米顆粒和液晶。Stoddart和他的同事描述了將剛性的A1/A2-二官能化的柱[5]芳烴支柱rac-1(圖1)引入到有機(jī)金屬框架化合物(MOF)rac-P5A-MOF-1(N.L.Strutt等,J.Am.Chem.Soc.,2012,134:17436)。該柱[5]芳烴在足以咋其多空結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生活性域的rac-P5A-MOF-1中形成空腔，其中客體的有序分布可以通過(guò)富π電子的柱[5]芳烴主體和貧電子的客體之間的高比電荷傳遞相互作用來(lái)得以維持。這些活性域具有接納大量吡啶嗡陽(yáng)離子和對(duì)二硝基苯的能力，并且柱[5]芳烴被證明對(duì)更缺電子的客體具有選擇性。

存在于柱[n]芳烴中的取代基迫使它們顯示平面的手性。在1,4-二甲氧-柱[5]芳烴(DM柱[5]芳烴)中存在五個(gè)平面手性，其與在2/5環(huán)位置的1,4-二甲氧苯環(huán)和兩個(gè)連續(xù)的亞甲基碳共平面。DM柱[5]芳烴的兩個(gè)最低能量對(duì)映異構(gòu)體的構(gòu)象異構(gòu)體的手性可以用Cahn-Ingold-Prelog命名法描述為R_pR_pR_pR_pR_p和S_pS_pS_pS_pS_p，它們?cè)谶@里分別縮寫(xiě)為R_p和S_p。由于環(huán)在室溫下的旋轉(zhuǎn)R_p和S_p構(gòu)象異構(gòu)體快速地平衡，這使得分離DM柱[5]芳烴的對(duì)映異構(gòu)體富集的樣品變得不可能。柱[n]芳烴衍生物中如A1/A2二羥基柱[5]芳烴的轉(zhuǎn)換過(guò)程的速率可以被縮短，在一些衍生物例如具有體積大的取代基的柱[5]芳烴或構(gòu)成機(jī)械地連鎖化合物的柱[5]芳烴中(轉(zhuǎn)換過(guò)程)會(huì)被完全中止。

有機(jī)支柱rac-1的外消旋混合物由于其剛性的二官能化而不能進(jìn)行立體化學(xué)轉(zhuǎn)化，其通過(guò)Zn₄O次級(jí)構(gòu)造單元(SBUs)連接以產(chǎn)生rac-P5A-MOF-1(Strutt等(2012))。這些MOF中的活性域構(gòu)成柱[5]芳烴的識(shí)別部位，該識(shí)別部位具有隨機(jī)分布的手性。

盡管已經(jīng)有許多已知的包含有立體中心或者手性軸的成分的同手性MOF的例子，將平面手性引入到同手性MOF中還是相對(duì)未被研究的現(xiàn)象。包含手性純活性域的多孔結(jié)構(gòu)也是有興趣的領(lǐng)域，這是因?yàn)樗鼈兙哂凶鳛橥ㄟ^(guò)高效液相層析(HPLC)進(jìn)行對(duì)映異構(gòu)體的分離的高度設(shè)計(jì)的手性穩(wěn)定階段的應(yīng)用前景。

支柱rac-1的甲酯可以通過(guò)手性高壓液相色譜法在分析級(jí)別上被解析(Strutt等(2012)。為了制備P5A-MOF-1的同手性版本和評(píng)估多孔結(jié)構(gòu)分離小分子消旋物的能力，必須在更大的級(jí)別上解析rac-1。雖然制備級(jí)的手性高壓液相色譜法將可能適合于rac-1的解析，該技術(shù)成本過(guò)高，不是廣泛有效的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在第一方面，提供一種同手性金屬有機(jī)框架化合物(MOF)。該同手性MOF選自(Sp)-P5A-MOF-1和(Rp)-P5A-MOF-1組成的組。

在第二方面，提供一種由(Sp)-P5A-MOF-1構(gòu)成的同手性金屬有機(jī)框架化合物(MOF)的制備方法。該方法包括兩個(gè)步驟。第一步包括制備(Sp)-1和Zn(NO₃)₂在溶劑中的混合物，其中(Sp)-1是通式(I)表示的Sp-對(duì)映異構(gòu)體結(jié)構(gòu)：

第二步包括在一個(gè)升高的溫度加熱所述混合物，以形成由(Sp)-P5A-MOF-1構(gòu)成的同手性金屬有機(jī)框架化合物(MOF)。

在第三方面，提供一種由(Rp)-P5A-MOF-1構(gòu)成的同手性金屬有機(jī)框架化合物(MOF)的制備方法。該方法包括兩個(gè)步驟。第一步包括制備(Rp)-1和Zn(NO₃)₂在溶劑中的混合物，其中(Rp)-1是通式(I)表示的Rp-對(duì)映異構(gòu)體結(jié)構(gòu)：

第二步包括在一個(gè)升高的溫度加熱所述混合物，以形成由(Rp)-P5A-MOF-1構(gòu)成的同手性金屬有機(jī)框架化合物(MOF)。

在第四方面,提供一種通式(I)表示的純對(duì)映異構(gòu)體結(jié)構(gòu)的制備方法：

該方法包括兩個(gè)步驟。第一步包括制備包含基于水的溶液和含通式(II)所示的純對(duì)映異構(gòu)體結(jié)構(gòu)的溶劑的混合物：

第二步包括在一個(gè)升高的溫度加熱所述混合物，以形成通式(I)所示的純對(duì)映異構(gòu)體結(jié)構(gòu)。

在第五方面，提供一種從外消旋混合物分離對(duì)映異構(gòu)體化合物的方法。該方法包括兩個(gè)步驟。第一步包括將外消旋混合物與同手性金屬有機(jī)框架化合物(MOF)接觸以形成包含對(duì)映異構(gòu)體化合物和同手性金屬有機(jī)框架化合物的復(fù)合物，所述同手性金屬有機(jī)框架化合物選自由(Sp)-P5A-MOF-1和(Rp)-P5A-MOF-1構(gòu)成的組。第二步包括用溶劑洗滌所述復(fù)合物以除去所述外消旋混合物的未復(fù)合成分。

本發(fā)明的這些和其他特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)下面的說(shuō)明被更好地理解。在本說(shuō)明書(shū)中，附圖用于參考，其構(gòu)成本發(fā)明的一部分，并且其用于說(shuō)明而非限制本發(fā)明的實(shí)施方式。

附圖說(shuō)明

在考慮下面的詳細(xì)說(shuō)明時(shí)這些除了上面提到的特征、目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)將變得更容易清晰可見(jiàn)。這些詳細(xì)說(shuō)明提到了以下的附圖。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)，描述了從有機(jī)支柱rac-1合成rac-P5A-MOF-1的典型路線，其中描述了(Sp)-1(紅色)和(Rp)-1(藍(lán)色)。

圖2描述了在將有機(jī)rac-1解析成(Sp)-1(紅色)和(Rp)-1(藍(lán)色)之后合成同手性(Sp)-P5A-MOF-1和(Rp)-P5A-MOF-1的典型路線。

圖3A描述了合成手性有機(jī)支柱1((Sp)-1和(Rp)-1))的純對(duì)映異構(gòu)體的典型路線，該路線基于來(lái)自三氟甲烷磺酸2的平面手性、使用手性助劑幫助分離中間體4(即(SSSp)-4和(SSRp)-4)的非對(duì)映異構(gòu)物。

圖3B描述了(SSSp)-4和(SSRp)-4的固態(tài)結(jié)構(gòu)，其中C原子是灰色的，O原子是白色的，N原子是藍(lán)色的，為了清楚起見(jiàn)H原子已被移除。

圖3C描述了非對(duì)映異構(gòu)物(SSSp)-4和(RRRp)-4的典型的分析高壓液相色譜法(二氧化硅，CH₂Cl₂/甲醇的梯度從100:0到94:6，經(jīng)歷40分鐘，λ＝254nm)。

圖4A描述了(Sp)-1(紅色)和(Rp)-1(藍(lán)色)的典型的圓二色性(CD)光譜。實(shí)線是從所述合成的(Sp)-1和(Rp)-1(MeCN,0.5mM)處收集，虛線譜是從以約0.5mM溶解在MeCN中的(Sp)-P5A-MOF-1(紅色)和(Rp)-P5A-MOF-1處收集。

圖4B描述了解析的對(duì)映異構(gòu)體(Rp)-1(板(i)),(Sp)-1(板(ii))和外消旋混合物rac-1(板(iii))樣品的典型手性高壓液相色譜法(己烷/iPrOH的梯度從90:10到50:50，經(jīng)歷40分鐘，λ＝254nm)。

圖5A描述了同手性P5A-MOF-1的典型合成，并顯示了(Sp)-P5A-MOF-1和(Rp)-P5A-MOF-1晶體的光學(xué)顯微術(shù)成像。

圖5B描述了(Sp)-P5A-MOF-1(紅色)和(Rp)-P5A-MOF-1(藍(lán)色)的典型粉末X-射線衍射(PXRD)圖案，用圖表示，與模原型的P5A-MOF-1結(jié)構(gòu)的PXRD圖案非常匹配。

具體實(shí)施方式

雖然本發(fā)明可以進(jìn)行各種改型和替代方式，其示范性的實(shí)例在附圖中舉例說(shuō)明和在此詳細(xì)描寫(xiě)。但是應(yīng)該理解那些示范性實(shí)例的說(shuō)明并不意味著將本發(fā)明限制為公開(kāi)的特定形式，相反地本發(fā)明旨在覆蓋所有落入如所述具體實(shí)例和權(quán)利要求限定的本發(fā)明精神和范圍的改進(jìn)、替代和備選方案。因此實(shí)例參考和權(quán)利要求被用于解釋本發(fā)明的范圍。

下文中將要更充分地參考附圖描述所述組合物和方法，其中將本發(fā)明的實(shí)例的部分而非全部排列和變化示出了。實(shí)際上，本發(fā)明可以體現(xiàn)為許多不同的形式，而不應(yīng)被認(rèn)為限制為這里闡述的實(shí)例。這些實(shí)例以充分的撰寫(xiě)細(xì)節(jié)進(jìn)行描述并使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠制造和使用本發(fā)明，一起公開(kāi)的還有用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式，如權(quán)利要求及其等價(jià)物所定義的那樣。

同樣地，本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在受到上述說(shuō)明書(shū)和附圖中教導(dǎo)下會(huì)想到這里描述的組合物和方法的諸多改變和其他實(shí)例。因此，將理解本發(fā)明不限于公開(kāi)的特定實(shí)例，并且意圖將那些改進(jìn)和其他實(shí)例包括在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。盡管這里使用了專(zhuān)用名詞，它們只是用作普通和敘述的功能，不為了作限制。

除非另外定義，這里使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)具有被本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的相同的意思。盡管任何與這里描述的那些相似或等價(jià)的方法和材料可以被用于本發(fā)明的實(shí)踐或測(cè)試，優(yōu)選的方法和材料如下所述。

此外，用不定冠詞“一個(gè)”或“一種”表示的要素并不排除存在多于一個(gè)(單數(shù))的可能性，除非上下文明確地要求只有一個(gè)要素。不定冠詞“一個(gè)”或“一種”由此通常指“至少一個(gè)”。

這里使用的“約”意味著一個(gè)數(shù)值的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的范圍，例如規(guī)定的濃度、長(zhǎng)度、分子量、pH值、序列同一性、時(shí)間范圍、溫度或體積。這樣的數(shù)值或范圍可以在一個(gè)數(shù)量級(jí)內(nèi)，典型的在給定值或范圍的20％內(nèi)，更典型的在10％內(nèi)，進(jìn)而更典型的在5％內(nèi)。通過(guò)“約”包含的允許偏差取決于研究中的特定系統(tǒng)，能容易地被本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解。

綜述

本申請(qǐng)人開(kāi)發(fā)了一種可以在克級(jí)別的尺度上操作的解析rac-1的方法，其不需要使用手性色譜法。對(duì)映異構(gòu)體(Sp)-1和(Rp)-1可以用對(duì)映異構(gòu)體純的手性助劑官能化，由此將對(duì)映異構(gòu)體轉(zhuǎn)變成可以在之后使用正相色譜法分離的兩種非對(duì)映異構(gòu)物。分離后，可以移除手性助劑，顯示對(duì)映異構(gòu)體純支柱(Sp)-1和(Rp)-1。對(duì)映異構(gòu)體純的支柱(Rp)-1和(Sp)-1可以被引入到(Rp)-P5A-MOF-1和(Sp)-P5A-MOF-1的同手性多孔框架中(圖2)。所述合成的同手性多孔框架適合用于從外消旋混合物分離對(duì)映異構(gòu)體的基材。

組合物和合成方法

獲得對(duì)映異構(gòu)體純的支柱(Sp)-1和(Rp)-1的合成方案(圖3A)從柱[5]芳烴三氟甲烷磺酸2開(kāi)始，柱[5]芳烴三氟甲烷磺酸2可以從DM柱[5]芳烴經(jīng)三步制備。三氟甲烷磺酸2可以與(S)-脯氨醇-取代4-羰基苯基-硼酸頻哪醇酯3在Pd催化的鈴木反應(yīng)(Suzuki reaction)中反應(yīng)，以生產(chǎn)非對(duì)映異構(gòu)體(SSSp)-4和(SSRp)-4(圖3B)。該反應(yīng)被證明是有利于(SSRp)-4的輕微的非對(duì)映選擇性。該化合物4的兩個(gè)非對(duì)映異構(gòu)體可以容易地通過(guò)進(jìn)行正相硅HPLC在幾百毫克的規(guī)模上被分離(圖3C)。(SSSp)-4和(SSRp)-4的單晶適合于X射線晶體學(xué)，是通過(guò)緩慢蒸發(fā)CH₂Cl₂來(lái)獲得的。因?yàn)?S)-脯氨醇的絕對(duì)構(gòu)型是已知的，該固態(tài)結(jié)構(gòu)可以被用于確定(SSSp)-4和(SSRp)-4中柱[5]芳烴的絕對(duì)立體構(gòu)型。所述(SSSp)-4和(SSRp)-4中的(S)-脯氨醇助劑通過(guò)堿性酰胺水解容易地被除去，獲得對(duì)映異構(gòu)體純的柱[5]芳烴支柱(Sp)-1和(Rp)-1。

(Sp)-1和(Rp)-1的圓二色性(CD)光譜學(xué)(圖4A)證實(shí)了用于進(jìn)行酰胺水解的條件不會(huì)導(dǎo)致所述支柱的外消旋化。從(Rp)-1觀察到的正科頓效應(yīng)和(Sp)-1的負(fù)科頓效應(yīng)與對(duì)映異構(gòu)體純的柱[5]芳烴衍生物見(jiàn)證的科頓效應(yīng)很好地一致。(Sp)-1和(Rp)-1甲酯的所述光學(xué)純度用分析級(jí)別的手性HPLC來(lái)評(píng)價(jià)(圖4B)，兩個(gè)對(duì)映異構(gòu)體樣品顯示具有97:3的對(duì)映異構(gòu)體比例。

所述同手性框架(Sp)-P5A-MOF-1和(Rp)-P5A-MOF分別從(Sp)-1和(Rp)-1以及Zn(NO₃)₂·6H₂O的DMF溶液獲得(在100℃下，參見(jiàn))。(Sp)-P5A-MOF-1和(Rp)-P5A-MOF-1的晶體是大的立方體，具有約0.125mm³的平均體積(圖5A)。同手性MOF的單晶X射線衍射分析發(fā)現(xiàn)分辨率沒(méi)有好到足以看清楚固態(tài)結(jié)構(gòu)中的單個(gè)原子。和rac-P5A-MOF-1一樣，同手性框架中的無(wú)序最可能是柱[5]芳烴中的三聚苯連接旋轉(zhuǎn)自由的結(jié)果。(Sp)-P5A-MOF-1和(Rp)-P5A-MOF-1的粉末X射線衍射(PXRD)幾乎完全一致(圖5B)，并且與P1空間群中的rac-P5A-MOF-1的建模版本的PXRD圖案很好地吻合。PXRD數(shù)據(jù)顯示同手性框架中的對(duì)映異構(gòu)體純的柱[5]芳烴活性域不會(huì)顯著改變MOF的整體結(jié)構(gòu)。(Sp)-P5A-MOF-1和(Rp)-P5A-MOF-1(圖4A)的被吸收晶體樣品的CD光譜學(xué)證明了(Sp)-1和(Rp)-1的外消旋化不會(huì)在升高的溫度下發(fā)生，升高溫度是合成MOF所需要的。

包含對(duì)映異構(gòu)體純的柱[5]芳烴活性域的同手性MOF的生產(chǎn)已經(jīng)被描述。所述合成的包含對(duì)映異構(gòu)體純的柱[5]芳烴活性域的同手性MOF是多孔框架引入擁有平面手性的活性域的較早的例子。在這些同手性材料的制備中，外消旋柱[5]芳烴衍生物的大規(guī)模解析的有效路徑也已經(jīng)被開(kāi)發(fā)出來(lái)了。這些同手性多孔框架對(duì)于小分子外消旋體的對(duì)映選擇性可以被對(duì)映選擇地約束在柱[5]芳烴的活性域。

手性辨別和對(duì)映選擇性分離的方法

在(Sp)-P5A-MOF-1和(Rp)-P5A-MOF-1內(nèi)的所述對(duì)映異構(gòu)體純的孔環(huán)境可以被用于手性辨別和對(duì)映選擇性分離方法中。對(duì)映異構(gòu)體純(Sp)-P5A-MOF-1或(Rp)-P5A-MOF-1可以排他地從外消旋混合物提取兩個(gè)對(duì)映異構(gòu)體化合物中的一個(gè)。通過(guò)將在對(duì)映異構(gòu)體與(Sp)-P5A-MOF-1或(Rp)-P5A-MOF-1之間形成的復(fù)合物浸漬到合適的有機(jī)溶劑例如無(wú)水丙酮中可以容易地萃取該引入的對(duì)映異構(gòu)體。所述(Sp)-P5A-MOF-1和(Rp)-P5A-MOF-1維持高的結(jié)晶度，并且所述對(duì)映異構(gòu)體純的孔環(huán)境可以通過(guò)浸漬到過(guò)量的合適有機(jī)溶劑如無(wú)水丙酮中簡(jiǎn)單的再生。

應(yīng)用

在第一方面，提供一種同手性金屬有機(jī)框架化合物(MOF)。該同手性MOF選自由(Sp)-P5A-MOF-1和(Rp)-P5A-MOF-1組成的組。

在第二方面，提供一種由(Sp)-P5A-MOF-1構(gòu)成的同手性金屬有機(jī)框架化合物(MOF)的制備方法。該方法包括兩個(gè)步驟。第一步包括制備(Sp)-1和Zn(NO₃)₂在溶劑中的混合物，其中(Sp)-1是通式(I)表示的Sp-對(duì)映異構(gòu)體結(jié)構(gòu)：

第二步包括在一個(gè)升高的溫度加熱所述混合物，以形成由(Sp)-P5A-MOF-1構(gòu)成的同手性金屬有機(jī)框架化合物(MOF)。

在第二方面的第一點(diǎn)，所述溶劑是無(wú)水二甲基甲酰胺。在第二方面的第二點(diǎn)，升高的溫度為約100℃。

在第三方面，提供一種由(Rp)-P5A-MOF-1構(gòu)成的同手性金屬有機(jī)框架化合物(MOF)的制備方法。該方法包括兩個(gè)步驟。第一步包括制備(Rp)-1和Zn(NO₃)₂在溶劑中的混合物，其中(Rp)-1是通式(I)表示的Rp-對(duì)映異構(gòu)體結(jié)構(gòu)：

第二步包在一個(gè)升高的溫度加熱所述混合物，以形成由(Rp)-P5A-MOF-1構(gòu)成的同手性金屬有機(jī)框架化合物(MOF)。

在第三方面的第一點(diǎn)，所述溶劑是無(wú)水二甲基甲酰胺。在第三方面的第二點(diǎn)，所述升高的溫度為約100℃。

在第四方面，提供一種通式(I)表示的純對(duì)映異構(gòu)體結(jié)構(gòu)的制備方法：

該方法包括兩個(gè)步驟。第一步包括制備包含基于水的溶液和含通式(II)所示的純對(duì)映異構(gòu)體結(jié)構(gòu)的溶劑的混合物：

第二步包括在一個(gè)升高的溫度加熱所述混合物，以形成通式(I)所示的純對(duì)映異構(gòu)體結(jié)構(gòu)。

在第四方面的第一點(diǎn)，所述通式(I)的純對(duì)映異構(gòu)體結(jié)構(gòu)是(Sp)-1對(duì)映異構(gòu)體，所述通式(II)的純對(duì)映異構(gòu)體結(jié)構(gòu)是(SSSp)-4對(duì)映異構(gòu)體。在第四方面的第二點(diǎn)，所述通式(I)的純對(duì)映異構(gòu)體結(jié)構(gòu)是(Rp)-1對(duì)映異構(gòu)體，所述通式(II)的純對(duì)映異構(gòu)體結(jié)構(gòu)是(SSRp)-4對(duì)映異構(gòu)體。在第四方面的第三點(diǎn)，所述溶劑包括二甲氧基乙烷。在第四方面的第四點(diǎn)，其中基于水的溶液包括氫氧化鈉水溶液。在第四方面的第五點(diǎn)，所述升高的溫度包括至少約85℃。

在第五方面，提供一種外消旋混合物分離對(duì)映異構(gòu)體化合物的方法。該方法包括兩個(gè)步驟。第一步包括將外消旋混合物與同手性金屬有機(jī)框架化合物(MOF)接觸以形成包含對(duì)映異構(gòu)體化合物和同手性金屬有機(jī)框架化合物的復(fù)合物，所述同手性金屬有機(jī)框架化合物選自由(Sp)-P5A-MOF-1和(Rp)-P5A-MOF-1構(gòu)成的組。第二步包括用溶劑洗滌所述復(fù)合物以除去所述外消旋混合物的未復(fù)合成分。

在第五方面的第一點(diǎn)，所述同手性金屬有機(jī)框架化合物(MOF)是(Sp)-P5A-MOF-1。在第五方面的第二點(diǎn)，所述同手性金屬有機(jī)框架化合物(MOF)是(Rp)-P5A-MOF-1。在第五方面的第三點(diǎn)，所述溶劑選自水性媒質(zhì)或有機(jī)媒質(zhì)。在第五方面的第四點(diǎn)，所述未復(fù)合的成分包括來(lái)自外消旋混合物的對(duì)映異構(gòu)體化合物。

實(shí)施例

本發(fā)明在考慮下面的非限制性的實(shí)施例的基礎(chǔ)上被更充分地理解，該實(shí)施例的目的在于說(shuō)明本發(fā)明而非限制。

實(shí)施例1 材料和方法

使用先前報(bào)道的步驟制備化合物2(Strutt等(2012))和4-碘苯酰氯(Gallardo H.等，Synthesis，2008:605)。所有的起始材料和試劑從商業(yè)供應(yīng)商處購(gòu)買(mǎi)得到并不經(jīng)純化地使用。使用商業(yè)溶劑凈化系統(tǒng)(SG Water公司)干燥溶劑(DMF和CH₂Cl₂)。使用預(yù)涂有硅膠60和熒光指示劑(Whatman LK6F)的玻璃板進(jìn)行分析的薄色層分離法(TLC)。所述玻璃板用紫外線燈(254nm)檢查。使用硅膠60(Silicycle)作為固定相進(jìn)行急驟層析法。在298K下使用1D和2D核磁共振(NMR)譜進(jìn)行記錄，除非另有說(shuō)明，記錄條件是使用Bruker AvanceⅢ500和600MHz光譜儀，工作頻率分別為對(duì)¹H(氫譜)為499.373和600.168MHz，對(duì)¹³C核為125.579和150.928MHz?；瘜W(xué)位移以對(duì)應(yīng)于殘留非氘化溶劑的相對(duì)信號(hào)的ppm(百萬(wàn)分之一)來(lái)記錄，耦合常數(shù)以赫茲(Hz)來(lái)記錄。所有的¹³C NMR譜用質(zhì)子核的同步去耦來(lái)記錄。用Agilent 6210LC-TOF高分辨質(zhì)譜儀來(lái)獲得電噴射離子化(ESI)質(zhì)譜。制備的高壓液相色譜法在帶有Rainin Dynamax硅LC柱(孔徑60埃)的Waters PrepLC 2000上進(jìn)行。用Phenomenex Luna硅LC柱(0.46×25cm，顆粒尺寸10微米，孔徑大小100埃)來(lái)進(jìn)行分析高壓液相色譜法。手性分析高壓液相色譜法用手性Pak IA柱(0.46×25cm)來(lái)進(jìn)行，該柱從Daicel化學(xué)工業(yè)購(gòu)買(mǎi)得到。單晶X射線數(shù)據(jù)在裝備有CuKα微源(帶有Quazar光學(xué)裝置)的Bruker Kappa APEX CCD衍射儀來(lái)收集。在裝備有CCD檢測(cè)器和CuKαIμS顯微測(cè)焦源(具有MX光學(xué)裝置)的Bruker AXS APEX2衍射儀上收集用于MOF樣品的粉末圖案。樣品安裝在測(cè)角儀頭上的尼龍環(huán)(cryoloops)上。數(shù)據(jù)使用一個(gè)區(qū)域檢測(cè)器收集，在旋轉(zhuǎn)機(jī)座轉(zhuǎn)過(guò)180°、在位于12°、24°和36°的2θ值、每個(gè)機(jī)座暴露10分鐘。在150毫米的距離，探測(cè)器靈敏面積覆蓋24°的2θ角。粉末圖形數(shù)據(jù)用非晶形的背景散射處理。紫外線/可見(jiàn)光吸光譜使用UV-3600島津分光光度計(jì)記錄。圓二色性光譜學(xué)用Jasco J-815圓二色性光譜儀在298K下、2毫米通路長(zhǎng)度小池中進(jìn)行。用奧林匹斯BX53研究用顯微鏡記錄光學(xué)顯微成像。

實(shí)施例2 制備(SSSp)-4和(SSRp)-4的合成方案

圖3A提供了合成(SSSp)-4和(SSRp)-4的概述。

1)(S)-6：根據(jù)流程圖(1A)實(shí)現(xiàn)(S)-6的合成

4-碘苯酰氯(1.00g，3.75mmol)在CH₂Cl₂(10mL)中的溶液在0℃和氮保護(hù)氣氛下被滴加到(S)-2-吡咯烷甲醇(0.50g，4.9mmol)和Et₃N(1.65mL)在CH₂Cl₂中的溶液中。反應(yīng)混合物在氮保護(hù)氣氛下被加熱到室溫并攪拌16小時(shí)，然后將其在真空下濃縮和經(jīng)歷硅膠色譜法(CH₂Cl₂/甲醇從100：0到97：3的梯度法)以獲得(S)-6(1.04g，83％)。¹H NMR(500MHz,CDCl₃,298K)δ＝7.77(d,J＝8Hz,2H),7.25(d,J＝8Hz,2H),4.75(dd,J₁＝8Hz,J₂＝2Hz,1H),4.38(qd,J₁＝8Hz,J₂＝2Hz,1H),3.82-3.70(m,2H),3.51-3.43(m,2H),2.21-2.15(m,1H),1.91-1.86(m,1H),1.80-1.71(m,1H),1.67-1.60(m1H).¹³C NMR(125MHz,CDCl₃,298K)δ＝170.9,137.5,136.1,128.8,96.5,66.3,61.3,51.1,28.2,25.0.高解析質(zhì)譜:(m/z):理論計(jì)算值[M+Na]⁺:353.9961，實(shí)驗(yàn)值：353.9964。

2)(S)-3:根據(jù)流程圖(1B)實(shí)現(xiàn)(S)-3的合成：

在干燥和脫氣的Me₂SO(50mL)中將[PdCl₂(ddpf)](50mg)加入到(S)-6(200mg，0.60mmol)、雙(頻哪醇合)二硼(450mg，1.8mmol)和KOAc(180mg，1.8mmol)的溶液中。將反應(yīng)混合物加熱到70℃并攪拌16小時(shí)，然后冷卻到室溫并用CH₂Cl₂(200mL)萃取，用水(200mL)洗滌。水相用CH₂Cl₂(100mL)洗滌兩次。合并的有機(jī)相用水洗滌，用Na₂SO₄干燥，在真空下濃縮并經(jīng)歷硅膠色譜法(CH₂Cl₂/甲醇從100:0到98:2的梯度)，獲得(S)-3(160mg，80％)。¹H NMR(500MHz,CDCl₃,298K)δ＝7.84(d,J＝8Hz,2H),7.48(d,J＝8Hz,2H),4.98(bs,1H),4.39(qd,J₁＝8Hz,J₂＝2Hz,1H),3.82-3.71(m,2H),3.48-3.42(m,2H),2.20-2.14(m,1H),1.88-1.83(m,1H),1.77-1.71(m,1H),1.66-1.58(m,1H),1.35(s,12H).¹³C NMR(125MHz,CDCl₃,298K)δ＝172.3,139.1,134.8,126.2,84.2,75.1,67.4,61.7,51.2,28.7,25.0,24.7.高解析質(zhì)譜:(m/z):理論計(jì)算值[M+Na]⁺:353.1883，實(shí)驗(yàn)值：353.1885.

3)(SSSp)-4和(SSRp)-4:根據(jù)流程圖(1C)實(shí)現(xiàn)了(SSSp)-4和(SSRp)-4的合成。

將Pd(PPh₃)₄(300mg)加入到2(1.00g,1.01mmol)、(S)-3(1.00g,3.05mmol)和含水的Na₂CO₃(650mg，25mL水)在四氫呋喃(100mL)中的混合物中?；旌衔镌?0℃下攪拌24小時(shí)，冷卻到室溫并加入到CH₂Cl₂(300mL)中。溶液用H₂O(2×100mL)和鹽水(100mL)洗滌，并用Na₂SO₂干燥，在真空下濃縮并經(jīng)歷硅膠色譜法(CH₂Cl₂/甲醇從100:0到95:5的梯度)，獲得(SSSp)-4和(SSRp)-4的混合物。然后非對(duì)映異構(gòu)物的混合物經(jīng)受高壓液相色譜法(二氧化硅，CH₂Cl₂/甲醇從100:0到94:6的梯度，持續(xù)40分鐘，λ＝254nm)，以產(chǎn)生純的(SSSp)-4(340mg,31％)和(SSRp)-4(410mg,37％)。

(SSSp)-4的特性描述:¹H NMR(500MHz,CDCl₃,298K)δ＝7.49(d,J＝8Hz,4H),7.15(d,J＝8Hz,4H),7.12(s,2H),6.77(s,2H),6.71(s,2H),6.51(s,2H),5.87(s,2H),4.45(q,J＝8Hz,2H),3.90-3.55(m,18H),3.68(s,6H),3.55(s,6H),3.36(s,12H),2.28-2.19(m,2H),1.98-1.91(m,2H),1.86-1.77(m,2H),1.72-1.62(m,2H).¹³C NMR(125MHz,CDCl₃,298K)δ＝172.3,151.2,151.1,150.8(3),150.7(5),144.4,139.9,136.6,134.9,132.4,129.5,129.1,128.9,128.4,127.8,127.1,114.5,114.3,114.1,114.0,67.8,61.9,56.2,56.1,55.6,51.4,33.2,30.1,29.6,28.8,25.3.

(SSRp)-4的特性描述:¹H NMR(500MHz,CDCl₃,298K)δ＝7.48(d,J＝8Hz,4H),7.13(d,J＝8Hz,4H),7.09(s,2H),6.77(s,2H),6.71(s,2H),6.53(s,2H),5.87(s,2H),4.47(q,J＝8Hz,2H),3.89-3.64(m,18H),3.69(s,6H),3.59(s,6H),3.38(s,6H),3.34(s,6H),2.27-2.19(m,2H),1.98-1.91(m,2H),1.84-1.77(m,2H),1.71-1.63(m,2H).¹³C NMR(125MHz,CDCl₃,298K)δ＝172.1,151.0,150.9,150.6(4),150.6(1),144.4,139.8,136.5,134.8,132.3,129.4,128.9,128.8,128.4,127.7,127.0,114.3(1),114.2(6),114.0,113.9,67.3,61.6,56.2,56.1,55.9,55.6,51.4,33.0,30.0,29.5,28.6,25.2.

高解析質(zhì)譜(SSSp)-4/(SSRp)-4:(m/z):理論計(jì)算值[M+H]⁺:1097.5158，實(shí)驗(yàn)值：1097.5150。

實(shí)施例3 制備(Sp)-1和(Rp)-1的合成方案

圖3A提供了一種合成(Sp)-1和(Rp)-1的概述。

根據(jù)流程圖(2A)實(shí)現(xiàn)了(Sp)-1和(Rp)-1的合成。

(Sp)-1和(Rp)-1:將NaOH的水溶液(1.0g，10mL H₂O中)加入(SSSp)-4或(SSRp)-4(200mg,0.18mmol)在二甲氧基乙烷(20mL)中的溶液中。該反應(yīng)混合物在85℃下攪拌4天，然后冷卻到室溫，加入到H₂O(100mL)中，用濃鹽酸(12.4M,10mL)酸化，用EtOAc(2×100mL)萃取。合并的有機(jī)層用水洗滌，用Na₂SO₄干燥，在真空下干燥以產(chǎn)生(Sp)-1(135mg，81％)或(Rp)-1(130mg，78％)。其核磁共振譜和質(zhì)譜和那些關(guān)于外消旋化合物rac–1的報(bào)道(Strutt等(2012))相同。¹H NMR(500MHz,(CD₃)₂CO,298K)δ＝11.31(bs,2H),8.08(d,4H,J＝8.5Hz),7.37(d,4H,J＝8Hz),7.36(s,2H),7.23(s,2H),6.91(s,2H),6.83(s,2H),6.68(s,2H),5.87(s,2H),3.89(d,2H,J＝13.5Hz),3.85(d,2H,J＝14Hz),3.79(s,2H),3.77(s,6H),3.72(s,6H),3.70(d,2H,J＝13Hz),3.64(d,2H,13Hz),3.52(s,6H),3.41(s,6H).¹³C NMR(125MHz,(CD₃)₂CO,298K)δ＝167.6,151.6,151.5,151.2,151.0,148.1,140.6,137.2,133.1,130.6,130.3,129.9,129.3,129.0,128.1,114.7,114.3,114.2,113.8,56.1,56.0,55.7,55.5,33.0.高解析質(zhì)譜:(m/z):理論計(jì)算值[M+Na]⁺:953.3507，實(shí)驗(yàn)值：953.3507。

實(shí)施例4 制備(Sp)-5和(Rp)-5的合成方案

根據(jù)流程圖(2B)實(shí)現(xiàn)了(Sp)-5和(Rp)-5的合成。

將LiOH(10mg)加入到(Sp)-1、(Rp)-1或外消旋化合物rac-1(10mg,0.01mmol)在四氫呋喃(10mL)的溶液中，在室溫下攪拌所述反應(yīng)混合物30分鐘。然后將Me₂SO₄(0.1mL)加入到反應(yīng)混合物中，回流反應(yīng)混合物并攪拌16小時(shí)，然后將其在真空下濃縮和經(jīng)歷硅膠色譜法(CH₂Cl₂/甲醇從100:0造成回流96:4的梯度法)以獲得(Sp)-5(5mg,50％)或(Rp)-5(6mg,60％)。其¹H譜和¹³CNMR譜、質(zhì)譜和那些關(guān)于外消旋化合物rac-1的報(bào)道(Strutt等(2012))相同。¹H NMR(500MHz,CDCl₃,298K)δ＝7.97(d,4H,J＝8Hz),7.15(d,4H,J＝8Hz),7.08(s,2H),6.82(s,2H),6.75(s,2H),6.58(s,2H),5.86(s,2H),3.99(s,6H),3.88(2)(d,2H,J＝14.5Hz),3.87(9)(s,2H),3.82(d,2H,J＝14Hz),3.77(d,2H,J＝13.5Hz),3.74(s,6H),3.72(d,2H,J＝13.5Hz),3.63(s,6H),3.40(s,6H),3.36(s,6H).¹³C NMR(125MHz,CDCl₃,298K)δ＝167.2,151.1(1),151.0(6),150.8,150.6,147.2,140.0,136.6,132.2,129.6,129.4,129.0,128.5,127.5,128.4,114.4,114.0(0),113.9(8),113.8,56.1,55.7,55.5,53.5,52.3,33.3,30.1,29.7.高解析質(zhì)譜：(m/z):理論計(jì)算值[M+NH₄]⁺:976.4286；實(shí)驗(yàn)值：976.4267。

實(shí)施例5 MOF合成

同手性P5A-MOF-1通過(guò)在100℃下加熱(Sp)-1、(Rp)-1(20mg)和Zn(NO₃)₂·6H₂O(20mg)在無(wú)水二甲基甲酰胺(2.5mL)的混合物24小時(shí)來(lái)制備。(Sp)-P5A-MOF-1和(Rp)-P5A-MOF-1的晶體的光學(xué)顯微術(shù)成像示于圖5A中。

實(shí)施例6 X-射線晶體衍射法

(SSSp)-4:

a)方法：通過(guò)緩慢蒸發(fā)CH₂Cl₂使(SSSp)-4的單晶生長(zhǎng)。

數(shù)據(jù)在裝備有CuKα微源(帶有Quazar光學(xué)裝置)的Bruker Kappa APEX CCD衍射儀在100K下來(lái)收集。結(jié)構(gòu)是孿晶的，因此Twinabs被用于形成隱藏文件夾。PLATON的擠壓(SQUEEZE)功能被用于去除無(wú)序溶劑分子的貢獻(xiàn)?？偟碾娮訑?shù)/單元＝230。盡管確切的溶劑含量是未知的，這些總的電子數(shù)/單元折合約六個(gè)CH₂Cl₂分子。這里只有那些在提純模型中使用的原子在結(jié)構(gòu)式中被提到。

b)晶體參數(shù)。[(C₆₇H₇₂N₂O₁₂)₂CH₂Cl₂].無(wú)色板(0.015×0.146×0.237mm).單斜的，P2₁,a＝12.0918(5),b＝21.3853(9),α＝90.000,β＝92.817(3),γ＝90.000°,Z＝2,T＝100(2)K,ρ計(jì)算值＝1.125g/cm³,μ＝0.972mm^-1.Flack x參數(shù)＝0.12(4),通過(guò)經(jīng)典強(qiáng)度適合來(lái)測(cè)定。收集10925反射的全部，10925是獨(dú)特的。(Rint＝0.0000).最終R1(F²>2σF²)＝0.0824，wR2＝0.2421(全部)。所述結(jié)構(gòu)通過(guò)直接法確定，使用傅里葉技術(shù)擴(kuò)展。CCDC#995695。

(SSRp)-4:

a)方法：通過(guò)緩慢蒸發(fā)CH₂Cl₂使(SSRp)-4的單晶生長(zhǎng)。

數(shù)據(jù)在裝備有CuKα微源(帶有Quazar光學(xué)裝置)的Bruker Kappa APEX CCD衍射儀在100K下來(lái)收集。在Olex2中執(zhí)行的溶劑屏蔽步驟被用于從提純?nèi)コ軇┓肿拥碾娮迂暙I(xiàn)。總電子數(shù)/單元＝161.2。盡管確切的溶劑含量是未知的，這些總電子數(shù)/單元折合大約四個(gè)CH₂Cl₂分子。這里只有那些在提純模型中使用的原子在結(jié)構(gòu)式中被提到。

b)晶體參數(shù)。[C₆₇H₇₂N₂O₁₂].無(wú)色板(0.011×0.09×0.173mm).單斜的，P2₁,a＝12.9346(2),b＝11.7299(1),α＝90.000,β＝97.077(9),γ＝90.000°,Z＝2,T＝100(2)K,ρ計(jì)算值＝1.116g/cm³,μ＝0.616mm^-1.Flack x＝0.1(6)參數(shù)，使用989系數(shù)測(cè)定。收集12576反射的全部，6172是獨(dú)特的(Rint＝0.0939)。最終R1(F²>2σF²)＝0.0922，wR₂＝0.2501。所述結(jié)構(gòu)通過(guò)直接法確定，使用傅里葉技術(shù)擴(kuò)展。CCDC#995696.

參考文獻(xiàn)

Strutt N L,Zhang H,Stoddart J F,“同手性有機(jī)金屬框架結(jié)構(gòu)化合物中的對(duì)映醇柱[5]芳烴”Chem Commun(Camb)50:7455-8(2014)。

本文中引用的所有專(zhuān)利、專(zhuān)利申請(qǐng)、專(zhuān)利申請(qǐng)公報(bào)和其他出版物均整體上一并引入作為參考。

以上用目前被認(rèn)為最實(shí)用和優(yōu)選的實(shí)例描述了本發(fā)明。但是，目前解釋說(shuō)明本發(fā)明的方式不意味著其限于所公開(kāi)的實(shí)例。相應(yīng)地，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到本發(fā)明旨在包含所有立足于發(fā)明主旨和權(quán)利要求范圍的改變和替代方式。