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瓜环家族中新成员—十三、十五元瓜环及其合成分离方法
【技术领域】
[0001]本发明是关于新型大环化合物及其合成分离方法。具体的说是十三、十五元瓜环及其合成、分离方法。
【背景技术】
[0002]1981年Mock研究组利用单晶X —射线衍射方法表征了瓜环家族的第一个成员一六元瓜环(Q [6] )，2000年Day研究组和Kim研究组于同时报道了三种六元瓜环的同系物一五元瓜环(Q[5])、七元瓜环(Q[7])以及八元瓜环(Q[8] )；2002年Day研究组又报道了包结了五元瓜环的十元瓜环(Q[5]@Q[10]);美国学者Isaacs研究组2006年合成得到错位桥联的十元瓜环；2007年合成得到错位桥联的六元瓜环，2011年报道了缺位的六元瓜环，这些瓜环都是以C-型多聚体为基本构筑模块形成的瓜环。2005年美国学者Isaacs研究组与韩国学者Kim研究组合作报道了反式六元瓜环(Q[6]*)和反式七元瓜环(Q[7]*)，这些瓜环都是以S-型多聚体为基本构筑模块形成的瓜环。于是这些瓜环的出现为瓜环形成的机理建立奠定了重要基础:即苷脲与甲醛反应形成C-型多聚体以及S-型多聚体，然后C-型多聚体进一步形成系列普通瓜环以及不完全闭合瓜环等；而S-型多聚体进一步形成系列反式瓜环。2013年我们实验室报道了当时聚合度最大的瓜环，铰接十四元瓜环(tQ[14])，表明在瓜环形成过程中，苷脲与甲醛反应还可能形成螺旋结构的多聚体(T-型多聚体)，因此进一步充实和完善瓜环形成机理。同时，这样结构的瓜环的发现，因其新颖性以及可能涉及研究领域的广泛性(包括主客体化学、超分子化学、生物化学、药物化学、聚合物、材料、催化等)而备受各国学者的关注。
[0003]本发明发明人在2012年合成分离出绞接十四元瓜环tQ[14]并申请专利，专利号:ZL201210551698.7，发明名称是“瓜环家族中新成员一绞接十四元瓜环及其合成分离方法”。本发明是在此基础上进一步研究合成分离出的十三、十五元瓜环。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于合成分离出新的瓜环化合物并进行研究。
[0005]本发明报道的十三元瓜环(Q[13])和十五元瓜环(Q[15])是目前已经报道的瓜环家族中的两个新成员。
[0006]本发明瓜环家族中新成员一十三元瓜环Q[13]、十五元瓜环Q[15]，
Q[13]由13个苷脲单体C14H16O2通过26个亚甲基一CH2—桥连形成的笼状化合物，化学组成通式为=C78H78N52O26，分子量为:2158 ;
Q[15]由15个苷脲单体C14H16O2通过30个亚甲基一CH2—桥连形成的笼状化合物，化学组成通式为=CmHmNmO3。，分子量为:2490 ;两个化合物性状皆为白色固体，易溶于水，溶于有机溶剂二甲亚砜，甲酸，乙酸；表现出特殊的亲水亲油特性，产品组成经质谱，核磁准确无误确认。
[0007]本发明所述的瓜环家族中新成员一一十三元瓜环Q[13]、十五元瓜环Q[15]的合成分离方法，包括Q[13]、Q[15]元瓜环和其它瓜环的混合物的合成方法，是将苷脲和多聚甲醛在浓盐酸介质中，加热回流4~5小时，苷脲和多聚甲醛的重量配比为2~2.5:1，冷却，得多种瓜环的混合液，并依次按下列步骤进行分离:
(1)在强烈搅拌下，将混合液缓缓倒入甲醇中，混合液与甲醇的体积比为1:8~12，得淡黄色沉淀，过滤，得滤渣，滤渣为多种瓜环的混合物；
(2)将滤渣常温干燥，得淡黄色粉末；
(3)用2~3倍量的中性沸水浸取黄色粉末，超声波震荡3~5分钟，反复浸提5~8次；
(4)将浸提液浓缩，并不断过滤除去白色结晶物(白色结晶物为其他溶解性较差的瓜环，如六元瓜环或少量八元瓜环以及多聚体)，直至浓缩液浓度为每毫升含固体1.0-1.1克；
(5)将浓缩液装填上Dowex阳离子型交换树脂柱；
(6)用体积比1:(1~4): (0.01-1)水:乙酸:浓盐酸溶液淋洗，依次分离出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]与其他瓜环的混合物的合成方法是将苷脲和多聚甲醛在浓盐酸介质中，加热79°C _82°C回流4~4.5小时，苷脲和多聚甲醛的重量配比为2~2.2:1，冷却，得多种瓜环的混合液，并再分离步骤中增加步骤(7);
(7)利用大娃胶板(40cm X 40 cm)层析分离方法将Q[13]，tQ[14]和Q[15]的混合物分离，分别取含Q[13]和Q[15]的硅胶用甲酸洗脱，洗脱液旋干，即得到产品。
[0008]上述分离步骤(4)在将浸取液浓缩过程中，如有其它溶解性较小的瓜环的白色结晶物出现时，应先将白色结晶物过滤后再进行步骤(5 )。
[0009]柱层析固定相为Dowex阳离子型交换树脂。
[0010]根据淋洗出的物质，梯度增加淋洗液的极性，即增加乙酸和盐酸配比。当淋洗十三元瓜环Q[13]、十五元瓜环Q[15]时，乙酸和盐酸配比达到最大值。
[0011]
本发明专利所指的十三元瓜环(Q[13])和十五元瓜环(Q[15])是通过质谱分析、核磁(氢谱)等表征新化合物最强有力的手段对所得到的十三元瓜环(Q[13])和十五元瓜环(Q[15])进行了准确无误的确认。
【附图说明】
[0012]图1十三元瓜环分别在氘代水(上图)和氘代二甲亚砜(下图)中的1H核磁共振谱图。
[0013]图2十三元瓜环的质谱结果。
[0014]图3十五元瓜环分别在氘代水(上图)和氘代二甲亚砜(下图)中的1H核磁共振谱图。
[0015]图4十五元瓜环分的质谱结果。
[0016]图5十三元瓜环、绞接十四元瓜环(tQ[14])以及十五元瓜环的化合物在大硅胶板(40 cm X 40 cm)层析分离结构。
[0017]具体实施方法
实施例1:十三元瓜环(Q[13])和十五元瓜环(Q[15])的合成分离方法:
称取苷脲500克，多聚甲醛200克，浓盐酸2000mL，80°C回流反应4小时，冷却。在强烈搅拌下，将反应液缓缓倒入甲醇中，混合液与甲醇的体积比为1:8，得淡黄色沉淀，过滤，得滤渣，滤渣为多种瓜环的混合物。用