[发明专利]一种新型偶氮苯衍生物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型偶氮苯衍生物及其制备方法，具体的涉及一种一端含胆固醇基团，一端含烷氧基脂肪铵基团的偶氮苯化合物的合成及其在光敏感或光开关等医用材料方面的应用。 

背景技术

偶氮苯顺-反异构化作为功能性光感应材料的重要反应之一，在材料科学及生物医学等领域中都受到了广泛关注。偶氮苯及其衍生物含有-N＝N-基团，在特定波长的光引发下能发生反式(trans)向顺式(cis)构型的转变，而在热或另一波长的光引发下构型又会发生可逆变化。其在“V”字型的反式构型和棒状的顺式构型转变过程中，不仅分子尺寸发生大的变化，同时也改变了大分子链间距离，从而具有特殊的分子开关功能(参见：J.Photochem.Photobiol.，A：Chem.182(2006)，250-261)。 

胆固醇是一种脂质，作为生物膜的重要组成部分，具有调节生物膜的流动性、增加生物膜的机械强度及降低生物膜的渗透性的功能。将胆固醇引入到偶氮苯基团中，不仅可利用偶氮基团的光致异构性能，而且可保持胆固醇固有的生物物理特性，将作为光控分子开关在生物医用材料中得到很好的应用(参见：Biochemitry 39(2000)，843-849)。 

王瑾晔等人报道了一类“含偶氮苯基团的胆固醇衍生物”的发明专利(公开号：CN1526723A)，其偶氮苯不带取代基，偶氮苯的一端所含的烷基胺是短碳链的三烷基脂肪胺，和一类“含偶氮苯基团的胆固醇衍生物”的发明专利(公开号：CN1850844A)，其偶氮苯不带取代基，偶氮苯的一端所含的烷基胺是短碳链的二烷基脂肪胺。然而对于含偶氮苯功能性材料来说，偶氮苯化合物的结构将影响材料的性能。本发明就偶氮苯化合物的结构进行改造，以进一步扩展该类化合物的底物谱，拓展其应用范围。 

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种新型偶氮苯衍生物及其制备方法和应用。 

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种新型偶氮苯衍生物，其特征在于，该偶氮苯衍生物的一端含胆固醇基团，另一端含烷氧基脂肪铵基团，其化学结构式为： 

式中，R为C_8～16的烷基，R’为C_1～3的烷基或H，x＝3～10。 

一种新型偶氮苯衍生物的制备方法，其特征在于，偶氮苯衍生物是经过重氮偶合、取代、酯化和氮烷基反应而得到，其具体步骤为： 

(1)重氮偶合反应 

将由对氨基苯甲酸和NaNO₂反应得到的重氮盐加入到苯酚及其衍生物的碱溶液中，控制反应温度在0～5℃，反应时间为2～10小时，获得化合物1，对氨基苯甲酸、NaNO₂、苯酚及其衍生物的摩尔比是1∶1-5∶0.8-3；其反应式为： 

式中，R’为C1～3的烷基或H； 

(2)亲核取代反应 

在醇类溶剂或酮类溶剂中，加入碱和催化剂，控制反应温度在15～100℃，反应时间为10～72小时，化合物1和二烷基溴反应制得化合物2，化合物1、二烷基溴、碱、催化剂的摩尔比是1∶2-8∶2-8∶0.01-0.1；其反应式为： 

式中，R’为C_1～3的烷基或H，x＝3～10； 

(3)酯化反应 

在卤代烃溶剂或苯类溶剂中，以二环己基碳二亚胺为脱水剂，4-二甲氨基吡啶为催化剂，控制反应温度在0～40℃，反应时间为5～20小时，化合物2和胆固醇反应制得化合物3，化合物2、胆固醇、二环己基碳二亚胺、4-二甲氨基吡啶的摩尔比是1∶1-2∶1-1.5∶0.01-0.1；其反应式为： 

式中，R’为C_1～3的烷基或H，x＝3～10； 

(4)氮烷基化反应 

在醇类溶剂或醚类溶剂中，控制反应温度在50～120℃，反应时间为5～80小时，加入催化剂KI，化合物3和三烷基胺反应制得化合物4，化合物3和三烷基胺的摩尔比是1∶1-10；其反应式为： 

式中，R为C_8～16的烷基，R’为C_1～3的烷基或H，x＝3～10； 

步骤(1)所述的对氨基苯甲酸、NaNO₂、苯酚及其衍生物的摩尔比是1∶1-2∶1-2。 

步骤(1)所述的苯酚的衍生物是其邻位烷基取代物，烷基是甲基、乙基、丙基或异丙基。