[发明专利]对称八甲基六元瓜环合成方法及合成的产物

说明书

技术领域

本发明公开了一种新的有机化学大环化合物及其合成分离方法，具体地说，是一种名叫对称八甲基六元瓜环(OMeQ[6])的化合物的合成分离方法。

背景技术

瓜环或称葫[n]环联脲（Cucurbit[n]urils），因其貌似南瓜[拉丁文Cucurbit]而名瓜环。通常，瓜环是一种由苷脲（结构如图1a）通过甲醛提供的亚甲基桥联形成的一类大环化合物，反应式如图1所示。瓜环中空的疏水空腔的结构特征形成了特有的瓜环主客体化学，涉及催化、聚合物化学、药物化学、生物化学、生命科学、材料等学科，并成为瓜环化学的主流研究内容；而瓜环两个敞开且布满极性羰基氧端口的结构特征，形成了特有的瓜环配位化学，研究内容从简单的Q[6]与金属离子的配合物扩展到其他瓜环（如Q[5]~Q[8]）与多种金属离子及其配合物、族合物相互作用以及相应超分子自组装实体构筑的研究，成为瓜环化学发展新的增长点。但由于普通瓜环，特别是六元瓜环，八元瓜环等在水介质以及有机介质中的溶解性不好，有碍于瓜环化学的发展。改性瓜环不仅可改善瓜环的溶解性，还可使瓜环具备可修饰性，是瓜环化学领域极具发展前景的研究方向，但至今相关的研究报道并不多。甲基取代瓜环是改性瓜环中的一类，是由二甲基取代苷脲（结构如图2a）通过亚甲基桥联形成的一类新型大环化合物，反应式如图2所示。甲基取代瓜环的制备大多是采用二甲基取代苷脲和多聚甲醛反应而得，而本发明的发明人在甲基取代瓜环的研究过程中，采用二甲基苷脲二聚体为原料 (参见专利申请，申请号：201310278915.4)，可控制地合成了一种新型含甲基取代基的改性瓜环—对称八甲基六元瓜环(OMeQ[6])。

发明内容

本发明的目的，在于公开一种八甲基六元瓜环的合成方法，因为八甲基六元瓜环(OMeQ[6])是一种新型的改性瓜环，其特殊的结构特征有利于合成特殊的瓜环衍生物以及特殊的聚合物，使瓜环的主客体化学、超分子化学、生物化学、药物化学内容更加丰富多彩，并对瓜环化学研究的完整性、新颖性作出重要贡献。而八甲基六元瓜环(OMeQ[6])的制备方法又从未在任何刊物杂志上公开发表过。

对称八甲基六元瓜环(OMeQ[6])是以二甲基取代苷脲二聚体 (A) 与普通甘脲（B）为原料，与多聚甲醛(H₂CO)_n (C)_n按一定比例配合，在酸性介质中，加热搅拌反应一定时间即可得到对称八甲基六元瓜环(D)，其反应式为：

从上述反应式可知：原料与甲醛的物质的量的比是1︰1︰4。

以二甲基取代苷脲二聚体、普通苷脲和多聚甲醛为原料，通过甲醛使二甲基取代苷脲二聚体与普通苷脲缩合选择性形成对称八甲基六元瓜环，按二甲基取代苷脲二聚体、普通甘脲以及多聚甲醛物质的量之比为1︰1︰4配料，反应用盐酸量以每10克二甲基取代苷脲二聚体溶于50～60mL浓度12mol/L盐酸记，在60~70°C条件下，搅拌反应5~10小时，冷却，反复旋转蒸发加水以降低体系酸度至出现白色粉末固体，静置过滤，沉淀经冰水洗涤、烘干后即得目标产物—对称八甲基六元瓜环(OMeQ[6])。

上述反应中所指的原料中，使用的二甲基取代苷脲二聚体是通过二甲基取代苷脲与多聚甲醛合成的二甲基取代苷脲二聚体（参见专利申请，申请号：201310278915.4）。在制取对称八甲基六元瓜环(OMeQ[6])的过程中，温度有非常大的影响，一般不高于70°C，以避免形成其他产物。

本发明中对所合成的对称八甲基六元瓜环(OMeQ[6])采用核磁共振、单晶X-射线衍射、质谱、IR、DSC-TG等分析手段进行充分的结构表征。

附图说明

图1、普通苷脲结构（图1a）及普通瓜环合成反应式图；

图2、二甲基取代苷脲结构（图2a）及甲基取代瓜环合成反应式图；

图3、二甲基取代苷脲二聚体结构及其合成反应式图；

图4、对称八甲基六元瓜环的氢核磁谱图；

图5、对称八甲基六元瓜环的碳核磁谱图：

图6、对称八甲基六元瓜环的dept谱图：

图7、对称八甲基六元瓜环的二维谱图：H-H空间相关谱（Noe），H-H相关谱，远程C-H及C-H相关谱；

图8、对称八甲基六元瓜环的质谱；

图9、对称八甲基六元瓜环的晶体结构；

图10、对称八甲基六元瓜环的红外谱图；

图11、对称八甲基六元瓜环的热分析谱图。

具体实施方式