[发明专利]一种顺磁性钆基金属富勒醇的制备方法

说明书

本发明公开了一种水溶性的顺磁性钆基金属富勒醇的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)将溶解于有机溶剂的顺磁性钆基金属富勒烯、强碱水溶液、双氧水以及用作相转移催化剂的四丁基氢氧化铵分别投料于反应容器，分层，上层为水相，下层为有机溶剂相；所述的有机溶剂选自相对密度高于水相溶液且不互溶的有机物；(2)将步骤(1)的反应体系在惰性气体保护下，于30‑70℃条件下连续搅拌10‑72小时后停止反应；(3)分液，取水相去除溶剂，得粗产品，再经精制，得纯净的顺磁性金属富勒醇固态产品。本发明提供的制备方法工艺简捷，后续纯化方式简单，操作方便，易实现高效、规模化生产；所获得顺磁性钆基金属富勒醇具备良好的顺磁增强效果。

技术领域

本发明属于碳纳米材料领域，涉及一种制备用作磁共振成像(MRI)造影剂的顺磁性钆基金属富勒醇的液相反应方法。

背景技术

富勒烯分子的笼型结构内部包含金属钆的顺磁性金属富勒烯是继“明星分子”C₆₀之后又一类具有典型代表性的碳纳米材料。顺磁性钆基金属富勒烯可与羟基化试剂反应生成顺磁性金属富勒烯多羟基水溶性衍生物，即顺磁性钆基金属富勒醇。顺磁性钆基金属富勒醇具备良好生物相容性，还能保留原有钆基金属富勒烯分子的顺磁特性。目前，其在纳米医学领域用作诊断与/或治疗试剂方面已经展现出诱人的应用价值，如：作纳米影像探针用于造影增强MRI成像；标记细胞作分子探针应用于细胞MRI成像；作抗氧化剂清除ROS类自由基，具备肿瘤抑制潜力。

迄今为止，文献报道顺磁性钆基金属富勒醇的主要制备方法，如：金属钾处理法、相转移催化剂作用下的强碱处理法、H₂O₂氧化法等。上述各种方法所形成的顺磁性钆基金属富勒醇分子中羟基数目变化幅度大，而且不同研究者所报道的顺磁性钆基金属富勒醇碳笼表面存在杂原子团，结构差异巨大。

本发明的目的就在于为了通过简便的制造技术获得结构更明确、性质更稳定的水溶性的顺磁性钆基金属富勒醇，重点针对羟基化试剂的协同增效并优化能改善溶解钆基金属富勒烯的有机溶剂，从而发明出一种碱-氧化处理制备顺磁性钆基金属富勒醇的液相反应方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能简便、量产地制备水溶性的顺磁性钆基金属富勒醇的碱-氧化处理的液相反应方法。

本发明提供了一种水溶性的顺磁性钆基金属富勒醇的制备方法，包括如下步骤：

(1)将溶解于有机溶剂的顺磁性钆基金属富勒烯、强碱水溶液、双氧水以及用作相转移催化剂的四丁基氢氧化铵分别投料于反应容器，分层，上层为水相，下层为有机溶剂相；所述的有机溶剂选自相对密度高于水相溶液且不互溶的有机物；所述的强碱是氢氧化钠或氢氧化钾，其在强碱水溶液中的物质的量浓度为1mol/L且≤10mol/L，并且强碱与顺磁性钆基金属富勒烯的物质的量之比介于200:1-2000:1之间；所述的双氧水为15-30％水溶液，并且H₂O₂与顺磁性钆基金属富勒烯的物质的量之比介于10:1-100:1之间；所述的四丁基氢氧化铵与顺磁性钆基金属富勒烯的物质的量之比介于0.1:1-0.5:1之间；

(2)将步骤(1)的反应体系在惰性气体保护下，于30-70℃条件下连续搅拌10-72小时后停止反应；

(3)分液，取水相去除溶剂，得粗产品，再经精制，得纯净的顺磁性金属富勒醇固态产品。

本发明所述的顺磁性钆基金属富勒烯的碱-氧化处理法反应结合强碱处理与双氧水氧化，突出强调双氧水分子对于该羟基化反应发生及其协同增效的关键作用，所制得水溶性的顺磁性钆基金属富勒醇分子以顺磁性钆基金属富勒烯碳笼为核心，碳笼上直接键联若干个羟基官能团。