CN105199017B - 一种Cs-CD-MOFs化合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种Cs‑CD‑MOFs化合物及其制备方法，所述化合物的化学式为(CsC42H70O35)2·3H2O(CD‑MOF‑2)，C2空间群，晶体颜色为无色，由铯离子、β‑环糊精和水分子构筑的具有桶装孔穴特征的三维不对称结构；不对成结构单元中包括两个晶体学独立的金属铯离子Cs1和Cs2，一个晶体学独立的β‑环糊精分子和三个晶格水。本发明将金属有机骨架材料和环糊精结合起来，利用环糊精及其衍生物与无毒的金属离子进行组装，合成具有高的药物装载能力、好的生物降解性、较强的包合能力及多功能化的环糊精类多孔金属‑有机骨架材料(CD‑MOFs)。

Description

一种Cs-CD-MOFs化合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及环糊精类金属有机骨架化合物技术领域，具体涉及一种Cs-CD-MOFs化合物及其制备方法。
背景技术
2010年美国科学家Stoddart和他的合作者利用γ-CD与碱金属合成了具有生物相容及可再生特性的环糊精类多孔金属-有机骨架CD-MOFs材料(图2)，为分子构筑材料家族增添了新的成员。让人惊奇的是CD-MOFs将化学的许多经典分支：绿色化学、食品化学、材料化学、手性、微孔、主客体化学以及纳米科学有机的结合起来。最重要的CD-MOFs是一类经典的绿色材料，他是由可再生和食用的基元CD和对身体无害的金属合成，使其更有可能在食品科学，尤其是药物传输上得到应用。
因此合成一种将金属-有机骨架化合物和环糊精相结合的材料，有可能在药物的储存缓释及靶向治疗上起到令人惊喜的效果。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种Cs-CD-MOFs化合物及其制备方法，将金属有机骨架材料和环糊精结合起来，利用环糊精及其衍生物与无毒的金属离子进行组装，合成具有高的药物装载能力、好的生物降解性、较强的包合能力及多功能化的环糊精类多孔金属-有机骨架材料(CD-MOFs)。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种Cs-CD-MOFs化合物，其特征在于，所述化合物的化学式为(CsC42H70O35)2·3H2O(CD-MOF-2)，C2空间群，晶体颜色为无色，由铯离子、β-环糊精和水分子构筑的具有桶装孔穴特征的三维不对称结构；不对成结构单元中包括两个晶体学独立的金属铯离子Cs1和Cs2，一个晶体学独立的β-环糊精分子和三个晶格水；金属Cs1为十配位模式，分别与来自六个不同配体的两个O3，两个O13，两个O21，两个O25和两个O34配位；Cs2为十配位模式，分别与来自四个不同配体的十个O1，O5，O10，O11，O15，O23，两个O24，O28和O35配位；每个配体与四个Cs2和三个Cs1配位，Cs-O键键长为。
为解决上述问题，本发明实施例提供了一种Cs-CD-MOFs化合物的制备方法，包括如下步骤：
S1、称取一定量的β-CD在80-90℃条件下用蒸馏水配制其饱和溶液，然后冷却到室温，过滤，得到β-CD结晶体；
S2、重复步骤S1三次，将得到的β-CD结晶体置于100℃条件下真空干燥，得β-环糊精结晶体；
S3、称取步骤S2所得的β-环糊精1.1g、氯化铯0.3g和对甲基苯磺酸0.1g加入到7mL甲醇中，室温下搅拌30分钟；
S4、将步骤S3所得的混合液装入10mL具有聚四氟乙烯内胆的不锈钢反应釜中，在160℃下加热72小时，得反应物；
S5、将步骤S4所得的反应产物以每小时5℃的速度降温至室温，得到无色块状晶体，用甲醇洗涤，得成品，产率为37％。(基于CsCl)；
经过元素分析Cs2C84H144O73(2587.8)实测值(％，计算值)：C 38.95(38.89)；H 5.56(5.59)。
本发明具有以下有益效果：
将金属有机骨架材料和环糊精结合起来，利用环糊精及其衍生物与无毒的金属离子进行组装，合成具有高的药物装载能力、好的生物降解性、较强的包合能力及多功能化的环糊精类多孔金属-有机骨架材料(CD-MOFs)，为实现药物分子按需释放和靶向释放，提高生物利用度和疗效及纳米尺寸的CD-MOFs在医药科学领域中的应用提供理论和实验依据。
附图说明
图1为本发明实施例中CD-MOF-2的3D桶状结构。
图2(a)为CD-MOF-2的结构单元；图2(b)Cs1离子的配位方式；图2(c)Cs2离子的配位方式；图2(d)β-环糊精的配位方式。
图3为本发明实施例一种环糊精类金属有机骨架化合物的红外光谱图。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1-2所示，本发明实施例提供了一种环糊精类金属有机骨架化合物，所述化合物的化学式为(CsC42H70O35)2·3H2O(CD-MOF-2)，C2空间群，晶体颜色为无色，由铯离子、β-环糊精和水分子构筑的具有桶装孔穴特征的三维不对称结构；不对成结构单元中包括两个晶体学独立的金属铯离子Cs1和Cs2，一个晶体学独立的β-环糊精分子和三个晶格水；金属Cs1为十配位模式，分别与来自六个不同配体的两个O3，两个O13，两个O21，两个O25和两个O34配位；Cs2为十配位模式，分别与来自四个不同配体的十个O1，O5，O10，O11，O15，O23，两个O24，O28和O35配位；每个配体与四个Cs2和三个Cs1配位，Cs-O键键长为。
本发明实施例提供了一种Cs-CD-MOFs化合物的制备方法，包括如下步骤：
S1、称取一定量的β-CD在80-90℃条件下用蒸馏水配制其饱和溶液，然后冷却到室温，过滤，得到β-CD结晶体；
S2、重复步骤S1三次，将得到的β-CD结晶体置于100℃条件下真空干燥，得β-环糊精结晶体；
S3、称取步骤S2所得的β-环糊精1.1g、氯化铯0.3g和对甲基苯磺酸0.1g加入到7mL甲醇中，室温下搅拌30分钟；
S4、将步骤S3所得的混合液装入10mL具有聚四氟乙烯内胆的不锈钢反应釜中，在160℃下加热72小时，得反应物；
S5、将步骤S4所得的反应产物以每小时5℃的速度降温至室温，得到无色块状晶体，用甲醇洗涤，得成品，产率为37％。(基于CsCl)；
经过元素分析Cs2C84H144O73(2587.8)实测值(％，计算值)：C 38.95(38.89)；H 5.56(5.59)。
选取一定尺寸的单晶置于Bruker SMART CCD 1000型X射线单晶衍射仪上，在293(2)K温度下，采用单色作为入射辐射。数据的吸收校正利用SADABS软件进行，使用SHELXTL软件包解析结构，所用的方法为直接法，用全矩阵最小二乘法优化，所有非氢原子坐标采用各向异性热参数修正。利用几何加氢的方法得到有机基团上的氢原子坐标。所得的X-射线晶体学数据见表1.
表1 CD-MOF-2的晶体学参数
R1＝Σ(||F0|-|Fc||)/∑|F0|，wR2＝∑w(|F0|2-|Fc|2)2/∑w(|F0|2)2]1/2
如图3所示，本具体实施Cs-CD-MOF-2保留了β-CD的空腔结构，C-O和O-H波数蓝移是由Cs-O键的形成所致。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种Cs-CD-MOFs化合物，其特征在于，所述化合物的化学式为(CsC42H70O35)2·3H2O，C2空间群，晶体颜色为无色，由铯离子、β-环糊精和水分子构筑的具有桶装孔穴特征的三维不对称结构；不对成结构单元中包括两个晶体学独立的金属铯离子Cs1和Cs2，两个晶体学独立的β-环糊精分子和三个晶格水；金属Cs1为十配位模式，且分别与来自六个不同配体的两个O3，两个O13，两个O21，两个O25和两个O34配位；Cs2为十配位模式，且分别与来自四个不同配体的一个O1，一个O5，一个O10，一个O11，一个O15，一个O23，两个O24，一个O28和一个O35配位；每个配体与四个Cs2和三个Cs1配位，Cs-O键键长为
所述化合物的制备方法的步骤如下：
S1、称取一定量的β-CD在80-90℃条件下用蒸馏水配制其饱和溶液，然后冷却到室温，过滤，得到β-CD结晶体；
S2、重复步骤S1三次，将得到的β-CD结晶体置于100℃条件下真空干燥，得β-环糊精结晶体；
S3、称取步骤S2所得的β-环糊精1.1g、氯化铯0.3g和对甲基苯磺酸0.1g加入到7mL甲醇中，室温下搅拌30分钟；
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