CN108676020A - 一种硝基尿嘧啶铜超分子化合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硝基尿嘧啶铜超分子化合物及其制备方法,该化合物是由5‑硝基尿嘧啶、2,2’‑二联吡啶和铜离子构成的一种超分子化合物,其分子式为CuC28H28N14O19,晶系为正交,空间群为Pnma,晶胞参数为α=β=γ=90°,铜离子为五配位的几何构型,其中两个氮配位原子来自于2,2’‑二联吡啶配体,其他两个氮原子分别来自两个5‑硝基尿嘧啶配体,一个氧原子来自配位水分子。该超分子化合物是将二联吡啶、5‑硝基乳清酸钾与铜离子按一定的比例混合进行化学反应而制备,该制备方法操作简单,成本低廉,适合规模化生产。
Description
技术领域
本发明属于超分子领域,具体涉及一种硝基尿嘧啶铜超分子化合物及其制备方法。
背景技术
超分子这一术语早在20世纪30年代中期被提出,超分子化学最先由法国科学家J.M Lehn提出,它是化学与生物学、物理学、材料科学、信息科学和环境科学等多门学科交叉构成的边缘科学。超分子化学的发展不仅与大环化学(冠醚、穴醚、环糊精、杯芳烃、碳60等)的发展密切相连,而且与分子自组装(双分子膜、胶束、DNA双螺旋等)、分子器件和新兴有机材料的研究息息相关。1987年诺贝尔化学奖授予C.J Pedersen(佩德森)、J.M Lehn(莱恩)、D.J Cram(克来姆)三位化学家,以表彰他们在超分子化学理论方面的开创性工作。超分子化学作为一门新兴的边缘科学得到快速发展,并充满活力。超分子化学研究的内容主要包括:分子识别;生物有机体系和生物无机体系的超分子反应性及传输;固态超分子化学,分为晶体工程、二维和三维的无机网络;超分子化学中的物理方法;模板,自组装和自组织;超分子技术,分为分子器件和分子技术的应用。超分子化学淡化了有机化学、无机化学、生物化学和材料化学之间的界限,着重强调了具有特定结构和功能的超分子体系,将有机化学、无机化学、分析化学和物理化学有机地融合为一个整体,从而为分子器件、材料科学和生命科学的发展开辟了一条崭新的道路,为21世纪化学发展提供了一个重要方向。随着超分子化学在药物领域研究的深入,药物超分子逐渐成为国内外学者关注的一个研究热点。药物超分子具有许多优点,如低的药物毒性、良好的稳定性、较高的安全性。药物超分子化学是一个新兴交叉学科并逐渐成为一个独立的研究领域。已经有许多药物超分子作为药物在临床上使用,事实表明其疗效非常好,还有许多作为候选药物的超分子化合物正在进行临床的实验和研究开发。
目前,嘧啶衍生物在医药方面的应用受到生物界、化学界和医学界的关注,如伊马替尼,硝基尿嘧啶及其衍生物是合成药物的中间体。林晓婷等人公开了一种伊马替尼超分子化合物及其制备方法(申请号为201710369627.8);李星、田园园等人公开了一种硝基尿嘧啶药物超分子共晶及其制备方法(申请号为201710181534.2)。然而,人们研究发现一些嘧啶类药物具有半衰期短、选择性和稳定性差、生物利用度低、药溶性不好、副作用大等弱点,限制了其广泛应用。因此,人们试图对嘧啶化合物进行各种化学修饰,力求找到一种低毒、利用高效的嘧啶类化合物,并以此作为抗癌药物的先导化合物。近年来研究发现药物超分子能够提高药物的利用度、改善药物的溶解度或药物活性。因此,对药物超分子的研究引起了人们的极大兴趣。
本发明以硝基乳清酸和铜盐为原料,通过简单的物理化学反应,制备了一种硝基尿嘧啶铜超分子化合物,该化合物具有确定的空间结构和准确的分子式,这对尿嘧啶药物的研究开发和应用具有重要的经济和社会意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术,提供一种硝基尿嘧啶铜超分子化合物及其制备方法。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案为:一种硝基尿嘧啶铜超分子化合物,该化合物是由5-硝基尿嘧啶、2,2’-二联吡啶和二价铜离子构成的一种超分子化合物,该化合物具有确定的空间结构和准确的分子式,分子式为CuC28H28N14O19,其结构简式为[Cu(C4H2N3O4)2(C10H8N2)(H2O)]·2(C4H3N3O4)·2(CH3OH),晶系为正交,空间群为Pnma,晶胞参数为α=β=γ=90°,铜离子为五配位的几何构型,其中两个氮配位原子来自于2,2’-二联吡啶配体,其他两个氮原子分别来自两个5-硝基尿嘧啶配体,一个氧原子来自配位水分子;
所述硝基尿嘧啶为5-硝基尿嘧啶。
本发明还提供了所述的一种硝基尿嘧啶铜超分子化合物的制备方法,包括以下步骤:
(1)向25mL聚四氟乙烯内衬中加入适量的5-硝基乳清酸钾单水合物、2,2’-二联吡啶和水合铜盐,然后加入蒸馏水8~20mL,甲醇1.0mL,用KOH稀溶液调节反应物混合溶液pH=7~8,搅拌,得反应混合物;
(2)将上述聚四氟乙烯内衬密封后放入不锈钢反应釜中,将不锈钢反应釜放入烘箱中,100~120℃加热反应48~72h,然后自然冷却至室温,打开反应釜,过滤分离,自然风干,得蓝色块状晶体,即得所述的硝基尿嘧啶铜超分子化合物;
所述5-硝基乳清酸钾单水合物、2,2’-二联吡啶和铜离子的摩尔比为4~6:1:1;
所述5-硝基乳清酸在反应过程中转换成了5-硝基尿嘧啶,简称硝基尿嘧啶;
所述水合铜盐为六水氯化铜或四水硝酸铜;
所述参加反应的物质均为化学纯。
与现有技术相比,本发明的特点在于:
将具有共轭平面结构和具有药物活性的5-硝基乳清酸钾,联吡啶与具有电化学活性的铜离子按一定的比例混合进行水热反应,在化学反应中5-硝基乳清酸脱去羧基转换成5-硝基尿嘧啶,5-硝基尿嘧啶、2,2’-二联吡啶与铜离子进行自组装,制得硝基尿嘧啶铜超分子化合物,该化合物具有准确的空间结构(图1)和准确的分子式。所制备的硝基尿嘧啶铜超分子化合物,在分子识别、离子检测以及主客体化学研究方面具有潜在的应用前景,或作为药物中间体具有潜在的应用前景。
附图说明
图1为本发明的硝基尿嘧啶铜超分子化合物的配位结构单元,为清楚起见,氢原子被省略,碳原子标记被省略,对称操作的结构单元标记被省略。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1:
向25mL聚四氟乙烯内衬中加入5-硝基乳清酸钾单水合物(0.4mmol,0.103g),2,2’-二联吡啶(0.1mmol,0.0156g),和CuCl2·6H2O(0.1mmol,0.0242g),加蒸馏水8mL,甲醇1.0mL,用KOH稀溶液调节反应物混合溶液pH=7~8,搅拌,得反应混合物;将聚四氟乙烯内衬密封后放入不锈钢反应釜中,将不锈钢反应釜放入烘箱中,100℃加热72h,然后自然冷却至室温,打开反应釜,过滤分离,自然风干,得蓝色块状晶体,即得所述的硝基尿嘧啶铜超分子化合物。
实施例2:
向25mL聚四氟乙烯内衬中加入5-硝基乳清酸钾单水合物(0.4mmol,0.103g),2,2’-二联吡啶(0.1mmol,0.0156g),和Cu(NO3)2·4H2O(0.1mmol,0.0255g),加蒸馏水15mL,甲醇1.0mL,用KOH稀溶液调节反应物混合溶液pH=7~8,搅拌,得反应混合物;将聚四氟乙烯内衬密封后放入不锈钢反应釜中,将不锈钢反应釜放入烘箱中,120℃加热48h,然后自然冷却至室温,打开反应釜,过滤分离,自然风干,得蓝色块状晶体,即得所述的硝基尿嘧啶铜超分子化合物。
实施例3:
向25mL聚四氟乙烯内衬中加入5-硝基乳清酸钾单水合物(1.2mmol,0.308g),2,2’-二联吡啶(0.2mmol,0.0312g),和CuCl2·6H2O(0.2mmol,0.0484g),加蒸馏水20mL,甲醇1.0mL,用KOH稀溶液调节反应物混合溶液pH=7~8,搅拌,得反应混合物;将聚四氟乙烯内衬密封后放入不锈钢反应釜中,将不锈钢反应釜放入烘箱中,110℃加热72h,然后自然冷却至室温,打开反应釜,过滤分离,自然风干,得蓝色块状晶体,即得所述的硝基尿嘧啶铜超分子化合物。
将制得的蓝色块状晶体用X射线单晶衍射进行结构测试,结果表明5-硝基乳清酸在反应中脱去了羧基转换成了5-硝基尿嘧啶,蓝色块状晶体是由5-硝基尿嘧啶、2,2’-二联吡啶和铜离子构成的一种超分子化合物,其分子式为CuC28H28N14O19,其结构单元如图1所示,晶系为正交,空间群为Pnma,晶胞参数为α=β=γ=90°。
Claims (2)
1.一种硝基尿嘧啶铜超分子化合物,其特征在于,该化合物是由5-硝基尿嘧啶、2,2’-二联吡啶和铜离子构成的一种超分子化合物,其分子式为CuC28H28N14O19,结构简式为[Cu(C4H2N3O4)2(C10H8N2)(H2O)]·2(C4H3N3O4)·2(CH3OH),晶系为正交,空间群为Pnma,晶胞参数为α=β=γ=90°,铜离子为五配位的几何构型,其中两个氮配位原子来自于2,2’-二联吡啶配体,其他两个氮原子分别来自两个5-硝基尿嘧啶配体,一个氧原子来自配位水分子;
所述硝基尿嘧啶为5-硝基尿嘧啶。
2.一种如权利要求1所述的硝基尿嘧啶铜超分子化合物的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
(1)向25mL聚四氟乙烯内衬中加入适量的5-硝基乳清酸钾单水合物、2,2’-二联吡啶和水合铜盐,然后加入蒸馏水8~20mL,甲醇1.0mL,用KOH稀溶液调节反应物混合溶液pH=7~8,搅拌,得反应混合物;
(2)将上述聚四氟乙烯内衬密封后放入不锈钢反应釜中,将不锈钢反应釜放入烘箱中,100~120℃加热反应48~72h,然后自然冷却至室温,打开反应釜,过滤分离,自然风干,得蓝色块状晶体,即得所述的硝基尿嘧啶铜超分子化合物;
所述5-硝基乳清酸钾单水合物、2,2’-二联吡啶和铜离子的摩尔比为4~6:1:1;
所述5-硝基乳清酸在反应过程中转换成了5-硝基尿嘧啶,简称硝基尿嘧啶;
所述水合铜盐为六水氯化铜或四水硝酸铜;
所述参加反应的物质均为化学纯。
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