CN110526862A - 一类分子笼化合物及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于超分子材料技术领域，尤其是涉及一类分子笼化合物及其制备方法与应用。本发明的分子笼化合物可以显著改善笼状化合物在有机溶剂甚至水中的溶解性；本发明的分子笼化合物具有和金刚烷及其衍生物相匹配的空间尺寸，可以为某些不稳定的金刚烷衍生物提供一个封闭性空间，提高其化学稳定性；本发明的分子笼化合物能够选择性的络合金刚烷及其衍生物，同时在特定条件下可以定量释放，并且实现对主体分子的高效回收，这在药物的传输和释放领域具有很大的应用前景。

Description

一类分子笼化合物及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于超分子材料技术领域，尤其是涉及一类分子笼化合物及其制备方法与应用。
背景技术
分子笼的功能在于创造了一个对外选择性开放的内部环境，同时在物质和能量存储以及在分子笼内发生的催化、复制和感应等方面发挥重要作用。借助于可调节的氢键、金属有机配位键等，自组装的人工分子笼避开了合成基于共价键的人工分子笼所面临的高难度多重闭环问题，同时笼的内部空腔形状、尺寸易于通过巧妙设计自组装单元进行调节。自Dalcanalc首次报道了基于乙腈基功能化的间二苯酚杯穴醚可以和Pd(dppf)(OTf)2装配为M4L2近似椭圆形分子笼以来，金属配位键连接两个杯芳烃或杯穴醚的半球形配体的自组装分子笼得到了大家较多关注。
碗烯是一种具有类似碗型的半封闭立体结构碳分子单元，由一个环戊烷周围并五个苯环组成，可以看做碳纳米管的封端单元，也可以看成球烯C60的一个片段，与富勒烯、碳纳米管以及石墨烯等相比，碗烯具有更好的溶解性能、更高的反应活性。与间二苯酚杯穴醚不同，碗烯的衍生生长方向和其深度方向具有较大夹角，可以通过接枝更长的金属配位取代基使得碗烯在外沿方向衍生生长，再通过金属配位后得到不但更长而且更大的人工分子笼，使其可以包络更大更多的客体分子。
金刚烷，分子式C10H16，它的碳架结构相当于金刚石晶格网络中的一个晶胞，故得名金刚烷。它是一种脂环烃，具有类似樟脑的气味，是无色晶体，容易结晶，其衍生物可以用作药物(Moscona,A.New England Journal of Medicine,2005,353(13),1363-1373)。
主体分子能够选择性的络合金刚烷及其衍生物，同时在特定条件下可以定量释放，并且实现对主体分子的高效回收，这在研究药物传输和释放领域具有很大的应用意义。现有技术没有很好的解决这个问题。
发明内容
本发明的首要目的在于提供一类分子笼化合物。本发明中分子笼化合物是通过1,3,5,7,9-五吡啶基取代碗烯基配体或者1,3,5,7,9-五联吡啶基取代碗烯基配体与金属配位形成的具有独特球状曲面结构，同时又具有不同大小空腔的笼状结构。
本发明的另一目的在于提供一类基于上述分子笼化合物的分子胶囊，所述分子胶囊为分子笼化合物与金刚烷或金刚烷衍生物形成的。本发明提供的分子笼化合物具有和金刚烷及其衍生物相匹配的空间尺寸，而且可以对某些不稳定的金刚烷衍生物提供一个封闭性空间，提高其化学稳定性。
本发明的另一目的在于提供一种上述分子笼化合物的制备方法。
本发明的另一目的在于提供一种上述分子胶囊的制备方法。
本发明的另一目的在于提供上述一种分子胶囊的解离方法。
本发明的另一目的在于提供上述分子笼化合物或分子胶囊的应用。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一类分子笼化合物，所述分子笼化合物为如下式(1)或者式(2)所示结构：
M为Ag+、Pd2+，Z为负离子，例如当M为Ag+时，Z可以是PF6 -、BF4 -、OTf-；当M为Pd2+时，Z可以是Cl-、CN-、NO3 -、OAc-；m为1或2；
其中a选自0到10的整数，例如0或1，X选自O或NH，Y选自H、R2、R2选自C1-10烷基，n选自0到10的整数；
所述分子笼化合物不包括下式所示化合物：
根据本发明，所述分子笼化合物例如为如下式(1-1)或者式(2-1)所示结构：
本发明还提供一类基于上述分子笼化合物的分子胶囊，所述分子胶囊包括上述的分子笼化合物与金刚烷或金刚烷衍生物；
所述分子胶囊的结构如下式(3)或式(5)所示：
其中，代表金刚烷或金刚烷衍生物；M、Z、R、m具有上文所述定义。
所述金刚烷衍生物例如选自被一个或多个-OH、-CHO、-COOH、-NO2、-F、-Cl、-Br、-I、-SH、-CN、C1-6烷基、羟基C1-6烷基、羧基C1-6烷基取代的金刚烷。
根据本发明，所述分子胶囊包括但不限于如下式(3-1)或式(5-1)所示结构：
优选地，选自下式(4)所示的化合物；
根据本发明，R具有上文所述定义。
本发明还提供上述分子笼化合物的制备方法，包括：将配体L与金属盐MZm进行反应，得到所述分子笼化合物。
其中，所述配体L为如下结构：
M、Z、m具有上文所述定义；所述金属盐MZm例如选自AgOTf、AgPF6、AgBF4、PdCl2(CH3CN)2。
根据本发明的实施方案，分子笼化合物的制备方法包括以下步骤：
S1、将式(14)所示化合物与联硼酸频那醇酯进行反应，得到式(15)所示化合物；
S2、将式(9)所示化合物或式(12)所示化合物与式(15)所示化合物进行反应，得到式(16)所示化合物或式(17)所示化合物；
S3、将式(16)所示化合物或式(17)所示化合物与金属盐MZm进行反应，得到式(1)所示分子笼化合物或者式(2)所示分子笼化合物；
(16)+MZm→(1)
或
(17)+MZm→(2)
当Y选自R2或时，式(9)所示化合物的制备方法可以为：
将式(6)所示化合物或式(7)所示化合物与式(8)所示化合物进行反应，得到式(9)所示化合物；
当Y选自R2或时，式(12)所示化合物的制备方法可以为：
将式(6)所示化合物或式(7)所示化合物与式(10)所示化合物进行反应，得到式(11)所示化合物；将式(11)所示化合物与2,5-二溴吡啶进行反应，得到式(12)所示化合物；
其中，n、X、Y、R、R2具有上文所述定义；E选自Cl、Br或I。
根据本发明，在式(9)所示化合物的制备方法中，
式(6)所示化合物或式(7)所示化合物与式(8)所示化合物的摩尔比为(1.0-1.2):1，例如1.1:1；
所述反应可以在惰性气体保护下进行，例如氩气保护；
所述反应的温度为40-90℃，优选为60-70℃，例如60℃、70℃；
所述反应的时间为6-24小时，例如12小时、13小时、14小时；
所述反应中可以加入碱；所述碱选自K2CO3、Na2CO3、NaOH中的一种、两种或三种；
所述反应在有机溶剂中进行，所述有机溶剂为酰胺类溶剂，例如N,N-二甲基甲酰胺；
根据本发明，在式(11)所示化合物的制备方法中，
式(6)所示化合物或式(7)所示化合物与式(10)所示化合物的摩尔比为(1.0-1.2):1，例如1.1:1；
所述反应可以在惰性气体保护下进行，例如氩气保护；
所述反应的温度为40-90℃，优选为60-70℃，例如60℃、70℃；
所述反应的时间为6-24小时，例如12小时、13小时、14小时；
所述反应中可以加入碱；所述碱选自K2CO3、Na2CO3、NaOH中的一种、两种或三种；
所述反应在有机溶剂中进行，所述有机溶剂为酰胺类溶剂，例如N,N-二甲基甲酰胺；
根据本发明，在式(12)所示化合物的制备方法中，
式(11)所示化合物与2,5-二溴吡啶的摩尔比为1:(1.00-1.10)，例如1:1.05；
所述反应可以加入碱，所述碱可以为正丁基锂；
所述反应可以加入ZnCl2、FeCl3或AlCl3，优选ZnCl2；
所述反应可以在有机溶剂中进行，所述有机溶剂为醚类溶剂，例如四氢呋喃；
所述反应先在低温下进行，随后在高温下进行；
所述低温反应的温度为(-88℃)～(-68℃)，例如-78℃；
所述低温反应的时间为0.5-1.5小时，例如1小时；
所述高温反应可以在加热条件下进行，优选在回流条件下进行；
所述高温反应的时间为14-22小时，例如18小时；
所述反应可以加入催化剂，优选为钯催化剂，所述钯催化剂可以为四三苯基膦钯(Pd(PPh3)4)或者二三苯基膦二氯化钯；
根据本发明，步骤S1中，
式(14)所示化合物与联硼酸频那醇酯的摩尔比为1:(4.2-6.2)，例如1:5.2；
所述反应中可以加入碱，所述碱可以为叔丁醇钾或者叔丁基钠；
所述反应可以加入有机溶剂，所述有机溶剂为醚类溶剂，例如四氢呋喃；
所述反应的温度为60-105℃，例如85℃；
所述反应的时间为1-5天，例如3天；
所述反应可以加入催化剂，所述催化剂可以为甲氧基(环辛二烯)合铱二聚体([Ir(OMe)COD]2)、4,4'-二甲基-2,2'-联吡啶中的一种或两种；
根据本发明，步骤S2中，
式(9)所示化合物或式(12)所示化合物与式(15)所示化合物的摩尔比为(6-15.5):1，例如10:1、11.5:1；
所述反应的温度为75-120℃，优选为95-100℃，例如95℃、100℃；
所述反应的时间可以为1-8天，优选为3-6天，例如3天、6天；
所述反应在溶剂中进行，所述溶剂可以为醇类溶剂、水、芳烃类溶剂中一种或多种的混合溶剂，例如甲醇、水和甲苯的混合溶剂；苯、乙醇和水的混合溶剂；
所述反应可以任选地加入碱，所述碱可以为碳酸钠、磷酸钾；
所述反应可以加入催化剂，所述催化剂选自钯催化剂，例如四三苯基膦钯(Pd(PPh3)4)；
根据本发明，步骤S3中，
式(16)所示化合物或式(17)所示化合物与金属化合物的摩尔比为1:(3-7)，例如1:5；
所述反应的温度可以为20-30℃，例如室温；
所述反应的时间可以为5-15分钟，例如10分钟；
所述反应可以在溶剂中进行，所述溶剂可以为卤代烃类溶剂与腈类溶剂的混合溶剂，例如氯仿与乙腈的混合溶剂。
本发明还提供上述分子胶囊的制备方法，所述方法包括：将式(1)所示化合物或式(2)所示化合物与金刚烷或金刚烷衍生物进行反应，得到式(3)所示分子胶囊或式(5)所示分子胶囊。
根据本发明，式(1)所示化合物或者式(2)所示化合物与金刚烷或金刚烷衍生物的摩尔比为1:(1-1.5)，例如1:1；
所述反应的温度可以为20-30℃，例如室温；
所述反应的时间可以为0.1-0.9小时，例如0.5小时；
所述反应可以在溶剂中进行，所述溶剂可以为卤代烃类溶剂与腈类溶剂的混合溶剂，例如氯仿与乙腈的混合溶剂。
本发明还提供上述分子胶囊的解离方法，所述解离方法包括以下步骤：
将式(3)所示分子胶囊或式(5)所示分子胶囊与卤代铵盐进行反应，得到式(16)所示化合物或式(17)所示化合物和金刚烷或金刚烷衍生物。
根据本发明，所述卤代铵盐优选为四丁基卤化铵，例如四丁基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基碘化铵；
式(3)所示化合物或式(5)所示化合物与卤代铵盐的摩尔比可以为2:(2-8)；
所述反应的温度为20-30℃，例如室温；
所述反应的时间可以为0.5-1.5小时，例如1小时；
所述反应可以在溶剂中进行，所述溶剂可以为卤代烃类溶剂与腈类溶剂的混合溶剂，例如氯仿与乙腈的混合溶剂。
本发明还提供上述分子笼化合物或分子胶囊的用途，其可选择性的络合金刚烷及其衍生物，同时在特定条件下可以定量释放，进而用于药物的传输和释放领域。
与现有技术相比较，本发明具有如下有益效果：
1)本发明分子笼化合物中引入的取代基可以显著改善笼状化合物在有机溶剂甚至水中的溶解性；
2)本发明的分子笼化合物具有和金刚烷及其衍生物相匹配的空间尺寸，可以为某些不稳定的金刚烷衍生物提供一个封闭性空间，提高其化学稳定性；
3)本发明的分子笼化合物能够选择性的络合金刚烷及其衍生物，同时在特定条件下可以定量释放，并且实现对主体分子的高效回收，这在药物的传输和释放领域具有很大的应用前景。
附图说明
图1为实施例1中基于1,3,5,7,9-五吡啶碗烯与AgOTf形成圆柱体形分子笼化合物的示意图。
图2为实施例2中基于1,3,5,7,9-五联吡啶碗烯与AgOTf形成扁球形分子笼化合物的示意图。
具体实施方式
下文将结合具体实施例对本发明做更进一步的详细说明。应当理解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明，而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。
除非另有说明，以下实施例中使用的原料和试剂均为市售商品，或者可以通过已知方法制备。
实施例1
基于1,3,5,7,9-五吡啶碗烯的圆柱形分子笼化合物(1A)的合成及其在金刚烷及其衍生物的识别和释放中的应用
1.1化合物(1A)的制备
1)化合物5-溴-3-羟基吡啶(2.00g，11.5mmol)溶于DMF溶液(15mL)，加入K2CO3(1.91g，13.8mmol)和苯磺酸三缩乙二醇单甲醚脂(4.02g，12.65mmol)，抽换气3次后充入氩气保护，混合物加热至70℃搅拌过夜。反应结束后用乙酸乙酯进行萃取，先后用2M氢氧化钠溶液和去离子水洗，有机相用无水硫酸钠干燥，过滤，减压蒸馏后硅胶层析柱提纯(洗脱剂：DCM/Acetone＝200/1～50/1)，最终得到淡黄色油状物(化合物(9A))，产率约90％。1H-NMR(400M，CDCl3，298K)，δ＝8.27(d，J＝1.6Hz，1H)，8.25(d，J＝2.4Hz，1H)，7.40(t，J＝2.0Hz，1H)，4.16(t，J＝4.8Hz，2H)，3.86(t，J＝3.6Hz，2H)，3.73(t，J＝1.2Hz，2H)，3.64-3.72(m，4H)，3.54(dd，J＝2.4Hz，4.8Hz，2H)，3.37(s，3H)。13C-NMR(400M，CDCl3，298K)，δ＝155.2，142.8，136.4，123.9，120.1，71.7，70.7，70.4，70.3，69.2，68.0，58.8。
2)在氮气保护下，用带聚四氟螺纹塞子的密封管(15mL)做容器加磁子搅拌，然后加入[Ir(OMe)COD]2(53mg，0.8mmol)，4,4'-二甲基-2,2'-联吡啶(30mg，0.16mmol)，B2pin2(528mg，2.08mmol)和叔丁醇钾(5mg，0.04mmol)。通过注射器加入THF(0.4mL)，并将混合物在50℃加热10分钟。形成深棕红色溶液。向容器中加入碗烯(100mg，0.4mmol)，用氮气吹扫并密封，并将所得混合物在85℃下搅拌3天。将混合物从油浴中移出，冷却，立即用二氯甲烷(～3mL)稀释。滴加10％HCl(～3mL)终止反应。分层，用二氯甲烷充分萃取。将合并的有机层用水和饱和盐水洗涤，并用硫酸镁干燥。将滤液在旋转蒸发器上浓缩至干，得到深红棕色油状半固体混合物，将其置于真空下15分钟。将甲醇(15-20mL)加入到烧瓶中，并将混合物超声处理5分钟，直到黑色混合物分离成黑色溶液和灰白色沉淀。用小型布氏漏斗和滤纸过滤收集沉淀，用甲醇(2×10mL)洗涤沉淀，得到化合物(15)(282mg，80％)。1H NMR(400MHz，CDCl3),δ＝8.97(s，5H)，1.46(s，60H)；13C NMR(600MHz),δ＝139.0,137.0,133.3,83.8,25.2。
3)将化合物(15)(35mg，0.04mmol)和化合物(9A)(168.9mg，0.46mmol)在氩气保护下，悬浮于5ml苯/乙醇/(2M)K3PO4(溶液比例为2：1：2)混合溶剂，加入Pd(PPh3)4(12.8mg，0.01mmol)作为催化剂反应，先在室温下搅拌15min，然后加热至100℃反应6d。反应结束后粗产物用氯仿(10mLx3)萃取，饱和食盐水洗3次，合并有机相，无水硫酸钠干燥过滤，减压蒸馏得黑色固体，先后用2mL甲醇、2mL甲苯、2mL乙腈洗，移除洗液得淡黄色固体(化合物(16A))，产率约为50％。1H-NMR(400M，CDCl3，298K)，δ＝8.42(d，J＝1.6Hz，5H)，8.35(d，J＝2.4Hz，5H)，7.74(s，5H)，7.43(s，5H)，4.18(t，J＝4.4Hz，10H)，3.82(t，J＝4.8Hz，10H)，3.64(t，J＝1.2Hz，10H)，3.53-3.56(m，20H)，3.43(dd，J＝2.8Hz，4.8Hz，10H)，3.21(s，15H)；13C-NMR(400M，CDCl3，298K)，δ＝155.2，142.8，139.1，137.3，140.0，129.3，126.4，122.6，71.9，70.9，70.7，70.6，69.6，68.1，59.0。HRMS(m/z)，C80H95N5O20(M)理论值：1445.6657，实测值：1446.6661(M+H+)。
4)取化合物(16A)(7.2mg，5μmol)、AgOTf(6.4mg，25μmol)和CDCl3/CD3CN(溶剂体积比为93/7，5mL)于圆底瓶中，室温搅拌10分钟，得到式(1A)所示分子笼化合物的CDCl3/CD3CN(溶剂比例为93/7)混合溶液，产率为100％；1H NMR(600MHz,CDCl3/CD3CN＝93/7)，δ＝8.78(d，J＝1.6Hz，9H)，8.46(s，1H)，7.93(d，J＝1.6Hz，9H)，7.89(s，1H)，7.87(d，J＝1.6Hz，9H)，7.81(s，1H)，7.47(d，J＝1.6Hz，9H)，7.43(s，1H)，4.42(t，J＝4.4Hz，20H)，3.90(t，J＝4.8Hz，20H)，3.71(t，J＝1.2Hz，20H)，3.56-3.62(m，40H)，3.54(dd，J＝2.8Hz，4.8Hz，20H)，3.36(s，30H)。13C-NMR(600MHz,CDCl3/CD3CN＝93/7)，δ＝159.2，143.0，139.1，137.2，130.0，129.2，126.2，123.6，71.8，71.0，70.5，70.4，69.2，67.5，59.1。HRMS(m/z)，理论值：C165H190N10O55F15S5Ag5(M2L5)4175.6024，实测值：C164H190N10O52F12S4Ag5(M2L5-OTf-)+4026.2503。
1.2分子胶囊的制备
将式(1A)所示笼状化合物与金刚烷形成式(3A)所示分子胶囊：
取式(1A)所示化合物的CDCl3/CD3CN＝93/7(体积比)的混合溶液(1mL，2.0mM)加入0.28mg金刚烷于单口瓶中，分子笼化合物(1A)和金刚烷的摩尔比为1:1，室温下充分搅拌反应0.5小时，得到式(3A)所示分子胶囊的CDCl3/CD3CN＝93/7的混合溶液，产率为100％；1HNMR(600MHz,CDCl3/CD3CN＝93/7)，δ＝8.75(s,4H),8.53(s,16H),8.49(d,J＝5.8Hz,16H),7.89(s,4H),7.82(d，J＝1.6Hz，16H)，7.68(s，4H)，7.52(d，J＝2.0Hz，16H),7.34(s，4H),4.27(t，J＝5.4Hz，40H)，3.92(t，J＝4.8Hz，40H)，3.74(t，J＝1.2Hz，40H)，3.52-3.64(m，80H)，3.51(d，J＝2.8Hz，20H)，3.34(s，60H),1.75(s，4H),1.83(s，4H),1.91(s，8H)。HRMS(m/z)，理论值：C175H206N10O55F15S5Ag5 4311.8364，实测值：C174H206N10O52F12S4Ag5 4162.4843。
1.3式(3A)所示分子胶囊的释放
取式(3A)所示分子胶囊的CDCl3/CD3CN＝93/7的混合溶液(1mL，2.0mM)，加入1.62mg四丁基溴化铵于单口瓶中，室温充分搅拌反应1h，得到完全游离的化合物(16A)和金刚烷；向溶液中继续加入3mL乙腈，当混合溶剂中的乙腈的体积含量超过75％，化合物(16A)沉淀析出，得到完全游离的金刚烷。
实施例2
基于1,3,5,7,9-五联吡啶碗烯的扁球形分子笼化合物(2A)的合成及其在金刚烷及其衍生物的识别和释放中的应用
2.1分子笼化合物(2A)的制备
1)向2-溴-5-羟基吡啶(3.0g，17.24mmol)的DMF(15mL)溶液中加入1-碘-2-甲基丙烷(2.2mL，18.96mmol)和K2CO3(3.57g，25.86mmol)。将混悬液在60℃下搅拌过夜，然后倒入纯水中，然后用乙酸乙酯萃取。将有机层用饱和食盐水洗涤5次以除去所含的DMF，用硫酸钠干燥并真空浓缩。将残余物在硅胶快速柱色谱(乙酸乙酯/己烷，1:15)上纯化，得到浅黄色油状物(化合物(11A))(1.98g，产率：50％)。1H NMR(400MHz，CDCl3)δ＝8.03(dd，J＝9.3,2.9Hz，1H)，7.35(d，J＝8.7Hz，1H)，7.08(dd，J＝8.7,3.1Hz，1H),3.74(d，J＝6.5Hz，2H)，2.13-2.01(m，1H)，1.03(d，J＝6.7Hz，6H)。13C NMR(151MHz)δ＝155.3,137.7,132.0,128.2,125.0,75.3,28.4,19.2。HRMS(m/z)，C8H11BrNO2[M+H]+理论值：230.0181；实测值：230.0178。
2)向化合物(11A)(1.15g，5mmol)所在无水THF(30mL)中的溶液中在-78℃下经15分钟逐滴加入n-BuLi(1.60M的己烷溶液，3.2mL，5.5mmol)。将反应混合物在-78℃下搅拌1小时，然后通过套管加入无水ZnCl2(0.82g，5.5mmol)的无水THF(10mL)中的溶液。升温至室温后，将所得的芳基锌酸盐溶液导入2,5-二溴吡啶(1.25g，5.25mmol)和Pd(PPh3)4(35mg，0.15mmol)的无水THF(20mL)溶液。将反应混合物加热回流18小时，冷却至室温。滤出得到的白色沉淀，用THF洗涤，减压干燥。然后将干燥的沉淀物悬浮于二氯甲烷和碱性EDTA水溶液(用NaHCO3水溶液碱化)的混合物中并搅拌直至所有沉淀物溶解。将有机相分离，用水和盐水洗涤，用MgSO4干燥，并且在200-300目硅胶色谱上(乙酸乙酯/己烷，2：100)纯化得到化合物(12A)(460mg，32％)。Rf＝0.3(乙酸乙酯/己烷，1:8)。1H NMR(400MHz，CDCl3)δ＝8.67(d，J＝2.3Hz，1H)，8.34(d，J＝2.9Hz，1H)，8.29(d，J＝8.8Hz，1H)(d，J＝8.5,2.3Hz，1H)，7.29(dd，J＝8.8,2.9Hz，1H)，3.83(d，J＝6.5Hz，2H)，2.08(m，1H)，1.05(t，J＝8.3Hz，6H)。13CNMR(400MHz，CDCl3)δ＝156.1,154.7,150.0,147.7,139.4,137.6,121.7,121.7,121.4,120.1,74.9,28.4,19.2。HRMS(m/z)，C14H16BrN2O[M+H]+，理论值：307.0446；实测值307.0442。
3)将化合物(15)(44mg，0.05mmol)和化合物(12A)(140mg，0.5mmol)在氩气保护下加入到脱气的CH3OH(2mL)、H2O(2mL)与甲苯(5mL)的混合溶液，加入Pd(PPh3)4(45mg，3mol％)作为催化剂，碳酸钠(138mg，2.3mmol)。混合物在95℃加热3天。将反应物冷却至室温并用二氯甲烷萃取(三次，每次50mL)并真空干燥。然后用正己烷、CH3OH和二氯甲烷洗涤混合物，得到淡黄色固体(化合物(17A))(48mg，产率68％)。1H NMR(400MHz，CDCl3)δ＝8.99(t，J＝7.3Hz，5H)，8.48(d，J＝8.2Hz，5H)，8.41(d，J＝8.6Hz，10H)，8.14(dd，J＝8.2,2.0Hz，5H)，8.06-7.95(s，5H)，7.33(dd，J＝8.8,2.8Hz，5H)，3.83(t，J＝14.2Hz，10H)，2.20-2.09(m，5H)，1.06(t，J＝9.6Hz，30H)。13C NMR(400MHz，CDCl3)δ＝156.1,155.7,149.7,148.2,139.4,138.0,137.6,136.1,133.9,129.4,126.3,122.0,121.6,120.5,74.9,28.4,19.3。HRMS C90H80N10O5[M+H]+理论值：1381.6391；实测值：1382.6425。
4)取化合物(17A)(6.9mg，5μmol)、AgOTf(6.4mg，25μmol)和CDCl3/CD3CN(溶剂比例为95/5，5mL)于圆底瓶中，室温搅拌10分钟，得到式(2A)所示分子笼化合物的CDCl3/CD3CN(溶剂体积比为95/5)混合溶液，产率为100％；1H NMR(600MHz,CDCl3/CD3CN＝95/5)δ＝8.51(t，J＝4.2Hz，10H)，8.42(d，J＝5.2Hz，10H)，8.32(d，J＝6.4Hz，10H)，7.94(d，J＝4.2Hz，20H)，7.48(dd，J＝4.8Hz,2.4Hz,10H)，3.83(t，J＝14.2Hz，20H)，2.20-2.09(m，10H)，1.06(t，J＝9.6Hz，60H)；HRMS(m/z)，理论值：C185H160N20O25F15S5Ag5(M2L5)4046.5563，实测值：C184H160N20O22F12S4Ag5(M2L5-OTf-)+3896.5989。
2.2分子胶囊的制备
将式(2A)所示笼状化合物与金刚烷形成式(5A)所示分子胶囊：
取式(2A)所示化合物的CDCl3/CD3CN＝95/5的混合溶液(1mL，2.0mM)加入0.28mg金刚烷于单口瓶中，式(2A)所示化合物和金刚烷的摩尔比为1:1，室温下充分搅拌反应0.5小时，得到式(5A)所示化合物的CDCl3/CD3CN＝95/5的混合溶液，产率为100％；HRMS(m/z)，理论值：C195H176N20O25F15S5Ag5 4123.2178,实测值：C194H176N20O22F12S4Ag5 4033.7274。1H NMR(600MHz,CDCl3/CD3CN＝95/5)，δ＝8.51(t，J＝4.2Hz，10H)，8.42(d，J＝5.2Hz，10H)，8.31(d，J＝6.4Hz，10H)，8.22(s,10H)，7.25(s,10H)，7.46(m,10H)，3.84(m，20H)，2.20-2.09(m，10H)，0.95(t，J＝9.6Hz，60H),2.15(s，4H),2.25(s，12H)。
2.3式(5A)所示分子胶囊的释放
取式(5A)所示分子胶囊的CDCl3/CD3CN＝95/5的混合溶液(1mL，2.0mM)加入1.62mg四丁基溴化铵于单口瓶中，室温充分搅拌反应1h，得到完全游离的化合物(17A)和金刚烷；向溶液中继续加入3mL乙腈，化合物(17A)沉淀析出，得到完全游离的金刚烷。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种分子笼化合物，所述分子笼化合物为如下式(1)或者式(2)所示结构：
M为Ag+、Pd2+，Z为负离子，例如当M为Ag+时，Z可以是PF6 -、BF4 -、OTf-；当M为Pd2+时，Z可以是Cl-、CN-、NO3 -、OAc-；m为1或2；
其中a选自0到10的整数，例如0或1，X选自O或NH，Y选自H、R2、R2选自C1-10烷基，n选自0到10之间的整数；
所述分子笼化合物不包括下式所示化合物：
2.根据权利要求1所述的分子笼化合物，其中，所述化合物为如下式(1-1)或者式(2-1)所示结构：
3.一种分子胶囊，所述分子胶囊包括权利要求1或2所述的分子笼化合物与金刚烷或金刚烷衍生物，其结构为如下式(3)或式(5)所示结构：
其中，代表金刚烷或金刚烷衍生物；M、Z、R、m具有权利要求1所述定义；
所述金刚烷衍生物例如选自被一个或多个-OH、-CHO、-COOH、-NO2、-F、-Cl、-Br、-I、-SH、-CN、C1-6烷基、羟基C1-6烷基、羧基C1-6烷基取代的金刚烷。
4.根据权利要求3所述的分子胶囊，其为下式(3-1)或式(5-1)所示结构：
优选地，选自下式(4)所示的化合物；
R如权利要求1或2中所定义。
5.一种权利要求1或2所述分子笼化合物的制备方法，包括：将配体L与金属盐MZm进行反应，得到所述分子笼化合物；
其中，所述配体L为如下结构：
M、Z、m如权利要求1或2所定义；所述金属盐MZm例如选自AgOTf、AgPF6、AgBF4、PdCl2(CH3CN)2。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其中包括以下步骤：
S1、式(14)所示化合物与联硼酸频那醇酯进行反应，得到式(15)所示化合物；
S2、式(9)所示化合物或式(12)所示化合物与式(15)所示化合物进行反应，得到式(16)所示化合物或式(17)所示化合物；
S3、将式(16)所示化合物或式(17)所示化合物与金属化合物MZm进行反应，得到式(1)所示分子笼化合物或者式(2)所示分子笼化合物；
(16)+MZm→(1)
或
(17)+MZm→(2)
其中，X、Y、R、M、Z、m如权利要求1所定义。
7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其中，对于式(9)所示化合物中Y选自R2或的化合物，其制备方法为：
将式(6)所示化合物或式(7)所示化合物与式(8)所示化合物进行反应，得到式(9)所示化合物；
对于式(12)所示化合物中Y选自R2或的化合物，其制备方法为：
将式(6)所示化合物或式(7)所示化合物与式(10)所示化合物进行反应，得到式(11)所示化合物；将式(11)所示化合物与2,5-二溴吡啶进行反应，得到式(12)所示化合物；
其中，E选自Cl、Br或I。
8.权利要求3或4所述分子胶囊的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将分子笼化合物与金刚烷或金刚烷衍生物进行反应；
其中，所述分子笼化合物具有权利要求1或2所述的定义。
9.权利要求3或4所述分子胶囊的解离方法，其特征在于，所述解离方法包括以下步骤：
将所述分子胶囊与卤代铵盐进行反应，得到式(16)所示化合物或式(17)所示化合物和金刚烷或金刚烷衍生物；
优选地，所述卤代铵盐优选为四丁基卤化铵，例如四丁基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基碘化铵；
其中，式(16)、式(17)具有权利要求5所述的定义。
10.权利要求1或2所述分子笼化合物或权利要求3或4所述分子胶囊的用途，其可选择性的络合金刚烷及其衍生物，同时在特定条件下可以定量释放，进而用于药物的传输和释放。
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