CN116554178A - 一种亚氨基二苄衍生物大环化合物的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了式I所示的亚氨基二苄衍生物大环化合物的合成方法,包括单体化合物与多聚甲醛在催化剂的作用下,合成得到式I所示亚氨基二苄衍生物大环化合物的步骤。本发明简单快速,采用一锅法可合成得到一系列重复单元数不同的,易于衍生修饰的大环化合物,具有很好的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于有机合成领域,具体涉及一种亚氨基二苄衍生物大环化合物的合成方法。
背景技术
超分子化学作为一种研究分子间非共价键作用的学科,近年来得到了广泛的发展。大环超分子与客体的包结作用则是超分子化学研究的一个主要方向,现已开发设计出以冠醚、环糊精、杯芳烃、葫芦脲、柱芳烃为代表的五代超分子主体。大环超分子与客体的主客体作用已在药物递送、手性识别、荧光成像、分子机器等领域有着广泛应用。
然而,但是很多大环主体分子的合成存在局限,例如,专利CN1003787B公开的冠醚的合成条件颇为苛刻,需要升温加压以促反应进行;另一方面,大环主体分子的衍生化,往往是在既成的环状结构基础上进一步进行反应修饰而成,例如专利申请CN107793497A、CN101519460A等公开了对β环糊精进一步进行乳糖或羟丙基修饰的方法,但是,如果要制备得到不同大小环状分子(例如α-环糊精、β-环糊精和γ环糊精)的衍生物,需要分别以不同大小的环状分子为原料,分别多次进行反应制备,步骤极为繁琐。这些大环主体分子合成步骤繁琐、衍生化困难等局限,对主客体作用的发展造成了限制。
因此,提供简单、易于修饰的新型主体分子的合成研究显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型的大环化合物:亚氨基二苄衍生物大环化合物的合成方法。
具体地,本发明提供了一种亚氨基二苄衍生物大环化合物的合成方法,包括如下步骤:
单体化合物S1与多聚甲醛在催化剂的作用下,在有机溶剂中反应合成得到式I所示亚氨基二苄衍生物大环化合物;反应式如下:
其中,q为1~3的整数,n为1~4的整数;
R为含有酯基、羧基、酰胺基、烷基、季铵盐结构和/或甘醇链结构的基团。
进一步地,上述催化剂是:氯化铁或其水合物,优选为六水合氯化铁。
进一步地,上述有机溶剂是卤代烷烃,优选为二氯甲烷。
进一步地,上述单体化合物S1与多聚甲醛的摩尔比为1:(1.5~3),优选为1:2。
进一步地,上述反应条件为20~30℃反应10~15h;优选为20~30℃反应12h。
进一步地,q为2,n为1、2、3或4;
所述单体化合物S1的结构为:
所述式I所示亚氨基二苄衍生物大环化合物是如下任意一种结构或任意多种结构的混合物:
优选地,R为
进一步地,上述单体化合物S1是亚氨基二苄和碱作用后,加入X-R反应制得,反应式如下:
其中,X为卤素,优选为溴。
进一步地,上述碱为氢化钠或正丁基锂,优选为氢化钠;
和/或,所述亚氨基二苄、X-R和碱的摩尔比为:1:(1~2):(1~2),优选为1:1.5:1.5。
进一步地,上述亚氨基二苄和碱作用的条件为:在有机溶剂中,0~5℃作用2~4h;优选为在N,N-二甲基甲酰胺中,0℃作用3h;
和/或所述加入X-R反应的条件为:在有机溶剂中,50~70℃反应5~7h;优选为在N,N-二甲基甲酰胺中,60℃反应6h。
本发明还提供了一种亚氨基二苄衍生物大环化合物,或其溶剂合物,或其药学上可接受的盐,所述化合物具有式I所示结构:
其中,q为1~3的整数,n为1~4的整数;R为含有酯基、羧基、酰胺基、烷基、季铵盐结构和/或甘醇链结构的基团;
优选地,q为2,n为1~4的整数,R为
即,式I化合物具有如下任意一种结构:
进一步地,所述的药学上可接受的盐是:式I化合物的阳离子盐,优选为式I化合物的铵盐、钠盐或钾盐,更优选为式I化合物的铵盐。
本发明还提供了上述的亚氨基二苄衍生物大环化合物,或其溶剂合物,或其药学上可接受的盐在药物载体、手性识别试剂、荧光成像试剂、分子机器中的应用。
本发明的有益效果:本发明方法简单快速,通过对单体本身的不同衍生修饰,采用一锅法可合成得到一系列重复单元数不同的大环化合物或其衍生物;同时,不同重复单元数的大环化合物或其衍生物易于纯化分离,作为不同大小的环状超分子主体,在主客体作用的研究,以及药物递送、手性识别、荧光成像、分子机器等领域具有很好的应用前景。
显然,根据本发明的上述内容,按照本领域的普通技术知识和惯用手段,在不脱离本发明上述基本技术思想前提下,还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。
以下通过实施例形式的具体实施方式,对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。
附图说明
图1为S1的核磁共振氢谱图。
图2为H1的核磁共振氢谱图。
图3为H1的基质辅助激光解析电离飞行时间质谱MALDI-TOF-MS图。
图4为H2的核磁共振氢谱图。
图5为H2的基质辅助激光解析电离飞行时间质谱MALDI-TOF-MS图。
图6为H3的核磁共振氢谱图。
图7为H3的基质辅助激光解析电离飞行时间质谱MALDI-TOF-MS图。
图8为H4的核磁共振氢谱图。
图9为H4的基质辅助激光解析电离飞行时间质谱MALDI-TOF-MS图。
图10为W1的核磁共振氢谱图。
图11为W1的基质辅助激光解析电离飞行时间质谱MALDI-TOF-MS图。
图12为NH4-W1的核磁共振氢谱图。
具体实施方式
本发明所用的多聚甲醛(CH2O)m,其聚合度m介于8-100之间,通过购买市售产品所得,除另有说明外,本发明所用原料与设备均为已知产品,均通过购买市售产品所得。
实施例1、亚氨基二苄衍生物S1的合成
称取亚氨基二苄(5.0g,25.63mmol)和NaH(922mg,38.44mmol)于100mL单口烧瓶,加入25mL N,N-二甲基甲酰胺,0℃搅拌3小时,随后逐滴加入溴乙酸乙酯(6.42g,38.44mmol),60℃条件下反应6小时。反应结束后,待混合物冷却后,除去溶剂,残留物用DCM溶解,水洗3次,收集有机相,无水Na2SO4干燥,过硅胶柱(洗脱剂:纯PE—PE/DCM=3:1)。得浅黄色油状液体1.23g,产率:17.11%。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.15–6.89(m,8H),4.54(s,2H),4.11(q,J=7.1Hz,2H),3.22(s,4H),1.14(t,J=7.1Hz,3H).
实施例2、亚氨基二苄衍生物大环化合物H1、H2、H3、H4的合成
称取S1(421.71mg,1.5mmol)和六水合三氯化铁(270.30mg,1.0mmol)于500mL单口烧瓶,加入350mL二氯甲烷,搅拌均匀后,加入多聚甲醛(30.14mg,3.0mmol),室温搅拌12小时,反应结束后,加水猝灭反应,水洗3次,收集有机相,无水硫酸钠干燥,除去溶剂,过硅胶柱分离(洗脱剂:石油醚/二氯甲烷=2:1—石油醚/二氯甲烷=1:2)得到四种产物。
得白色粉末固体H1:73.50mg,产率:16.74%。1H NMR(400MHz,CD2Cl2)δ6.97(dd,J=8.2,2.0Hz,6H),6.85(d,J=8.2Hz,6H),6.73(d,J=1.9Hz,6H),4.45(s,6H),4.07(q,J=7.1Hz,6H),3.67(s,6H),2.95(s,12H),1.15(t,J=7.1Hz,9H).MALDI-TOF-MS:calcd for[M+Na]+([C57H58N3O6]+):880.4326,found:880.4560.
得白色粉末固体H2:47.46mg,产率:10.81%。1H NMR(400MHz,CD2Cl2)δ6.85(d,J=32.9Hz,24H),4.44(s,8H),4.08(q,J=7.1Hz,8H),3.77(s,8H),3.03(s,16H),1.14(t,J=7.1Hz,12H).MALDI-TOF-MS:calcd for[M+H]+([C76H77N4O8]+):1173.5741,found:1173.7287.[M+Na]+([C76H76N4O8Na]+):1195.5561,found:1195.8301.
得白色粉末固体H3:22.85mg,产率:5.20%。1H NMR(400MHz,CD2Cl2)δ6.86(d,J=7.2Hz,30H),4.43(s,10H),4.06(q,J=7.1Hz,11H),3.74(s,10H),3.06(s,20H),1.12(t,J=7.1Hz,15H).MALDI-TOF-MS:calcd for[M+H]+([C95H96N5O10]+):1466.7157,found:1466.8047.
得白色粉末固体H4:16.33mg,产率:3.71%。1H NMR(400MHz,CD2Cl2)δ6.86(d,J=7.3Hz,36H),4.43(s,12H),4.06(dd,J=14.2,7.1Hz,12H),3.74(s,12H),3.06(s,24H),1.12(t,J=7.1Hz,18H).MALDI-TOF-MS:calcd for[M+H]+([C114H115N6O12]+):1758.8495,found:1758.8205.[M+Na]+([C114H114N6O12Na]+):1781.8392,found:1782.8862.
从H1~H4的核磁和质谱结果可以看出,本发明方法制得的大环化合物成功合成,且具有较高纯度;说明本发明通过一锅法成功制备得到了系列大环化合物,且不同的大环化合物易于纯化分离。
实施例3、亚氨基二苄衍生物水溶性大环NH4-W1的合成
W1的合成:称取H1(30mg,0.034mmol)溶于烧瓶,加入5mL四氢呋喃和20mL 40%氢氧化钠溶液,100℃条件下反应12小时。反应结束后,待混合物冷却后,加盐酸调pH至3~4,离心过滤出固体,干燥后,固体加二氯甲烷溶解,过滤收集固体。得白色固体9.19mg,产率:34.07%。1H NMR(400MHz,DMSO)δ12.41(s,3H),7.00(dd,J=8.3,1.8Hz,6H),6.86(d,J=8.2Hz,6H),6.75(s,6H),4.38(s,6H),3.59(s,6H),2.90(s,12H).
NH4-W1的合成:称取W1(10mg,0.012mmol)于烧瓶,加入20mL氨水,室温搅拌12小时,反应结束后,膜过滤,蒸干溶剂,得白色固体10.11mg,产率:95.11%。1H NMR(400MHz,D2O)δ7.13(d,J=8.3Hz,6H),6.97(d,J=8.3Hz,6H),6.91(s,6H),4.26(s,6H),3.73(s,6H),2.97(s,12H).MALDI-TOF-MS:calcd for[M+H]+([C51H46N3O6]+):797.3387,found:797.3374.[M+Na]+([C51H45N3O6Na]+):819.3206,found:819.3620.
从上述的核磁和质谱结果可以看出,制得的大环NH4-W1化合物成功合成,且具有较高纯度。
以下通过实验例证明本发明的有益效果:
实验例1、本发明反应条件的筛选
分别以三氟化硼乙醚(BF3·Et2O)、AlCl3以及六水合三氯化铁(FeCl3·6H2O)作为催化剂,其余条件按照实施例1的方法进行反应,结果发现除六水合三氯化铁(FeCl3·6H2O)外其余两种在室温条件下均未发生明显反应(表1)。
此外,在以六水合三氯化铁(FeCl3·6H2O)作为催化剂的条件下,改变反应溶剂,在二氯甲烷(DCM)里的产率显著高于在1,2-二氯乙烷(CH2ClCH2Cl)中的产率(表1)。
表1不同反应条件的反应结果
综上,本发明提供了一种亚氨基二苄衍生物大环化合物的合成方法,在本发明特定的反应原料和条件下,采用一锅法可合成得到一系列重复单元数不同的大环化合物,且不同重复单元数的大环化合物易于纯化分离,作为不同大小的环状超分子主体,在主客体作用的研究,以及药物递送、手性识别、荧光成像、分子机器等领域具有很好的应用前景。
Claims (10)
1.一种亚氨基二苄衍生物大环化合物的合成方法,其特征在于,包括如下步骤:
单体化合物S1与多聚甲醛在催化剂的作用下,在有机溶剂中反应合成得到式I所示亚氨基二苄衍生物大环化合物;反应式如下:
其中,q为1~3的整数,n为1~4的整数;
R为含有酯基、羧基、酰胺基、烷基、季铵盐结构和/或甘醇链结构的基团。
2.如权利要求1所述的合成方法,其特征在于,所述催化剂是:氯化铁或其水合物,优选为六水合氯化铁。
3.如权利要求1所述的合成方法,其特征在于,所述有机溶剂是卤代烷烃,优选为二氯甲烷。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述单体化合物S1与多聚甲醛的摩尔比为1:(1.5~3),优选为1:2;
和/或所述反应条件为20~30℃反应10~15h;优选为20~30℃反应12h。
5.如权利要求1~4任一项所述的合成方法,其特征在于,q为2,n为1、2、3或4;
所述单体化合物S1的结构为:
所述式I所示亚氨基二苄衍生物大环化合物是如下任意一种结构或任意多种结构的混合物:
优选地,R为
6.如权利要求1~4任一项所述的合成方法,其特征在于,所述单体化合物S1是亚氨基二苄和碱作用后,加入X-R反应制得,反应式如下:
其中,X为卤素。
7.如权利要求6所述的合成方法,其特征在于,所述碱为氢化钠或正丁基锂,优选为氢化钠;
和/或,所述亚氨基二苄、X-R和碱的摩尔比为:1:(1~2):(1~2),优选为1:1.5:1.5。
8.如权利要求6所述的合成方法,其特征在于,所述亚氨基二苄和碱作用的条件为:在有机溶剂中,0~5℃作用2~4h;优选为在N,N-二甲基甲酰胺中,0℃作用3h;
和/或所述加入X-R反应的条件为:在有机溶剂中,50~70℃反应5~7h;优选为在N,N-二甲基甲酰胺中,60℃反应6h。
9.一种亚氨基二苄衍生物大环化合物,或其溶剂合物,或其药学上可接受的盐,其特征在于,所述化合物具有式I所示结构:
其中,q为1~3的整数,n为1~4的整数;R为含有酯基、羧基、酰胺基、烷基、季铵盐结构和/或甘醇链结构的基团;
优选地,q为2,n为1~4的整数,R为
10.权利要求所述的亚氨基二苄衍生物大环化合物,或其溶剂合物,或其药学上可接受的盐在药物载体、手性识别试剂、荧光成像试剂、分子机器中的应用。
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