[发明专利]一种反式六甲基六元瓜环及制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及涉及超分子化学领域，尤其涉及一种反式六甲基六元瓜环及制备方法和应用。

背景技术

1981年Mock研究组利用单晶X－射线衍射方法表征了瓜环家族的第一个成员―六元瓜环(Q[6])，2000年Day研究组和Kim研究组于同时报道了三种六元瓜环的同系物―五元瓜环(Q[5])、七元瓜环(Q[7])以及八元瓜环(Q[8])；2002年Day研究组又报道了包结了五元瓜环的十元瓜环(Q[5]@Q[10])；美国学者Isaacs研究组2006年合成得到错位桥联的十元瓜环；2007年合成得到错位桥联的六元瓜环，2011年报道了缺位的六元瓜环，这些瓜环都是以C-型多聚体为基本构筑模块形成的瓜环。2005年美国学者Isaacs研究组与韩国学者Kim研究组合作报道了反式六元瓜环(Q[6]*)和反式七元瓜环(Q[7]*)，这些瓜环都是以S-型多聚体为基本构筑模块形成的瓜环。于是这些瓜环的出现为瓜环形成的机理建立奠定了重要基础：即苷脲与甲醛反应形成C-型多聚体以及S-型多聚体，然后C-型多聚体进一步形成系列普通瓜环以及不完全闭合瓜环等；而S-型多聚体进一步形成系列反式瓜环。

但是，目前反式六元瓜环普遍存在水溶性差，且基本上不能溶解在有机溶剂中，并且其合成产率较低的缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种反式六甲基六元瓜环及制备方法和应用。本发明具有水溶性好，能溶于有机溶剂和产率高的优点。

本发明是这样实现的：一种反式六甲基六元瓜环，其分子式为{[(C₄₂H₄₈N₂₄O₁₂)]·10(H₂O)}，分子量为1260，结构式为：

前述的反式六甲基六元瓜环的制备方法，按下述步骤制备：

a.将甲基甘脲二醚和普通甘脲按摩尔比1:1混合，得A品；

b.将A品放入质量分数为36％-38％的浓盐酸中，浓盐酸的量按每克普通甘脲对应11-12mL计，在温度为90-100℃时，加热回流1.5-3小时，冷却，反复加水除酸至溶液成中性，得B品；

c.向B品中加入甲酸200-300mL，浓缩静置得C品；

d.将C品加载到Dowex阳离子型交换树脂为固定相的层析柱，并用0.1～0.5M的盐酸淋洗1-2天，得到反式六甲基六元瓜环。

前述的反式六甲基六元瓜环的应用：该反式六甲基六元瓜环用于金属配位、超分子自组装体或主客体化学的形成。

有益效果：与现有技术相比，本发明的制备方法操作简单，产率高，能够可以高效快速的得到瓜环。本发明制备的反式六甲基六元瓜环在水中和部分有机溶剂中的溶解性得到很大提高，利用该瓜环的特殊结构，拓展了瓜环配位化学、超分子自组装、主客体化学等方面的研究范围。

为了证明本发明的有益效果，申请人进行了如下实验：

将实施例1制备得到的反式六甲基六元瓜环在氘代水中进行核磁共振，结果如图1所示，本发明制备得到的反式六甲基六元瓜环能溶于水，并且是纯的瓜环。

将实施例1制备得到的反式六甲基六元瓜环在氘代二甲亚砜中进行核磁共振，结果如图2所示，本发明制备得到的反式六甲基六元瓜环能溶于DMSO,并且是纯的瓜环。

将实施例1制备得到的反式六甲基六元瓜环进行质谱分析，结果如图3所示，质谱分析得到本发明制备得到的反式六甲基六元瓜环的相对分子质量是1080(质谱计算时不加结晶水分子量)。

本发明将普通甘脲和甲基甘脲二醚按摩尔比1:1混合，在90～100℃下反应时间1.5～3小时，得到的反式六甲基取代六元瓜环的产率高于1％，其产率高。

附图说明

图1是反式六甲基六元瓜环在氘代水中的¹H核磁共振谱图；

图2是反式六甲基六元瓜环在氘代二甲亚砜中的¹H核磁共振谱图；

图3是反式六甲基六元瓜环的质谱结果；

图4是本发明制备的反式六甲基六元瓜环的结构式。

具体实施方式

实施例1。一种反式六甲基六元瓜环，其分子式为{[(C₄₂H₄₈N₂₄O₁₂)]·10(H₂O)}，分子量为1260，结构式为：