[发明专利]一种基于脲基嘧啶酮的水杨醛席夫碱衍生物及超分子聚合物

说明书

本发明涉及水杨醛席夫碱衍生物及超分子聚合物，具体公开了一种基于脲基嘧啶酮的水杨醛席夫碱衍生物，以及该水杨醛席夫碱衍生物通过四重氢键和铜离子识别正交自组装形成的超分子聚合物。本发明提供的水杨醛席夫碱衍生物单体通过四重氢键和金属配位自组装形成超分子聚合物，构筑方法简单，大大降低了合成难度；所形成的弹性纤维是一种动态超分子材料，具有环境响应性；这种制备策略为生物超分子材料的开发打开新的窗口。

技术领域

本发明涉及有机合成及超分子聚合物技术领域，尤其涉及一种基于脲基嘧啶酮的水杨醛席夫碱衍生物及由其制备的超分子聚合物。

背景技术

超分子聚合物定义为重复单元经可逆的和方向性的非共价键相互作用连接成的阵列，其通过多种分子间相互作用以及它们的协同作用或多重作用形成，如氢键、配位作用、主客体相互作用、电荷转移相互作用和π-π相互作用等。同时，超分子聚合物存在多种拓扑结构，这些拓扑结构以及非共价键连接方式赋予其独特的性能，是超分子聚合物的重点研究内容之一。超分子聚合物对外界的刺激响应性以及可降解性，使其有望成为一种友好的生物材料。

席夫碱(Schiffbase)是一种亚胺化合物，含有－RC＝N－特性基团，一般可以通过胺基和醛基缩合得到。而水杨醛席夫碱是一种含O和N的双齿配体，可以和Cu²⁺等金属离子发生金属配位作用形成二聚体。由于合成简单、配位可逆、 pH敏感性和生物相容性等优点，水杨醛席夫碱及其衍生物在药物传递、生物打印、组织粘合剂和伤口愈合等方面有广泛应用，其结合模式如下：

氢键是一种十分重要的非共价键，广泛存在于DNA、蛋白质等分子中。研究发现，DNA的双螺旋结构稳定性来自于核苷酸碱基之间的多重氢键互补配对。因此通过合成多重氢键结合的基元，可以得到极其稳定的超分子单体。脲基嘧啶酮(UPy)分子中结构中有两对紧密排列的氢键供体和受体，由于氮杂环的共轭效应，其供体和受体基本处于同一平面，因此两个UPy单元可以通过氢键进行自相互补、识别从而形成基于紧密四重氢键的二聚体，并且具有较高的络合常数。因此，UPy被应用于各种新兴的生物医用可降解材料和聚合物材料中。UPy 的二聚模式如下(虚线代表氢键；其中R基团为甲基、乙基、丁基、异庚基或十一烷基)：

虽然水杨醛席夫碱和UPy在各自的领域都有重要应用，但是同时利用二者开发新型超分子聚合物却鲜有报道，因此急切需要开发出新型的基于Upy的水杨醛席夫碱衍生物合成超分子聚合物，拓宽超分子聚合物的应用。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种基于脲基嘧啶酮的水杨醛席夫碱衍生物，并利用其与Cu²⁺的金属配位作用，对Cu²⁺进行选择性识别，继而开发出与金属配位和四重氢键正交自组装形成的新型超分子聚合物。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

本发明第一方面提供一种基于脲基嘧啶酮的水杨醛席夫碱衍生物，结构如 (I)所示：

本发明第二方面提供了上述基于脲基嘧啶酮的水杨醛席夫碱衍生物的制备方法，合成路线如下：

在本发明的技术方案中，步骤1：将对羟基苯胺溶解于四氢呋喃(THF)和 H₂O的混合液中，在冰水浴条件下，加入NaHCO₃后，再滴加Boc酸酐待反应完全后将反应所得混合物经过提纯处理后得到化合物所述提纯处理为将反应所得混合物真空除去溶剂THF 后，加入萃取剂进行萃取，再将萃取得到的有机相用饱和NaCl溶液洗涤后，用无水Na₂SO₄进行干燥，最后真空除去溶剂；所述萃取剂为二氯甲烷(DCM)和 H₂O的混合液。