反式七元瓜环的合成分离方法
【专利摘要】本发明是关于一个反式七元瓜环iQ[7]的合成分离方法，属于有机高分子【技术领域】。本发明利用苷脲以及多聚甲醛在浓盐酸介质条件下，回流温度5～8小时，冷却，逐步加水稀释以分离水溶性较差的八元瓜环Q[8]、六元瓜环Q[6]、少量反式六元瓜环iQ[6]以及少量包结五元瓜环的十元瓜环Q[5]@Q[10]后。将含有五元瓜环Q[5]、七元瓜环Q[7]、少量反式七元瓜环iQ[7]少量铰接十四元瓜环tQ[14]的母液浓缩，加载到Dowex阳离子型交换树脂为固定相的层析柱，以体积比水∶乙酸∶浓盐酸=1∶1∶(0.01～0.3)溶液淋洗，得到反式七元瓜环iQ[7]纯品。本发明分离方法简单快速。
【专利说明】反式七元瓜环的合成分离方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于有机高分子化合物【技术领域】，具体的说是反式七元瓜环iQ[7]的合 成、分离方法。
【背景技术】
[0002] 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一 六兀瓜环Q [6]，2000年Day研究组和Kim研究组于同时报道了三种六兀瓜环的同系物一五 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研究组在合成分离出一系列结构特异的新 型瓜环，如2005年报道了反式六元瓜环iQ[6]和反式七元瓜环iQ[7] ;2006年又合成得到 错位桥联的十元瓜环；2007年又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；2013年贵州省大环化学及超分子化学重点实验室又合成、分离出了目前瓜环家族中 最大的绞接十四元瓜环tQ[14]。利用这些大小以及结构特征各异的瓜环不仅可包结非极 性的有机分子，亦可利用其端口极性羰基氧与金属等阳离子发生配位作用，因而形成包含 瓜环主客体化学和瓜环配位化学所特有的瓜环化学，并因其新颖性以及涉及研究领域广泛 性(包括主客体化学、超分子化学、生物化学、药物化学、聚合物、材料、催化等）而备受各国 学者的关注。
[0003] 虽然普通瓜环家族已有不少成员，但对于那些异形瓜环，如反式六元瓜环iQ[6]、 反式七元瓜环iQ[7]、错位桥联六元瓜环、十元瓜环等的进一步研究极为少见。最主要的 原因是这些瓜环在合成过程中是动力学产物，含量很少。目前还没有找到这些异形瓜环简 便快速的分离方法。如到目前为止，除了报道发现反式七元瓜环iQ[7]的文献外（J. Am. Chem. Soc. 2005，127，18000-18001)，国内外还没有一个研究组对其开展进一步实验性 的研究。
【发明内容】
[0004] 本发明目的是利用简单快速的合成、分离方法得到纯反式七元瓜环iQ[7]，并利用 核磁(氢谱）分析表征对所得到的iQ[7]进行了准确无误的确认。
[0005] 本发明合成、分离的iQ[7]是目前已经报道的瓜环家族中的一个已知的成员。 iQ[7]是由7个苷脲单体C4H6N402通过14个亚甲基一 CH2 -桥联形成的笼状化合物，其中的 一个苷脲单体的连接方式比较特异，即苷脲单体的两个质子指向瓜环内部，其化学组成通 式为：C42H42N28014。
[0006] 本发明反式七元瓜环的合成分离方法，是将苷脲和多聚甲醛在浓盐酸介质中， 100°C加热回流5~8小时，苷脲和多聚甲醛的重量配比为2~2.5:1，冷却，得多种瓜环的混合 液，其特征是依次按下列步骤进行分离： (1)逐步加水稀释上述多种瓜环的混合液，随着混合液盐酸浓度的降低，水溶性最差的 八元瓜环Q[8]与少量包结五元瓜环的十元瓜环Q[5]@Q[10]混合物最先析出，继续加水稀 释，则水溶性较差的六元瓜环Q[6]与少量反式六元瓜环iQ[6]混合物相继析出，继续加水 稀释，直到溶液中不再有沉淀产生，过滤，取滤液； (2) 将稀释后的滤液浓缩至原体积的三分之一至四分之一，浓缩液含可溶性的瓜环混 合物：五元瓜环Q[5]、七元瓜环Q[7]、少量反式七元瓜环iQ[7]以及少量铰接十四元瓜环 tQ[14]； (3) 将此浓缩液装填上Dowex阳离子型交换树脂为固定相的层析柱； (4) 用体积比水：乙酸：浓盐酸=1:1:0. 01~0. 3溶液淋洗，首先分离出反式七元瓜环 iQ[7]的纯品，当iQ[7]淋洗完后，逐渐加大淋洗液中浓盐酸的体积比，依次分离出五元瓜 环Q [5]、七元瓜环Q [7]以及铰接十四元瓜环tQ[ 14]的纯品。
[0007] 上述合成的多种瓜环的混合液中所得的多种瓜环为八元瓜环Q[8]，包结五元瓜环 的十元瓜环Q[5]@Q[10]，六元瓜环Q[6]，反式六元瓜环iQ[6],五元瓜环Q[5]、七元瓜环 Q[7]、少量反式七元瓜环iQ[7]以及少量铰接十四元瓜环tQ[14]。
[0008] 本发明反式七元瓜环纯品iQ[7]的合成分离方法，是在浓盐酸介质中多种瓜环 的混合液，先经过逐步加水分离除去水溶性最差的八元瓜环Q[8]与少量包结五元瓜环的 十元瓜环Q[5]@Q[10]，水溶性较差的六元瓜环Q[6]与少量反式六元瓜环iQ[6]，再经过 Dowex阳离子型交换树脂柱层析与五元瓜环Q[5]、七元瓜环Q[7]、以及少量铰接十四元瓜 环tQ [14]分离而得到反式七元瓜环iQ [7]。
[0009] 合成过程中当苷脲和多聚甲醛的重量配比改变时，并且当加热回流温度和时间改 变时，得到多种瓜环混合液各成分的含量也会相应改变。
[0010] 本发明专利是利用氢核磁共振谱分析表征对所得到的iQ[7]进行了准确无误的 确认。
[0011] 本发明合成分离纯反式七元瓜环iQ[7]方法简单快速，是首次提出从瓜环混合物 中分离出反式七元瓜环iQ[7]的简单快速方法。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1反式七元瓜环iQ [7]在氘代水的1Η核磁共振谱图。
[0013] 图2七元瓜环Q[7]和反式七元瓜环iQ[7]在硅胶板上的位置，其中点1是七元瓜 环Q[7],点2是反式七元瓜环iQ[7]。
[0014] 具体实施方法 实施例：反式七元瓜环iQ [7]的合成实施方法： 称取苷脲50克，多聚甲醛20克，浓盐酸200mL，回流反应6小时，冷却，分步加水稀释 至无沉淀产生(沉淀为水溶性较差的八元瓜环Q[8]、六元瓜环Q[6]等溶解性差的瓜环，约 40克)。将含有五元瓜环Q[5]、七元瓜环Q[7]、少量绞接十四元瓜环tQ[14]、反式七元瓜环 iQ[7]的母液浓缩至一定体积(不能太粘稠，以免影响样品上柱，取浓缩液25 mL (每毫升含 固体0. 9-1. 1克)。将浓缩液加载到硅胶G为固定相的层析柱(直径：40mm ;高度：800mm)， 以1:1:0. 01、. 3水：乙酸：浓盐酸为淋洗液。首先分离出根据淋洗出反式七元瓜环iQ[7] 的纯品，当iQ[7]淋洗完后，逐渐加大淋洗液中浓盐酸的体积比，增加淋洗液的极性，依次 分离出五元瓜环Q [5]、七元瓜环Q [7]以及铰接十四元瓜环tQ[ 14]的纯品。反式七元瓜环 iQ[7]的收率约占理论产率的1%。
【权利要求】
1. 反式七元瓜环的合成分离方法，是将苷脲和多聚甲醛在浓盐酸介质中，l〇〇°C加热回 流5~8小时，苷脲和多聚甲醛的重量配比为2~2. 5:1，冷却，得多种瓜环的混合液，其特征是 依次按下列步骤进行分离： (1) 逐步加水稀释上述多种瓜环的混合液，随着混合液盐酸浓度的降低，水溶性最差的 八元瓜环Q[8]与少量包结五元瓜环的十元瓜环Q[5]@Q[10]混合物最先析出，继续加水稀 释，则水溶性较差的六元瓜环Q[6]与少量反式六元瓜环iQ[6]混合物相继析出，继续加水 稀释，直到溶液中不再有沉淀产生，过滤，取滤液； (2) 将稀释后的滤液浓缩至原体积的三分之一至四分之一，浓缩液含可溶性的瓜环混 合物：五元瓜环Q[5]、七元瓜环Q[7]、少量反式七元瓜环iQ[7]以及少量铰接十四元瓜环 tQ[14]； (3) 将此浓缩液装填上Dowex阳离子型交换树脂为固定相的层析柱； (4) 用体积比水：乙酸：浓盐酸=1:1:0. 01~0. 3溶液淋洗，首先分离出反式七元瓜环 iQ[7]的纯品，当iQ[7]淋洗完后，逐渐加大淋洗液中浓盐酸的体积比，依次分离出五元瓜 环Q [5]、七元瓜环Q [7]以及铰接十四元瓜环tQ[ 14]的纯品。
2. 根据权利要求1所述的反式七元瓜环的分离方法，其特征是合成的多种瓜环的混 合液中所得的多种瓜环为八元瓜环Q[8]，包结五元瓜环的十元瓜环Q[5]@Q[10]，六元瓜环 Q[6],反式六元瓜环iQ[6],五元瓜环Q[5]、七元瓜环Q[7]、少量反式七元瓜环iQ[7]以及 少量铰接十四元瓜环tQ[14]。
3. 根据权利要求1或2所述的反式七元瓜环纯品iQ[7]的合成分离方法，其特征是 在浓盐酸介质中多种瓜环的混合液，先经过逐步加水分离除去水溶性最差的八元瓜环Q[8] 与少量包结五元瓜环的十元瓜环Q[5]@Q[10]，水溶性较差的六元瓜环Q[6]与少量反式六 元瓜环iQ[6]，再经过Dowex阳离子型交换树脂柱层析与五元瓜环Q[5]、七元瓜环Q[7]以 及少量铰接十四元瓜环tQ[14]分离而得到反式七元瓜环iQ[7]。
4. 根据权利要求1所述的反式七元瓜环的合成分离方法其特征是当苷脲和多聚甲醛 的重量配比改变时，并且当加热回流温度和时间改变时，得到多种瓜环混合液各成分的含 量也会相应改变。
【文档编号】C07D487/04GK104151327SQ201410420394
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月25日 优先权日:2014年8月25日
【发明者】李青, 张德清, 张云黔, 薛赛凤, 陶朱, 祝黔江 申请人:贵州大学