具有杯芳烃特性的大环多胺的合成

2019-05-16任涛

云南化工 2019年2期

任涛

（西华师范大学化学化工学院，四川南充 637009）

超分子化学是近段时间来比较热门的话题之一，它研究的是将两个及以上的化合物通过非共价键分子间作用力（如氢键、亲水键、范德华力等）而形成的具有一定功能性和选择性的物质[1]。其中，杯芳烃是超分子化学的第三代产品，它具有可修饰、可调节腔大小的优点[2]，并且它在分子催化、阴离子识别、氨基酸识别等方面有重要作用。其中，氮杂类杯芳烃可以增加可识别的位点，也可增加修饰基团，因此其在金属离子的识别、生物传感、大环多胺以及其金属配合物的合成催化，对超氧化物歧化酶 (SOD)的识别、DNA的切割和保护[3]等方面都有很广泛的应用。

核苷和核苷酸是生物生命活动中重要的物质，所以研究出对核苷和核苷酸具有荧光识别功能的化合物是近些年来科学家们关注的重点。基于对氮杂类杯芳烃的了解和研究，我们构建了一种新型的氮杂类杯芳烃荧光探针来识别核苷和核苷酸。该探针同时包含大环多胺和杯芳烃的特点，能够实现对核苷和核苷酸的灵敏识别。

大环多胺的合成方法最主要有3种:第一种是直接合成法，直接将两种化合物混合在一起，是采用高度稀释的条件下反应，但是这种方法有速度慢、产率低的特点；第二种是模板合成法，化合物以金属离子为模板合成大环多胺，这种方法有速率快、针对性强、产率高、易操作等特点，但是它的影响因素多；第三种是席夫碱的还原反应，这是近些年比较常用的方法，有操作方法简单、成熟的优点，但是操作流程长。而我们采用的是比较新的合成方法，将两种反应物混合在一起，发生Michael加成反应，这种方法是操作简单、反应时间短的特点[4]。

2 实验部分

2.1 实验药品

氢氧化钠（AR），对甲基苯酚（AR）。间苯二胺（GR），甲醛（GR），正己烷（GR），乙酸乙酯（GR），冰乙酸（GR）。

甲醇和二氯甲烷为工业纯试剂并蒸馏所得。

2.2 实验仪器

BruckerSF-400MHz核磁共振仪；D-F-101S集热式恒温加热磁力搅拌器；GZX-9140ME数显鼓风干燥箱；SHZ-D循环水式真空泵；W210恒温水浴锅；R-205旋转蒸发器；Nicolet 6700傅立叶红外光谱仪。

2.3 实验步骤

2.3.1 2,6-二羟甲基对甲酚1的合成[5]

在冰浴的条件下，把NaOH(13.2g，250mmol)加入到装有蒸馏水（50mL）的500mL的锥形瓶中，搅拌、溶解。冷却到室温后，再缓慢地加入对甲酚（27g，250mmol），搅拌至混合均匀，冷却至室温，最后再缓慢滴加（60mL，＞500mmol）。然后避光放置4天，TCL监控反应进程（试剂比例∶V（正己烷） /∶V（乙酸乙酯） =1∶1），析出大量米白色固体。抽滤，将米白色滤渣完全溶解于蒸馏水中，加入少量冰乙酸调节至pH=6～7，大量的白色固体析出。抽滤，得到33.24g产品，用乙酸乙酯重结晶得到白色菱片状的晶体1（产率:79%）。合成路线见图1。

图1 2,6-二羟甲基对甲酚1的合成

2.3.2 大环多胺（2）的合成

将2,6-二羟甲基对甲酚1（1.68g，10mmol）和邻苯二胺（1.08g，10mmol）加入100mL的三颈烧瓶中，组装蒸馏装置，再加入30mL的甲醇，通入氮气。升温到80℃左右，蒸馏出大量甲醇。再升温到135℃，反应至熔融态，搅拌至黄色黏稠状，停止反应。再加入少量甲醇，使反应体系溶解。硅胶柱层析分离（洗脱剂:V（二氯甲烷）∶V（甲醇） =20∶1），收集相同组分，合并，去除层析液，得到大环多胺（2）（产率:3.5%）。IR（KBr压片，cm-1）:3431，2920，2856，1604，1512，1485，1449，1354，1253，1157，1128，1053， 1004， 869， 740， 455。1H NMR（400MHz，DMSO-d6）δ:9.05（s，2H，OH），7.055（s，4H，CH3-ph-H），6.72（d，8H，Ph-H），4.85（t，4H，N-H），4.18（d，8H，CH2），2.21（s，6H，CH3）。13C NMR(100 MHz，DMSO-d6) δ:153.9，137.2，130.4，128.2，125.4，119.1，112.1，46.6，20.6。