聚乙二醇修飾的兩親性杯芳烴的制備方法技術

本發(fā)明專利技術是一種化工技術領域的聚乙二醇修飾的兩親性杯芳烴的制備方法。在低溫和堿催化的條件下，聚乙二醇與對甲基苯磺酰氯反應，使一端反應上一個易離去的對甲基苯磺酸酯。得到的聚乙二醇衍生物繼續(xù)與杯芳烴反應，選擇性修飾對位兩個羥基，得到兩親性的杯芳烴分子。兩步反應產率均很高。改變聚乙二醇分子量與端基均可以得到選擇性取代的兩親性杯［４］芳烴衍生物。利用兩親特性可以實現(xiàn)溶液中的自組裝，而剩余的兩個酚羥基可以進一步功能化。本發(fā)明專利技術制備的聚乙二醇修飾的兩親性杯芳烴衍生物可應用在藥物傳輸、基因轉染等生物醫(yī)藥領域，以及模擬酶和相催化等領域。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及一種化工
的制備方法，具體是一種聚乙二醇修飾的兩親 性杯芳烴的制備方法。
技術介紹
杯芳烴及其衍生物能夠與有機分子或金屬離子形成配合物，因此杯芳烴被認 為是繼冠醚、環(huán)糊精之后更具發(fā)展?jié)摿Φ牡谌肿又黧w分子，在主客體化學 領域得到了廣泛研究。盡管已有一些文獻報道了杯芳烴在液膜傳輸、絡合萃取、 分子探針、分子器件和傳感器等領域的應用潛力，但是目前具有實際應用價值的 杯芳烴及其衍生物并不多，其中重要原因之一是因為杯芳烴及其衍生物屬于小分 子有機化合物，存在難加工、易流失等缺點。因此，把杯芳烴及其衍生物通過化 學鍵直接鍵合在聚合物上，得到含杯芳烴的聚合物，就有望開發(fā)出新型杯芳烴功 能材料。經對現(xiàn)有技術的文獻檢索發(fā)現(xiàn)，含聚合物修飾的杯芳烴按鏈結構劃分主要有 三類。第一類是杯芳烴主鏈聚合物Dondoni等在《Chem. Co,un.》(化學快訊， 1997年，第7巻，673 674頁)上發(fā)表了 "Synthesis肌d rec印tor properties of calixarene-bi印henol-A copolymers"(杯芳烴與雙酚A共聚物的合 成與受體性能)，該文中用雙酚A與下沿二醚化的杯芳烴衍生物通過界面縮聚 得到主鏈中含有杯芳烴單元的聚醚化合物，其對Ag+的萃取選擇性能幾乎是杯 芳烴單體的10倍。第二類是杯芳烴側基聚合物Alexandratos等在 《Macromolecules》(大分子，2001年，第34巻，206 210頁)上發(fā)表了 "Synthesis and ion-binding affinities of calixarenes immobilized on cross-linked polystyrene"(含杯芳烴的交聯(lián)聚苯乙烯的合成與離子絡合性能)，該文中 用杯芳烴的下沿二磷酸酯化衍生物和交聯(lián)的聚氯甲基苯乙烯反應，成功地將 杯芳烴單元作為側基接到主鏈上，發(fā)現(xiàn)其能高效地絡合Cs+、 Fe3+和Pd"，并對 其絡合機理進行了研究。第三類是以杯芳烴為核的星型聚合物Hailes等人在《Org. Biomol. Chem.》(有機生物分子化學，2003年，第1巻，427 435頁)發(fā) 表了 " The selective functionalisation and difunctionalisation of p-substituted calixarene and calixarenes using hydrophilic moieties"(利用親水段選擇性功能化和雙功能化的杯芳烴和杯芳烴)，該 文利用經過溴取代的不同鏈長的聚乙二醇分子飾杯芳烴與杯芳烴對位的 羥基得到兩親性杯芳烴衍生物。但是文中只是利用溴代的短鏈聚乙二醇對杯 芳烴和杯芳烴的修飾，由于溴取代的聚乙二醇反應活性較低，當乙二醇單元數(shù) 達到ll個的時候，得到的杯芳烴和杯芳烴聚乙二醇衍生物產率只有 10%-40%。文中用端基是羥基的聚乙二醇修飾杯芳烴，采取兩步法來合成，先將 羥基用THP (四氫吡喃基)保護，將聚乙二醇修飾上杯芳烴后再去保護，經過兩 步反應后得到的產率較低。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種聚乙二醇修飾的兩親性杯芳烴的制備 方法，用帶有更易離去的基團(對甲基苯磺酸酯)取代的聚乙二醇選擇性對稱修 飾杯芳烴下端兩個酚羥基，得到兩親性杯芳烴衍生物，合成過程簡單，產率高。 利用產物的兩親特性可以實現(xiàn)溶液中的自組裝，而剩余的兩個酚羥基可以進一步 功能化。本專利技術是通過以下技術方案實現(xiàn)的，本專利技術是先將聚乙二醇和對甲基苯磺酰 氯反應得到單取代產物。然后再與杯芳烴反應，在碳酸鉀為堿的作用下，控 制投料比，可以選擇性地取代杯芳烴下端相對的兩個酚羥基，得到兩親性杯芳烴 化合物?？刂凭垡叶兼滈L就可以控制杯芳烴親疏水比例。本專利技術包括以下步驟步驟a:在圓底燒瓶中，加入聚乙二醇、氫氧化鈉、水溶解。把對甲基苯磺 酰氯溶于四氫呋喃中，對甲基苯磺酰氯溶液逐滴加入反應瓶中反應。粗產物用二 氯甲烷萃取，去離子水洗去除過量氫氧化鈉及部分未反應原料。步驟b:在三口燒瓶中，加入杯芳烴、步驟a得到的聚乙二醇對甲基苯 磺酸酯、碳酸鉀，在無水乙腈中攪拌完全溶解，氮氣保護條件下反應。加水和氫 氧化鈉攪拌。減壓蒸餾去掉乙腈，加入乙酸乙酯萃取粗產物。蒸干乙酸乙酯后產 物成淡黃色油狀物。步驟a中，聚乙二醇有兩類，第一類是一側端基為甲基而另一側為羥基的聚 乙二醇，分子量包括550、 750、 1000、 2000。第二類是兩側端基都是羥基的聚 乙二醇，分子量包括152、 192、 600、 1000。步驟a中，所述將對甲基苯磺酰氯溶液逐滴加入反應瓶中反應，是指用恒 壓滴液漏斗將對甲基苯磺酰氯溶液逐滴加入反應瓶中，在溫度-3—_5攝氏度反 應。步驟a中，所述去離子水洗，其次數(shù)為三遍。步驟b中，所述杯芳烴與聚乙二醇對甲基苯磺酸酯以及碳酸鉀三者摩爾比為1: 2. 1: 4。步驟b中，杯芳烴是指對叔丁基杯芳烴，去掉對叔丁基的杯芳烴中一種。反應的產物可以通過核磁共振證實其結構。根據(jù)本專利技術聚乙二醇選擇性修飾 杯芳烴得到兩親性杯芳烴衍生物的制備方法，可以得到新的大分子修飾的兩 親性杯芳烴。此體系的特點是可以控制聚乙二醇鏈長，從而得到不同親疏水比例 的兩親性杯芳烴。本專利技術應用易離去的對甲基苯磺酸酯修飾的聚乙二醇，實現(xiàn)了不同分子量和 端基的聚乙二醇對于杯芳烴的選擇性修飾。本專利技術是一種新的聚乙二醇修飾 杯芳徑的方法，該方法能夠選擇性修飾杯芳烴對位羥基，具有合成簡單、產率高 等優(yōu)點，制備的杯芳烴衍生物具有聚乙二醇的生物相容性和杯芳烴的分子識 別功能。產物本身的兩親特性使其可以應用在自組裝、藥物傳輸、基因轉染等生 物醫(yī)藥領域，以及模擬酶和相催化等領域。附圖說明圖l:杯芳烴聚乙二醇衍生物合成過程。圖2:端甲基聚乙二醇550修飾的叔丁基杯芳烴的'H核磁譜圖。 圖3:端甲基聚乙二醇750修飾的叔丁基杯芳烴的'H核磁譜圖。 圖4:端甲基聚乙二醇550修飾的去叔丁基杯芳烴的^核磁譜圖。 圖5:三甘醇修飾的叔丁基杯芳烴的'H核磁譜圖。 具體實施例方式下面結合附圖對本專利技術的實施例作詳細說明本實施例在以本專利技術技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本專利技術的保護 范圍不限于下述的實施例。以下實施例的實施過程，如圖1所示，其中a:端甲基的分子量550聚乙 二醇修飾的叔丁基杯芳烴；b:端甲基的分子量750聚乙二醇修飾的叔丁基杯 芳烴；C:端甲基的分子量550聚乙二醇修飾的去叔丁基杯芳烴d:端羥 基三甘醇修飾的叔丁基杯芳烴。實施例1步驟a:在250毫升圓底燒瓶中，加入5.2克端甲基聚乙二醇550， 780毫 克氫氧化鈉，加入40毫升水攪拌溶解。將2. 4克對甲基苯磺酰氯溶于40毫升四 氫呋喃中，用恒壓滴液漏斗將對甲基苯磺酰氯溶液逐滴加入反應瓶中，2個小時 內滴加完成。在冰箱中反應4個小時，粗產物用二氯甲垸萃取，去離子水洗三遍 除去過量堿和未反應的原料和副產物。當聚乙二醇分子量大于1000以后，可以 進一步由無水乙醚重結晶提純。最終產率85%。步驟b:在250毫升三口燒瓶中，加入1.29克叔丁基杯芳烴、2.65克端 甲基聚乙二醇550， 5本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種聚乙二醇修飾的兩親性杯芳烴的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：　步驟ａ：在圓底燒瓶中，加入聚乙二醇、氫氧化鈉、水溶解，把對甲基苯磺酰氯溶于四氫呋喃中，將對甲基苯磺酰氯溶液逐滴加入反應瓶中反應，粗產物用二氯甲烷萃取，去離子水洗三遍去除過量氫氧化鈉及部分未反應原料；　步驟ｂ：在三口燒瓶中，加入杯［４］芳烴、步驟ａ得到的聚乙二醇對甲基苯磺酸酯、碳酸鉀，在無水乙腈中攪拌完全溶解，氮氣保護條件下反應，加水和氫氧化鈉攪拌，減壓蒸餾去掉乙腈，加入乙酸乙酯萃取粗產物，蒸干乙酸乙酯后產物成淡黃色油狀物。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：余鑫，朱新遠，屠春來，王瑞斌，蔣逸，
申請(專利權)人：上海交通大學，
類型：發(fā)明
國別省市：31[中國|上海]