本發(fā)明涉及一系列超分子大環(huán)分子聯(lián)苯芳烴、水溶性聯(lián)苯芳烴及其制備方法。

背景技術(shù)：

亞精胺，(spermidine)，化學(xué)名n-(3-氨基丙基)-1,4-丁二胺。為無色液體，分子式，c7h22n3，分子量:148.26，結(jié)構(gòu)式如下：

亞精胺是一種體內(nèi)氨基酸的中間代謝產(chǎn)物，為細(xì)胞生長所必需的多胺類物質(zhì)，并且具有一定的免疫調(diào)節(jié)作用。過去，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)亞精胺可延長簡單生物體的壽命，如酵母、果蠅和線蟲。據(jù)悉，這種延長壽命的效果源于亞精胺能夠激活細(xì)胞自噬過程，從而實現(xiàn)細(xì)胞組分的降解和循環(huán)利用。

法國抗癌聯(lián)盟的guidokroemer、奧地利格拉茨醫(yī)科大學(xué)的simonsedej和frankmadeo及同事發(fā)現(xiàn)，持續(xù)在小鼠飲用水中添加亞精胺可延長它們的壽命，即使在小鼠已達中年時再開始也能產(chǎn)生效果。亞精胺改善了年齡較大的小鼠的心臟功能，表明心臟延緩衰老可以促進延長壽命。不過，自噬基因存在缺陷的小鼠并沒有從亞精胺攝入中受益，由此可見，亞精胺之所以具有保護心臟的效果，是因為它能夠激活自噬。通過降低血壓并改善心臟功能，亞精胺在大鼠體內(nèi)也產(chǎn)生了保護心臟的效果。人類的亞精胺濃度會隨著年齡的增長而減少。如果補充亞精胺可以推遲癡呆癥的發(fā)作，對于患者和社會來說都意味著一個重要福音。

然而大多藥物在生物體內(nèi)轉(zhuǎn)運都面臨著穩(wěn)定性差、溶解度差等問題，因此導(dǎo)致了藥物的生物利用度低。然而利用水溶性超分子大環(huán)主體在水溶液中基于分子識別來包結(jié)藥物分子的行為研究在生物、醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要意義。隨著超分子化學(xué)的發(fā)展，一代代大環(huán)主體如冠醚、環(huán)糊精、杯芳烴、葫蘆脲柱芳烴、等在水相中的分子識別研究已被報道。

聯(lián)苯芳烴化合物是一類新型的超分子大環(huán)合成受體，在2015年由李春舉等(發(fā)明人所在課題組)在化學(xué)一區(qū)期刊chem.sci.首次報道4,4'位烷基取代的聯(lián)苯芳烴的合成。它是通過亞甲基橋在聯(lián)苯5,5'位上連接的一類環(huán)狀低聚物，稱為4,4'-聯(lián)苯芳烴，由于4,4'-聯(lián)苯芳烴產(chǎn)率較低，并且我們只得到兩個成環(huán)產(chǎn)物4,4'-聯(lián)苯[3]芳烴和4,4'-聯(lián)苯[4]芳烴。為得到更多的超分子大環(huán)主體，本發(fā)明在4,4'-聯(lián)苯芳烴合成的基礎(chǔ)上首次以取代基位置不同的聯(lián)苯的2,2'-乙氧基聯(lián)苯為單體合成新型的一類聯(lián)苯芳烴2,2'-乙氧基聯(lián)苯[n]芳烴，并且得到十個成環(huán)產(chǎn)物，產(chǎn)率也大大的提高，高達66％。同時，新型聯(lián)苯芳烴很容易被衍生化，可以通過一步反應(yīng)到羥基取代的多聯(lián)苯芳烴，再經(jīng)過一系列反應(yīng)使我們的大環(huán)主體分子引入到水相中，在超分子化學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展有著重要的意義。

水溶性2,2'-聯(lián)苯[n]芳烴包結(jié)藥物分子從而提高藥物溶解性、穩(wěn)定性以及生物利用度至今未見報道。因此本發(fā)明制備了亞精胺與水溶性2,2'-聯(lián)苯[5]芳烴的包合物，有望改善亞精胺的生物利用度，提高其穩(wěn)定性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的之一在于提供一種2,2'-乙氧基聯(lián)苯[n]芳烴。

本發(fā)明的目的之二在于提供一種水溶性聯(lián)苯[n]芳烴。

本發(fā)明的目的之三在于提供該水溶性聯(lián)苯芳烴包合物的制備方法。

以下定義適用于整個說明書和權(quán)利要求書：

etbp[n]＝2,2'-乙氧基聯(lián)苯[n]芳烴

oh-bp[n]＝2,2'-全羥基取代的聯(lián)苯[n]芳烴

cooet-bp[n]＝2,2'-乙酸乙酯取代的聯(lián)苯[n]芳烴

cooh-bp[n]＝2,2'-羧酸取代的聯(lián)苯[n]芳烴

cbp[n]＝水溶性2,2'-聯(lián)苯[n]芳烴

為達到上述目的，本發(fā)明采用如下反應(yīng)機理：

根據(jù)上述反應(yīng)機理，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種聯(lián)苯芳烴，其特征在于該化合物的結(jié)構(gòu)式為：

其中，n＝4～13。

一種水溶性聯(lián)苯芳烴，其特征在于該化合物的結(jié)構(gòu)式為：

其中n＝4～13。

一種制備上述的亞精胺與水溶性聯(lián)苯芳烴包合物的方法，其特征在于該方法的具體步驟為：

a.在室溫下，將2,2'-乙氧基聯(lián)苯與多聚甲醛溶于1,2-二氯乙烷中，攪拌十分鐘，加入催化量的催化劑三氟化硼乙醚，攪拌反應(yīng)0.5～1小時，加入蒸餾水使反應(yīng)停止，有機相依次用飽和nahco3水溶液、飽和nacl水溶液進行洗滌，用無水na2so4干燥，經(jīng)分離提純白色固體產(chǎn)物乙氧基取代的聯(lián)苯芳烴，其結(jié)構(gòu)式為：所述的2,2’-乙氧基聯(lián)苯：多聚甲醛：三氟化硼乙醚的摩爾比為1:1.2:1～1:2:2；所述的多聚甲醛的結(jié)構(gòu)式為：

b.在惰性氣氛下，步驟a所得聯(lián)苯芳烴溶于無水二氯甲烷，再加入三溴化硼，并攪拌一夜；將反應(yīng)液緩慢滴入冰水混合物中，析出大量沉淀，抽濾，水洗，即得到全羥基聯(lián)苯[n]芳烴，其結(jié)構(gòu)式為：所述的聯(lián)苯芳烴和三溴化硼的摩爾比為：1:3n～1:10n；

c.在惰性氣氛下，將步驟b所得全羥基聯(lián)苯[n]芳烴溶解于乙腈溶劑中，然后加入過量k2co3，攪拌1～1.5h；再加入溴乙酸乙酯和催化量的nai，回流反應(yīng)48～60小時，反應(yīng)結(jié)束將反應(yīng)液冷卻至室溫，過濾，二氯甲烷洗滌慮餅，將所得濾液除去溶劑，殘留物溶解于二氯甲烷中，并用水萃取，有機層使用無水na2so4干燥，并分離提純得白色固體產(chǎn)物，即為2,2'-乙酸乙酯取代的聯(lián)苯[n]芳烴cooet-bp，其結(jié)構(gòu)式為：所述的全羥基聯(lián)苯[n]芳烴和溴乙酸乙酯的摩爾比為1:3n～1:10n；

d.將步驟c所得cooet-bp溶解于thf和質(zhì)量百分比濃度為40％氫氧化鈉水溶液的混合溶劑中，回流條件下攪拌10～12小時，除去thf溶劑，冷卻后的溶液加水稀釋，然后調(diào)節(jié)ph＝5-7，有白色絮狀沉淀析出，抽濾并用水洗滌，得到灰白色固體2,2'-羧酸取代的聯(lián)苯[n]芳烴cooh-bp，其結(jié)構(gòu)式為：

e.將步驟d所得cooh-bp加入到質(zhì)量百分比濃度為25-28％的氨水溶液中，室溫條件下攪拌至固體cooh-bp在氨水中完全溶解，除去溶劑，得到白色粉末狀固體，即為水溶性2,2'-聯(lián)苯[n]芳烴cbp；

f.將步驟e所得水溶性2,2'-聯(lián)苯[n]芳烴cbp與亞精胺按1:1的摩爾比混合溶解在水中，攪拌混合均勻，即可得到亞精胺與水溶性聯(lián)苯芳烴包合物。

本發(fā)明由2,2'-乙氧基聯(lián)苯為單體和多聚甲醛在路易斯酸催化的條件下合成的一系列的新型的超分子大環(huán)主體分子并分別命名為聯(lián)苯芳烴。反應(yīng)在室溫下進行，時間在0.5-1h之內(nèi)完成，條件溫和，并且所得產(chǎn)物較多，產(chǎn)量也比較高。2,2'-乙氧基聯(lián)苯[n]芳烴(n＝4-13)這些大環(huán)分子具有獨特的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，并且它們很容易被修飾。我們將乙氧基聯(lián)苯[n]芳烴進行衍生化反應(yīng)得到一系列水溶性的聯(lián)苯芳烴，同時研究了水溶性聯(lián)苯[5]芳烴與抗衰老藥物亞精胺分子的絡(luò)合作用。本發(fā)明涉及醫(yī)藥技術(shù)領(lǐng)域，確切的說是一種水溶新型聯(lián)苯[5]芳烴與亞精胺藥物包合物及包合物制備方法。

本發(fā)明將水溶性cbp5與亞精胺混合溶解在良性溶劑中水中，然后將濾液冷凍干燥或減壓真空干燥即可得到cbp5與亞精胺的包合物。該包容物以根據(jù)權(quán)利要求2所述的水溶性聯(lián)苯[5]芳烴是大環(huán)主體化合物，亞精胺為單獨客體分子，所述的亞精胺分子進入水溶性聯(lián)苯[5]芳烴的空腔，通過氫鍵形成的分子聚集體。該包合物采用全羧酸鹽取代的新型聯(lián)苯[5]芳烴為主體分子包合藥物分子，功能化的后的聯(lián)苯[5]芳烴具有良好的生物溶解性，尤其是水溶性的大大提高，其疏水性剛性空腔以及多個聯(lián)苯苯環(huán)存在的π-π共軛，使得更有利于和一些存在—客體分子實現(xiàn)強鍵合，從而提高藥物的穩(wěn)定性、增加其水溶性、延長藥物在體內(nèi)的釋放從而提高了藥物的生物利用度。

上述包合物是由于超分子作用來包結(jié)藥物分子的，并沒有改變藥物的結(jié)構(gòu)及理化性質(zhì)，也不是一般的物理混合作用。本發(fā)明的所述大環(huán)主體cbp5與亞精胺分子通過恒溫量熱滴定實驗(itc)測得鍵合常數(shù)為，(1.5±0.2)×10⁶m^-1。具有操作簡單、反應(yīng)條件溫和，適用于工業(yè)化生產(chǎn)，提高藥物穩(wěn)定性，使得藥物更有藥用價值。

本發(fā)明涉及一系列新型大環(huán)主體分子的合成，在溫和條件下通過一鍋反應(yīng)得到新型聯(lián)苯芳烴，同時我們又對新型聯(lián)苯芳烴進行衍生化實驗，將其引入到水相中，同時本發(fā)明還涉及新型水溶性聯(lián)苯[5]芳烴與具有抗衰老作用的亞精胺分子包合物及其制備方法，醫(yī)藥技術(shù)領(lǐng)域。

我們首次合成了2,2'-乙氧基聯(lián)苯[n]芳烴，室溫下，以2,2'-乙氧基聯(lián)苯和多聚甲醛為原料在三氟化硼乙醚的催化下，通過一鍋反應(yīng)得到。反應(yīng)條件溫和，操作簡便，采用柱層析進行分離，可以得到聯(lián)苯[4-13]芳烴等十個成環(huán)產(chǎn)物，產(chǎn)率高達66％。

我們首次對新合成的聯(lián)苯芳烴進行衍生化實驗，通過一系列的實驗得到水溶性的新型聯(lián)苯芳烴。并涉及水溶性聯(lián)苯[5]芳烴與亞精胺配合物的制備方法。所述的超分子主體能夠與亞精胺進行很好的絡(luò)合，隨著研究的進一步深入，這種較強的絡(luò)合可以在超分子藥物化學(xué)領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。對揭示生命現(xiàn)象和過程意義重大，并可能給藥物化學(xué)研究帶來新的突破。

這些新大環(huán)主體分子的問世為超分子化學(xué)注入新的血液，將為超分子化學(xué)的快速發(fā)增添新的生機和活力，同時水溶性聯(lián)苯[5]芳烴與精氨酸強絡(luò)合作用對藥物化學(xué)和研究生命現(xiàn)象具有非常重要的意義。

附圖說明

圖12,2’-乙氧基聯(lián)苯[4]芳烴的¹hnmr譜圖；

圖22,2’-乙氧基聯(lián)苯[5]芳烴的¹hnmr譜圖；

圖32,2’-乙氧基聯(lián)苯[6]芳烴的¹hnmr譜圖；

圖42,2’-乙氧基聯(lián)苯[7]芳烴的¹hnmr譜圖；

圖52,2’-乙氧基聯(lián)苯[8]芳烴的¹hnmr譜圖；

圖62,2’-乙氧基聯(lián)苯[9]芳烴的¹hnmr譜圖；

圖72,2’-乙氧基聯(lián)苯[10]芳烴的¹hnmr譜圖；

圖82,2’-乙氧基聯(lián)苯[11]芳烴的¹hnmr譜圖；

圖92,2’-乙氧基聯(lián)苯[12]芳烴的¹hnmr譜圖；

圖102,2’-乙氧基聯(lián)苯[13]芳烴的¹hnmr譜圖；

圖11水溶性聯(lián)苯[4]芳烴的¹hnmr譜圖；

圖12水溶性聯(lián)苯[5]芳烴的¹hnmr譜圖；

圖13水溶性聯(lián)苯[6]芳烴的¹hnmr譜圖；

圖14水溶性聯(lián)苯[7]芳烴的¹hnmr譜圖；

圖15亞精胺和cbp5的1:1包容物結(jié)構(gòu)及核磁譜圖；

圖16亞精胺和cbp5的1:1包容物核磁譜圖；

圖17亞精胺與cbp5的itc實驗曲線。

具體實施方式

實施例1新型聯(lián)苯芳烴的制備與表征：

將2,2’-乙氧基聯(lián)苯：多聚甲醛：三氟化硼乙醚按1:1.2:1～1:2:2的摩爾比溶于1,2-二氯乙烷中?；旌衔镌谑覝叵聰嚢?.5h，反應(yīng)液由無色逐漸變?yōu)闇\紅色，直至酒紅色，反應(yīng)過程中通過點板檢測，0.5h后用50ml水進行淬滅，整個反應(yīng)在室溫下進行。有機相依次用飽和nahco3、飽和nacl溶液進行洗滌萃取，再接著有機相用無水na2so4干燥處理。然后進行拌樣旋干裝柱子。通過柱層析調(diào)節(jié)展開劑乙酸乙酯與石油醚體積比從1:10逐漸到1:5過柱子得到依次得到2,2'-乙氧基聯(lián)苯[4-13]芳烴這些白色固體產(chǎn)物。新型聯(lián)苯芳烴的¹h-nmr如圖1-10。

實施例2新型水溶性聯(lián)苯芳烴的制備：

下面水溶性聯(lián)苯芳烴的制備是以水溶性聯(lián)苯[5]芳烴為例，其他水溶性聯(lián)苯芳烴制備方法與水溶性聯(lián)苯[5]芳烴相似，具體步驟為：

1,2,2'-全羥基聯(lián)苯[5]芳烴(oh-bp5).

將新型聯(lián)苯[5]芳烴(500mg,0.4mmol)溶解在30ml無水二氯甲烷中，并小心加入過量1ml(10mol)bbr3(大過量)，在n2氣氛保護下并攪拌12h。反應(yīng)完全后我們將反應(yīng)液緩慢滴加到冰水混合物中，析出大量沉淀。減壓抽濾然后用大量水洗即可得到目標(biāo)產(chǎn)物。2,2,2'-乙氧羰基取代的聯(lián)苯[5]芳烴(cooet-bp5).

取oh-bp5(1.98g,2.00mmol)完全溶解于50mlch3cn溶劑，然后加入k2co3(3.45g，25mmol)，混合體系在n2氣氛保護下攪拌1h。加入溴乙酸乙酯(3.00g18mmol)和微量的nai(約10mg)?；旌象w系加熱至80℃(乙腈回流)，持續(xù)攪拌48小時以上。反應(yīng)結(jié)束將反應(yīng)液冷卻至室溫，過濾，并用二氯甲烷洗滌多次(50ml×3)，至濾液無紫外顯色。真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除掉溶劑，殘留物溶解于二氯甲烷中(50ml)，并用水萃取三次(25ml×3)。有機層使用無水na2so4干燥，并再次旋干。產(chǎn)物在二氯甲烷(良性溶劑)和石油醚(不良溶劑)中重結(jié)晶，析出的白色固體產(chǎn)物即為cooet-bp5。

3,2,2'-羧酸基取代的聯(lián)苯[5]芳烴(cooh-bp5).

取上一步制備得到的cooet-bp5(2.77g,1.40mmol)溶解于25mlthf和25ml氫氧化鈉水溶液(質(zhì)量濃度40％)的混合溶劑，回流條件下攪拌10h。真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去thf溶劑，冷卻后的溶液加水(20ml)稀釋，然后加入鹽酸酸化，至ph試紙顯示中性。此時有大量白色絮狀沉淀析出。沉淀減壓抽濾并用水洗滌，濾餅自然干燥，得到灰白色固體cooh-bp5。

4,2,2'-全羧酸鹽取代的聯(lián)苯[5]芳烴(cbp5).

cooh-bp5(1.73g,1.00mmol)加入到50ml氨水(25-28％)溶液中，室溫條件下攪拌4小時?？梢杂^察到，固體cooh-bp5在氨水中逐漸溶解，到最后完全溶解。減壓旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，出去溶劑，得到白色粉末狀固體，定量得到對應(yīng)的銨鹽，即為目標(biāo)產(chǎn)物cbp5。

水溶性2,2'-聯(lián)苯[4-7]芳烴的¹h-nmr如圖11-14

實施例3：亞精胺和cbp5包合物的制備及表征：

準(zhǔn)確稱取7.4mg亞精胺(0.05mmol)和80mgcp6a(0.05mmol)混合一起溶于10ml水中混合均勻，濾液真空冷凍干燥可得到亞精胺和cbp5的包合物。同時我們配制單獨主體cbp(2mm)和單獨亞精胺(2mm)在d2o中，通過¹h-nmr可以看出亞精胺被包裹在主體cbp5中如圖15-16。

由圖15可以明顯看出，當(dāng)亞精胺被cbp5包結(jié)后，其化學(xué)位移值發(fā)生明顯的變化，質(zhì)子峰明顯變寬，并向高場移動。這表明亞精胺分子進入了cbp5的空腔產(chǎn)生了屏蔽作用，使得亞胺分子的氫譜峰向高場移動。峰型變寬，說明其由于完全處在cbp5主體分子的空腔內(nèi)屏蔽了核磁信號而導(dǎo)致，這一結(jié)果表明亞精胺分子進入了cbp5的空腔內(nèi)。

亞精胺客體分子與cbp5主體絡(luò)合鍵合常數(shù)計算采用等溫滴定量熱法(itc)技術(shù)進行測量，所進行的主體cbp5與亞精胺分子識別過程itc測試條件為蒸餾水、一個大氣壓、298.15k。在滴定實驗開始前，配制的樣品在儀器配套的恒溫脫氣裝置中攪拌并脫氣30min以上，以完全除去水中的氣泡。客體位于注射針內(nèi)，主體稀溶液位于反應(yīng)池，體積為1.4227ml。每組實驗滴定29個試驗點(其中第一點滴定量為2μl，為無效點，計算時去除之后共計28個有效點，每次滴定10μl)?？腕w溶液每次滴入樣品池都會引起體系放熱量的變化，這是由于主客體之間發(fā)生絡(luò)合能量產(chǎn)生變化和客體稀釋熱的作用總和引起。隨著滴定過程的進行，未鍵合的主體越來越少，到最后放熱量不再變化時說明主客體完全絡(luò)合，此后放熱完全由稀釋熱組成。在每組實驗中，都需要做控制實驗，即同樣的客體溶液滴入不含主體分子的蒸餾水中。這樣實驗組測得的熱量變化減去每一個點對應(yīng)的對照組的熱量即得到滴定過程的熱量變化凈值，為主客體絡(luò)合作用效果。所測得的每一組熱量變化凈值采用“onesetofbindingsites”模型(originsoftware,microcalinc.)計算，可以得到鍵合計量比(n)，鍵合穩(wěn)定常數(shù)(ks)，標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變(δh°)，以及滴定過程標(biāo)準(zhǔn)差。由于在itc實驗時針尖會與主體溶液有混合，第一個試驗點通常不作為有效點處理。由獲取到的鍵合穩(wěn)定常數(shù)(ks)與標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變(δh°)數(shù)據(jù)，利用公式δg°＝–rtlnks＝δh°–tδs°，可以計算得到標(biāo)準(zhǔn)自由能(δg°)和熵變(δs°)。其中r為氣體常數(shù)，t為絕對溫度。

cbp5與亞精胺在水相，298.15k條件下的itc實驗。在itc實驗29次連續(xù)注射客體溶液(2.00mm)到cbp5溶液(0.10mm)的熱量變化原始數(shù)據(jù)(除第一次外每次10μl，第一點為無效點)；測得鍵合常數(shù)高達ka＝(1.5±0.2)×10⁶m^-1，鍵合曲線如圖17所示。