[发明专利]一类分子笼化合物及其制备方法与应用

说明书

本发明属于超分子材料技术领域，尤其是涉及一类分子笼化合物及其制备方法与应用。本发明的分子笼化合物可以显著改善笼状化合物在有机溶剂甚至水中的溶解性；本发明的分子笼化合物具有和金刚烷及其衍生物相匹配的空间尺寸，可以为某些不稳定的金刚烷衍生物提供一个封闭性空间，提高其化学稳定性；本发明的分子笼化合物能够选择性的络合金刚烷及其衍生物，同时在特定条件下可以定量释放，并且实现对主体分子的高效回收，这在药物的传输和释放领域具有很大的应用前景。

技术领域

本发明属于超分子材料技术领域，尤其是涉及一类分子笼化合物及其制备方法与应用。

背景技术

分子笼的功能在于创造了一个对外选择性开放的内部环境，同时在物质和能量存储以及在分子笼内发生的催化、复制和感应等方面发挥重要作用。借助于可调节的氢键、金属有机配位键等，自组装的人工分子笼避开了合成基于共价键的人工分子笼所面临的高难度多重闭环问题，同时笼的内部空腔形状、尺寸易于通过巧妙设计自组装单元进行调节。自Dalcanalc首次报道了基于乙腈基功能化的间二苯酚杯穴醚可以和Pd(dppf)(OTf)₂装配为M₄L₂近似椭圆形分子笼以来，金属配位键连接两个杯芳烃或杯穴醚的半球形配体的自组装分子笼得到了大家较多关注。

碗烯是一种具有类似碗型的半封闭立体结构碳分子单元，由一个环戊烷周围并五个苯环组成，可以看做碳纳米管的封端单元，也可以看成球烯C₆₀的一个片段，与富勒烯、碳纳米管以及石墨烯等相比，碗烯具有更好的溶解性能、更高的反应活性。与间二苯酚杯穴醚不同，碗烯的衍生生长方向和其深度方向具有较大夹角，可以通过接枝更长的金属配位取代基使得碗烯在外沿方向衍生生长，再通过金属配位后得到不但更长而且更大的人工分子笼，使其可以包络更大更多的客体分子。

金刚烷，分子式C₁₀H₁₆，它的碳架结构相当于金刚石晶格网络中的一个晶胞，故得名金刚烷。它是一种脂环烃，具有类似樟脑的气味，是无色晶体，容易结晶，其衍生物可以用作药物(Moscona,A.New England Journal of Medicine,2005,353(13),1363-1373)。

主体分子能够选择性的络合金刚烷及其衍生物，同时在特定条件下可以定量释放，并且实现对主体分子的高效回收，这在研究药物传输和释放领域具有很大的应用意义。现有技术没有很好的解决这个问题。

发明内容

本发明的首要目的在于提供一类分子笼化合物。本发明中分子笼化合物是通过1,3,5,7,9-五吡啶基取代碗烯基配体或者1,3,5,7,9-五联吡啶基取代碗烯基配体与金属配位形成的具有独特球状曲面结构，同时又具有不同大小空腔的笼状结构。

本发明的另一目的在于提供一类基于上述分子笼化合物的分子胶囊，所述分子胶囊为分子笼化合物与金刚烷或金刚烷衍生物形成的。本发明提供的分子笼化合物具有和金刚烷及其衍生物相匹配的空间尺寸，而且可以对某些不稳定的金刚烷衍生物提供一个封闭性空间，提高其化学稳定性。

本发明的另一目的在于提供一种上述分子笼化合物的制备方法。

本发明的另一目的在于提供一种上述分子胶囊的制备方法。

本发明的另一目的在于提供上述一种分子胶囊的解离方法。

本发明的另一目的在于提供上述分子笼化合物或分子胶囊的应用。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一类分子笼化合物，所述分子笼化合物为如下式(1)或者式(2)所示结构：