[发明专利]一种新型铜基吡啶芴晶体海绵的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种新型铜基吡啶芴晶体海绵的制备方法及其应用。本发明提供的铜基吡啶芴晶体海绵，在空气中稳定，且在常见溶剂中均有较高的稳定性；所制备的晶体海绵无需活化；制备成功的晶体海绵可直接用于浸泡和测试客体分子的结构，省去了复杂的活化过程，使操作更为便捷。该晶体海绵制备方法简单，原料易得，且重复性好，收率高，适用范围广，预示着良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及晶体合成领域，特别涉及一种新型铜基吡啶芴晶体海绵的制备方法及其应用。

背景技术

天然产物的结构鉴定在天然产物研究和新药开发中起着至关重要的作用，天然产物结构的确证对于研究其体内药理活性具有重要意义。目前，核磁(NMR)、质谱(MS)、红外(IR)和紫外光谱(UV)等波谱分析的综合运用是分子结构确证的重要手段，但这些方法仍无法直接得到化合物的结构，甚至有时候推测的结构是错误的。单晶X-射线衍射(Singlecrystal X-ray diffraction，SCXRD)在原子水平上提供明确的结构信息，是确定分子结构的最直接、最可靠的方法。然而SCXRD需要获得高质量且合适大小的单晶，这严重阻碍了一些液体、油状物及无定形固体的结构鉴定，而且常规的天然产物直接培养单晶具有一定的随机性，尚有较多新发现的天然产物较难培养单晶，极大的限制了SCXRD在天然产物结构鉴定中的发展。

研究者首次提出“晶体海绵”(crystalline sponge)的策略，用预先制备好的晶体浸泡在待测客体分子的溶液中，使客体分子在晶体中规则排列，再进行SCXRD测试，从而达到对客体分子“可视化”的效果，此方法已经被广泛应用于液体分子及天然产物的结构鉴定，化学反应中瞬态中间体的检测。然而，制备的晶体海绵存在以下几个问题：(1)需要经历复杂的溶剂交换过程，最终仅有5％左右晶体可用于测试；(2)此晶体海绵的稳定性差，在空气中容易发生坍塌，活化后仅能保存在环己烷溶液中。(3)需要避免甲苯、二甲苯等芳香有机溶剂，因为他们对框架有较强的亲和力，同时DMF、DMSO、甲醇等配位溶剂会破坏框架，应避免使用。客体必须溶解在低极性或非极性(有机)溶剂(环己烷，氯仿或二氯甲烷)，这极大地限制了对极性及亲水性天然产物的应用。

后来的研究设计合成了一种新的晶体海绵MOF-520，利用配位作用使含特定官能团(羧酸，吡唑，伯醇、苯酚、邻位二醇)的客体分子结合到MOF-520中。此方法的优势在于配位相互作用提高了客体分子的占有率，使其结构更加可靠；手性MOF的绝对结构可作为直接确定手性客体分子绝对构型的参考。此方法已用于一些天然产物的结构鉴定中，但不足的是只能适用于一些特定官能团。其他研究者设计得到一种适用于包结链状客体的晶体海绵BTB-MOF-24，其包结最长的客体分子2,4,6,8,10,12-二十二碳六烯酸乙酯其范德华半径为3nm，这对脂肪酸类链状化合物结构鉴定有重要意义，但其仍然需要将溶剂热合成中的DMF交换成醇类溶剂，操作仍较为繁琐，且对于天然产物的鉴定未见报道。

因此，制备一种有较高稳定性、操作简便、且具备较强包结能力的新型晶体海绵用于天然产物结构鉴定具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种铜基吡啶芴晶体海绵，用于难结晶化合物的结构鉴途。

本发明的另一目的在于，提供上述铜基吡啶芴晶体海绵的制备方法。

本发明的再一目的在于，提供上述铜基吡啶芴晶体海绵的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种铜基吡啶芴晶体海绵，化学式为[Cu₂I₂(C₃H₇NO)₄(H₂O)₂(L)]_n，其中L为2,2',7,7'-四(吡啶-4-基)-9,9'-螺双[芴]，n为正整数。

所述的铜基吡啶芴晶体海绵为正交晶系，其空间群为Pccn，晶胞参数为：α＝β＝γ＝90°,晶胞体积为