磺化杯[4]芳烃—甲基-萘基-紫精模拟生物区域选择性识别仿生体系的构筑的制作方法
【专利说明】磺化杯[4]芳烃一甲基-萘基-紫精模拟生物区域选择性 识别仿生体系的构筑
[0001] 本专利得到国家自然科学基金青年科学基金项目（21402141)、天津市应用基础与 前沿技术研究计划(青年项目）（15JCQNJC05400)、天津师范大学引进人才基金项目（自然科 学）（5RL122)和天津师范大学市级重点实验室开放研究基金课题资助。
技术领域
[0002] 本发明属于超分子仿生材料技术领域，涉及磺化杯[4]芳烃一甲基-萘基-紫精 模拟生物区域选择性识别仿生体系的构筑。
【背景技术】
[0003]区域选择性识别，即在主体键合位点选择性的键合具有多键合位点客体的某一特 定位置，在诸多生物相互作用中是非常重要的，例如：酶和底物的相互作用、抗原和抗体的 相互作用以及糖和凝集素的相互作用等等都涉及区域选择性识别。因此，人工构筑这种具 有区域选择性相互作用的仿生材料对于更好的理解生物体系是至关重要的。
[0004] 磺化杯芳烃是一类合成的无毒主体化合物，具有良好的水溶性，因而具有广泛的 生物应用前景，参见：1)F.Perret,A.N. Lazar, A. W.Coleman. CAe?. Coa鹽//?. 2006， 2425 - 2438 ；2)K.Wang,D.-S.Guo,H.-Q.Zhang,D.Li,X.-L.Zheng,Y.Liu.J. Med. Chew. 2QQ9, 52,6402 - 6412 ；3)F.Perret, A. ff.Coleman. Chew. Commun. 2QII, 47,7303-7319 ；4)I.Ghosh,ff.M.Nau. Adv. Drug Deliv. Rev. 2012, 64, 764-783； 5)S. B. Nimse, T. Kim. Chem. Soc. Rev.2013, 42,366 - 386 ；6)D. -S. Guo,Y.Liu. Jcc.CAe?.Tfes. 2014, 47, 1925- 1934。磺化杯[4]芳经、磺化杯[5]芳经以及硫桥磺化 杯[4]芳烃在磺化杯芳烃家族中是三个更为广泛使用的主体，因为它们和各种各样的客体 在水溶液中都有着很好的包结性质，因此，它们被广泛的应用于诸多领域。先前报道的对具 有多键合位点客体的某一特定位置具有区域选择性识别功能的主体化合物都是构型比较 僵化的，主客体键合位点间的尺寸匹配效应是实现该区域选择性识别的主要控制因素，参 见：1)X._Y.Shu,W.Chen,D.-B.Hou，Q.-B.Meng，R.-L.Zheng,C.-J.Li.CAe?. Commun. 2^1^, 50,4820 - 4823 ；2)A.J.Lowe,B.M.Long,F.M.Pfeffer.J. Org. Chem. 2Q12, 77,8507 - 8517 ；3)A.Ikeda,M.Ishikawa,R.Aono,J.Kikuchi,M. Akiyama,ff.Shinoda.J. Org. Chem.2Ql?>, 78,2534 - 2541 ；4)G.Arena,A.Casnati, L.Mirone,D.Sciotto,R.Ungaro.Tetrahedron Lett. 1997, 38,1999 - 2002 ；5)G. Arena,A.Casnati,A.Contino,G.G.Lombardo,D.Sciotto,R.Ungaro.Chem.-Eur. J.1999,5,738 - 744 ；6)G.Arena,A.Casnati,A.Contino,F.G.Gulino, D.Sciotto,R.Ungaro.J. Chem. Soc. Perkin Trans.^.2000, 419 - 423；7)E.Da Silva,A.W.Coleman. 2003, 55*, 7357 - 7364。而横化杯[4]芳经、横化 杯[5]芳烃以及硫桥磺化杯[4]芳烃的预组织结构是柔性的，这些主体化合物可以通过自 身构型的调控来包结同一客体的不同键合位点，因而利用这些主体化合物实现对具有多键 合位点客体的某一特定位置的区域选择性识别是非常艰难的，到目前为止还未见报道，参 见：1)G.Arena,S.Gentile,F.G.Gulino,D.Sciotto,C.Sgarlata.Tetrahedron 2004,45,7091 -7094 ；2)S.Shinkai,K.Araki,T.Matsuda, 0.Manabe.Bull. Oe?. 5bc. 1989, 3856 - 3862。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是针对上述技术分析，提供一种磺化杯[4]芳烃一甲基-萘基-紫 精模拟生物区域选择性识别的仿生体系，该体系首次实现了具有柔型结构的主体化合物对 具有多键合位点客体的某一特定位置的区域选择性识别功能。
[0006] 为实现上述目的，本发明公开了如下的技术方案： 一种磺化杯[4]芳烃一甲基-萘基-紫精模拟生物区域选择性识别的仿生体系，其构 筑单元以磺化杯[4]芳烃为主体，以甲基-萘基-紫精为客体，通过主-客体包结配位相互 作用构筑模拟生物区域选择性识别的仿生体系；其结构式如下：
本发明进一步公开了磺化杯[4]芳烃一甲基-萘基-紫精模拟生物区域选择性识别的 仿生体系的制备方法，它是将磺化杯[4]芳烃和甲基-萘基-紫精溶解于水中，均匀混合后 得到模拟生物区域选择性识别的目标溶液。其中磺化杯[4]芳烃和甲基-萘基-紫精的物 质的量比为1:1。具体地说：磺化杯[4]芳烃一甲基-萘基-紫精模拟生物区域选择性识 别的目标溶液中磺化杯[4]芳烃和甲基-萘基-紫精的浓度均为10mmol/L。
[0007] 本发明公开的磺化杯[4]芳烃一甲基-萘基-紫精仿生体系的区域选择性键合。 将甲基-萘基-紫精加入到磺化杯[4]芳烃中，虽然甲基-萘基-紫精中具有甲基和萘基 两个键合位点，但是上述仿生体系只显示出对甲基键合位点的区域选择性识别。
[0008] 本发明更进一步公开了模拟生物区域选择性识别的仿生体系在模拟生物相互作 用方面的应用。其中的生物相互作用指的是：酶和底物的相互作用、抗原和抗体的相互作用 以及糖和凝集素的相互作用。
[0009] 本发明公开的磺化杯[4]芳烃一甲基-萘基-紫精模拟生物区域选择性识别仿生 体系的构筑所具有的积极效果在于： 基于磺化杯[4]芳烃一甲基-萘基-紫精模拟生物区域选择性识别的仿生体系，制备 方法高效简便，主、客体原料用量少，且具有良好的水溶性；该仿生体系中的主体化合物磺 化杯[4]芳烃是生物兼容的；该仿生体系中的主体化合物磺化杯[4]芳烃的预组织结构虽 然是柔性的，但展现出对具有多键合位点的甲基-萘基-紫精客体中的甲基键合位点区域 选择性识别的功能，由于区域选择性识别在诸多生物相互作用中是非常重要的，因而，该区 域选择性仿生体系的构筑对于更好的理解生物体系是至关重要的，在生物医药领域有着广 泛的潜在应用价值。
【附图说明】
[0010] 图1为甲基-萘基-紫精（附图中缩写为MVNp2+)、甲基-金刚烷基-紫精（附图中 缩写为MVAd2+)、磺化杯[4]芳烃(附图中缩写为SC4A)、硫桥磺化杯[4]芳烃(附图中缩写为 STC4A)和磺化杯[5]芳烃（附图中缩写为SC5A)的结构式图； 图2为甲基-萘基-紫精（附图中缩写为MVNp2+) (10mmol/L)和磺化杯[4]芳烃（附 图中缩写为SC4A)(10mmol/L)-甲基-萘基-紫精（附图中缩写为MVNp2+) (10mmol/L) 氘水溶液的核磁共振氢谱图； 图3为甲基-萘基-紫精被磺化杯[4]芳烃(附图中缩写为SC4A)、硫桥磺化杯[4]芳 烃（附图中缩写为STC4A)或磺化杯[5]芳烃（附图中缩写为SC5A)包结后客体上各个氢质 子的化学位移变化值图； 图4为磺化杯[4]芳烃一甲基-萘基-紫精键合模式图； 图5为甲基-萘基-紫精（附图中缩写为MVNp2+) (10mmol/L)和硫桥磺化杯[4]芳 烃（附图中缩写为STC4A)(10mmol/L)-甲基-萘基-紫精（附图中缩写为MVNp2+) (10 mmol/L)氘水溶液的核磁共振氢谱图； 图6为硫桥磺化杯[4]芳烃一甲基-萘基-紫精键合模式图； 图7为甲基-萘基-紫精（附图中缩写为MVNp2+) (10mmol/L)和磺化杯[5]芳烃（附 图中缩写为SC5A)(10mmol/L)-甲基-萘基-紫精（附图中缩写为MVNp2+) (10mmol/L) 氘水溶液的核磁共振氢谱图； 图8为磺化杯[5]芳烃一甲基-萘基-紫精键合模式图； 图9为甲基-金刚烷基-紫精（附图中缩写为MVAd2+)(10mmol/L)和磺化杯[4]芳烃 (附图中缩写为SC4A)(10mmol/L)-甲基-金刚烷基-紫精（附图中缩写为MVAd2+)(10 mmol/L)氘水溶液的核磁共振氢谱图； 图10为甲基-金刚烷基-紫精被磺化杯[4]芳烃（附图中缩写为SC4A)、硫桥磺化杯 [4]芳烃(附图中缩写为STC4A)或磺化杯[5]芳烃(附图中缩写为SC5A)包结后客体上各个 氢质子的化学位移变化值图； 图11为磺化杯[4]芳烃一甲基-金刚烷基-紫精键合模式图； 图12为甲基-金刚烷基-紫精（附图中缩写为MVAd2+)(10mmol/L)和硫桥磺化杯[4]芳烃(附图中缩写为STC4A) (10mmol/L)-甲基-金刚烷基-紫精（附图中缩写为MVAd2+) (10mmol/L)氘水溶液的核磁共振氢谱图； 图13为硫桥磺化杯[4]芳烃一甲基-金刚烷基-紫精键合模式图； 图14为甲基-金刚烷基-紫精（附图中缩写为MVAd2+)(10mmol/L)和磺化杯[5]芳 烃(附图中缩写为SC5A)(10mmol/L) -甲基-金刚烷基-紫精（附图中缩写为MVAd2+)(10 mmol/L)氘水溶液的核磁共振氢谱图； 图15为磺化杯[5]芳烃一甲基-金刚烷基-紫精键合模式图。
[0011]
【具体实施方式】
[0012] 下面结合实施例说明本发明，这里所述实施例的方案，不限制本发明，本领域的 专业人员按照本发明的精神可以对其进行改进和变化，所述的这些改进和变化都应视为 在本发明的范围内，本发明的范围和实质由权利要求来限定。其中磺化杯[4]芳烃和甲 基-萘基-紫精是根据文献介绍的方法进行合成的，参见：1)G.Arena,A.Contino, G.G.Lombardo,D.Sciotto,Thermochim.^ctel995,264,1 - 11; 2)K.Ohga,Y. Takashima,H.Takahashi,Y.Kawaguchi,H.Yamaguchi,A.Harada,Macromolecules. 2005, 5897 - 5904。
[0013] 实施例： 磺化杯[4]芳烃一甲基-萘基-紫精模拟生物区域选择性识别的仿生体系的制备方 法，将磺化杯[4]芳烃和甲基-萘基-紫精溶解于水中，均匀混合后得到模拟生物区域选择 性识别的目标溶液，所述磺化杯[4]芳烃和甲基-萘基-紫精的浓度均为10mmol/L。
[0014] 该仿生体系的区域选择性识别