一种4,4’,4’’,4’’’-(1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7,10-四基)四亚甲基四苯甲醛的合成方法

技术领域

本发明专利涉及一种4，4’，4”，4”’-(1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7，10-四基)四亚甲基四苯甲醛的合成方法。 

背景技术

氮杂冠醚结构上的氮原子容易与过渡金属离子发生配位作用。不同的氮杂冠醚具有不同尺寸的穴径。由于空穴尺寸的空间效应，氮杂冠醚在和过渡金属离子作用时具有一定的选择性。因此，氮杂冠醚在过渡金属的富集、分离、选择性识别等方面有一定的应用。但是，不经修饰的氮杂冠醚能够参与的化学反应较少、应用范围较窄。要扩展氮杂冠醚的反应类型，需要对氮杂冠醚的结构进行一定的修饰，使它具有一些化学反应类型较多的功能基团。1，4，7，10-四氮杂环十二烷及其衍生物对过渡金属阳离子有选择配位性能，通过对结构合理的修饰，使其具有一些特定的取代基，取代基的多样性使它们在众多领域具有广泛的应用价值。1，4，7，10-四氮杂环十二烷及其衍生物最重要的应用是制备影像医学中必备的各种造影剂，它们与镧系金属离子合成的配合物用作磁共振造影剂已进行了广泛深入的研究，其中一些配合物已用于临床多年。1，4，7，10-四氮杂环十二烷环上的四个亚氨基为制备各种氮取代衍生物提供了众多的可能性。N¹，N⁴，N⁷，N¹⁰-四全同取代1，4，7，10-四氮杂环十二烷衍生物可直接合成，对此已进行一些研究，如1，4，7，10-四氮杂环十二烷在NaOH水溶液中直接与氯乙酸反应得到N¹，N⁴，N⁷，N¹⁰-四羧甲基-1，4，7，10-四氮杂环十二烷。醛基是一种常见的官能基团，醛基性质活泼，容易发生氧化、还原、缩合、亲核加成等反应。我们通过碳酸铯、碳酸钾和碘化钾的协同作用，使1，4，7，10-四氮杂环十二烷环上的四个亚氨基在温和的反应条件下同时脱氢，连接上带有醛基官能团的取代基。反应后衍生物同时含有氮杂冠醚和醛基官能团，通过醛基官能团多样的化学反应，将大大扩展氮杂冠醚的应用范围。 

发明内容

本发明专利的目的在于提供一种4，4’，4”，4”’-(1，4，7，10-四氮杂环十二烷 -1，4，7，10-四基)四亚甲基四苯甲醛的合成方法，其特征在于包括以下步骤： 

用电子天平称取400-600mg 4-溴甲基苯甲醛、80-100mg 1，4，7，10-四氮杂环十二烷、100-120mg碳酸铯、800-850mg碳酸钾和450-500mg碘化钾加入到200-400mL乙腈中，在氮气保护下于80-100℃在三口烧瓶中搅拌反应。反应结束后，冷却至室温，把反应物从三口烧瓶转移到圆底烧瓶中，用旋转蒸发仪蒸除反应溶剂乙腈，得到剩余固体物。 

同时用石油醚把100-200目柱层析硅胶搅拌均匀，然后缓慢的倒入层析柱中，待硅胶沉淀完全后，将剩余固体物用二氯甲烷转移到硅胶柱上，接着用三氯甲烷和乙醇作洗脱剂，得淡黄色固体产物90-110mg，产率27-30％，所述淡黄色固体产物的化学式(1)如下所示： 

其特征在于包括以下步骤： 

称取530mg 4-溴甲基苯甲醛、93mg 1，4，7，10-四氮杂环十二烷、112mg碳酸铯、816mg碳酸钾和478mg碘化钾加入到300mL乙腈中。 

其特征在于所述洗脱剂中三氯甲烷和乙醇的体积比为15∶1。 

其特征在于所述该层析柱直径3cm，高60cm。 

有益效果： 

(1)1，4，7，10-四氮杂环十二烷中N¹，N⁴，N⁷，N¹⁰-四全同取代一般来说反应产率较低，该专利通过碳酸铯、碳酸钾和碘化钾的协同作用，使1，4，7，10-四氮杂环十二烷环上的四个亚氨基在温和的反应条件下，可以同时连接上带有醛基官能团的取代基，且反应产率适中。 

(2)产品后期纯化方法简便，只需要湿法上硅胶层析柱，以合适的洗脱剂淋洗。 

(3)洗脱剂中三氯甲烷和乙醇的体积比例适当，通过一次层析柱即可得到纯度很高的产物。 

(4)产品的醛基官能团具有多样的化学反应，可以进一步连接上多种取代基团，拓展1，4，7，10-四氮杂环十二烷及其衍生物的应用范围。 

附图说明

下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明： 

图1为本发明的反应式。 

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。 

一种4，4’，4”，4”’-(1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7，10-四基)四亚甲基四苯甲醛的合成方法，其特征在于包括以下步骤： 

用电子天平称取400-600mg 4-溴甲基苯甲醛、80-100mg 1，4，7，10-四氮杂环十二烷、100-120mg碳酸铯、800-850mg碳酸钾和450-500mg碘化钾加入到200-400mL乙腈中，在氮气保护下于80-100℃在三口烧瓶中搅拌反应。反应结束后，冷却至室温，把反应物从三口烧瓶转移到圆底烧瓶中，用旋转蒸发仪蒸除反应溶剂乙腈，得到剩余固体物。 

同时用石油醚把100-200目柱层析硅胶搅拌均匀，然后缓慢的倒入层析柱中，待硅胶沉淀完全后，将剩余固体物用二氯甲烷转移到硅胶柱上，接着用三氯甲烷和乙醇作洗脱剂，得淡黄色固体产物90-110mg，产率27-30％，所述淡黄色固体产物的化学式(1)如下所示： 

其特征在于包括以下步骤： 

称取530mg 4-溴甲基苯甲醛、93mg 1，4，7，10-四氮杂环十二烷、112mg碳酸铯、816mg碳酸钾和478mg碘化钾加入到300mL乙腈中。 

其特征在于所述洗脱剂中三氯甲烷和乙醇的体积比为15∶1。 

其特征在于所述该层析柱直径3cm，高60cm。 

测试数据： 

核磁数据¹H NMR利用Mercury Plus 300型核磁共振波谱仪测定，测定时以四甲基硅烷为内标，以氘代氯仿为溶剂；高分辨电喷雾质谱数据ESI-HRMS利用Bruker Daltonics APEXII47e mass spectrometer型质谱仪测定，测定时把待测样品以质谱纯度级别的三氯甲烷溶解。 

¹H NMR(300MHz，CDCl₃)：δ＝2.72(s，16H)，3.51(s，8H)，7.51(d，J＝7.8Hz，8H)，7.75(d，J＝8.4Hz，8H)，9.97(s，4H).ESI-HRMS：m/z＝645.3438(M+H)⁺，677.3708(M+Na)⁺. 

分析核磁数据¹H NMR，在化学位移δ＝2.72处的16个氢可以归属到化合物4，4’，4”，4”’-(1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7，10-四基)四亚甲基四苯甲醛的氮杂官醚单元的8个亚甲基上，在化学位移δ＝3.51处的8个氢可以归属到连接氮杂官醚环中氮原子与苯环的四个亚甲基上，在化学位移δ＝7.51和7.75处的8个氢可以分别归属到苯环上，在化学位移δ＝9.97处的4个氢可以归属到醛基氢上。 

化合物的分子式为C₄₀H₄₄N₄O₄，分子量为644.3363。通过高分辨电喷雾质谱数据ESI-HRMS可以分析出m/z＝645.3438为(M+H)⁺峰，m/z＝677.3708为(M+Na)⁺峰。 

通过分析高分辨电喷雾质谱数据和核磁数据，说明我们通过柱层析分离得到的这个有机物结构符合化学式(1)，是实验预期产物。 

应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。