本文旨在探讨如何合成和应用1,4,8,11-四氮杂环十四烷。我们将深入研究该化合物的合成路径以及其在材料科学和药物合成领域中的应用。
简介：大环多胺是指含有多个氨基的大环化合物，大环多胺是超分子化学中一类非常重要的主体分子，其对金属离子具有较强的配位能力，所形成的金属配合物也是一类具有独特结构和性能的化合物。由于大环多胺类的化合物及其配合物的应用十分广泛，近些年来，对它们的研究已成为新研究领域的新兴课题之一。它们不仅在过渡金属配合物方面有广泛的用途，而且在分子识别和生物医药技术方面也有着重要的应用价值。目前，其已经广泛用于化学核酸酶、生物传感器、MRI照影剂、荧光探针、DNA识别及酶模拟切割催化剂、金属分离与回收、放射免疫治疗药物、基础生物、医学等众多研究领域。
1,4,8,11-四氮杂环十四烷是大环多胺中应用最广泛的一类化合物，它也是趋化因子受体拮抗剂普乐沙福的关键原料。由于1,4,8,11?四氮杂环十四烷及其衍生物对过渡金属阳离子、重金属阳离子，铜系和铜系离子，甚至对有机或无机阴离子都表现出选择性配位性质，其准确行为依赖千其上取代基的性质，这种多样性使它们在众多领域具有广泛的应用价值。
合成：陈贝贝等人以二(3-氨基丙基)乙二胺(1)经保护、环合和脱保护反应制得关键中间体5即1,4,8,11-四氮杂环十四烷。5经N1，N4 ，N8-三保护、与α，α-二溴对二甲苯桥连和脱保反应合成了抗肿瘤药普乐沙福，总收率30%，
其中合成1,4,8,11?四氮杂环十四烷的具体步骤为：在反应瓶中依次加入化合物4 11．00 g(13．46 mmol)和90%硫酸33 m L，搅拌下于100℃反应 48 h。冷却至2℃，依次滴加无水乙醇120 mL和乙醚100 mL(控制温度不超过10℃)，滴毕，抽滤，滤饼依次用少许乙醇、乙醚洗涤，真空干燥得灰白色固体，用水(60 mL)溶解，滴加2 mol·L－1氢氧化钠溶液(50 m L)，滴毕，减压蒸除水，残余物加入氯仿250 m L，剧烈搅拌，抽滤，滤饼用少许 氯仿润洗，滤液用无水硫酸钠干燥后浓缩得白色固体5即1,4,8,11?四氮杂环十四烷 2.44 g，收率90%。
应用：
1. 制备具有铜离子和半胱氨酸双识别功能的碳量子点传感器
专利CN 104357048 A公开了一种具有铜离子和半胱氨酸双识别功能的碳量子点传感器及其制备方法和应用，该碳量子点传感器是以柠檬酸、乙二胺为原料，采用微波方法合成表面含羧基的碳量子点，再以2-溴乙胺，1,4,8,11-四氮杂环十四烷为表面功能化试剂，采用表面接枝技术制备而成。该碳量子点传感器在水中具有很好的分散性，对铜离子和半胱氨酸能实现双选择性荧光检测。相比于现有的检测技术，该发明得到的碳量子点传感器在纯水介质中可高灵敏度、高选择性地检测微量铜离子和半胱氨酸，且合成路线简单，使用方便，适于放大合成和实际生产应用，在生物和环境检测等领域有着巨大的应用前景。
2. 制备普乐沙福
专利CN 102584732 A公开了一种合成普乐沙福的方法。所述方法包括：原料1,4,8,11-四氮杂环十四烷与对甲苯磺酰氯反应后，经分段结晶纯化，与α，α’-二溴对二甲苯在无水乙腈中，在缚酸剂作用下进行桥接反应；再于混酸中脱保护得普乐沙福粗品，精制得目标产物。
专利CN 102653536 A首先使用碳酸二叔丁酯对1，4，8，11-四氮杂环十四烷进行选择性三保护，再将三保护产物与二卤素取代二甲苯反应制得六Boc保护的普乐沙福，再在浓盐酸作用下温和脱保护，制得普乐沙福。用该发明的方法来合成普乐沙福，具有反应条件温和，工艺可控性好，使用低毒、安全性好的溶剂，最终产品纯度高、成本低等优点。
参考文献：
[1] 苏州百灵威超精细材料有限公司. 一种1,4,8,11-四氮杂环十四烷类化合物及其中间体的制备方法:CN202111209132.1[P]. 2021-12-17.
[2] 湖南科技大学. 一种具有铜离子和半胱氨酸双识别功能的碳量子点传感器及其制备方法和应用:CN201410610062.4[P]. 2015-02-18.
[3] 江苏奥赛康药业股份有限公司. 一种制备普乐沙福的方法:CN201110458190.8[P]. 2012-07-18.
[4] 朱靖华. 一种普乐沙福的制备方法:CN201110051913.2[P]. 2012-09-05.
[5]陈贝贝,强斌,卓广澜.普乐沙福的合成工艺改进[J].合成化学,2015,23(08):774-777.DOI:10.15952/j.cnki.cjsc.1005-1511.2015.08.0774.
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