[发明专利]一种水溶性含氮杯芳烃

说明书

本发明涉及一种水溶性含氮杯芳烃，以对叔丁基杯[4]芳烃为原料，在无水三氯化铝存在的条件下，与苯酚发生脱烷基化反应合成了杯[4]芳烃，再以杯[4]芳烃与对氨基苯磺酸为原料，通过偶合反应合成5、11、17、23—四[(对磺酸基苯基)偶氮]—杯[4]芳烃，再利用锡—盐酸还原得到5、11、17、23—四氨基—杯[4]芳烃盐酸盐。合成的化合物通过热分析，红外光谱和紫外光谱等对合成的各化合物分析。利用该方法合成的杯[4]芳烃铵的盐酸盐收率高，成本大大降低。

技术领域

本发明涉及一种水溶性好的水溶性含氮杯芳烃。

背景技术

杯芳烃作为继冠醚与环糊精后发现的第三代大分子化合物，具有独特的空腔大环结构，能通过静电作用、氢键作用、疏水作用，π—π作用及包结作用等识别离子和分子客体，还可以和金属元素配合、分子识别、作相转移催化剂等，因此引起了超分子化学研究者的极大关注，并已经成为该领域研究的热点。但是由于它特殊的结构，使其具有较强的疏水性而它的水溶性较差，使杯芳烃优良的功能远没有发挥其作用，限制了杯芳烃在涉及生命领域—水溶液体系中的研究，所以极需开发一种合成方法简单，水溶性好的杯芳烃及其衍生物。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提供一种性能优良水溶性好的水溶性含氮杯芳烃。

本发明的目的是这样实现的，一种水溶性含氮杯芳烃，采用如下过程合成：

1)对叔丁基杯[4]芳烃的合成

将对叔丁基苯酚和37％的甲醛溶液在碱性条件下反应，经过后处理得到白色固体对叔丁基[4]芳烃粗产物，收率达到70％；

2)脱叔丁基杯[4]芳烃合成

将步骤1)中叔丁基杯[4]芳烃、苯酚、三氯化铝加入装有温度计的250mL三口烧瓶中，加热至30—40℃恒温搅拌5小时经过后处理得到白色粗产品，再用氯仿和甲醇重结晶，得到无色晶体为脱叔丁基杯[4]芳烃，收率达64％。

3)5、11、17、23—四[(对磺酸基苯基)偶氮]—杯[4]芳烃的合成

在100mL的烧杯中，将3.51克对氨基苯磺酸加到17.6克质量分数的氢氧化钢溶液中，微热，使对氨基苯磺酸溶解，然后用冰盐浴冷却到0℃以下，将1.41矽亚硝酸钠用17.6mL水溶解，将温度在0—5℃，在搅拌下，慢慢用滴管滴入5.3mL浓盐酸和17.6mL水溶液，并用淀粉碘化钾试纸检测直到变蓝色为止，此为重氮组分，继续冰盐浴15min左右，使反应完全。取2克步骤2)中的脱叔丁基杯[4]芳烃用DMF溶解，加入6.46克的无水Na₂CO₃，再加65mL入无水甲醇，其中V(甲醇/V(DMF)为5：8，使之成为澄清溶液，冰盐浴冷却至-5℃，此为偶合组分。将上述重氮组分和偶合组分两种反应液混合在一起，控制反应温度在0℃以下，冰盐浴下反应4小时。此时溶液变为血红色。反应完毕加入质量分数0.25％盐酸，加热至60℃，继续搅拌反应1.5小时有固体产生，过滤、水洗、甲醇洗，最终得到血红色产物；

4)5、11、17、23四氨基盐酸盐-杯[4]芳烃的合成

将0.371克杯步骤3)中的产物加入到30mL质量分数的37％的盐酸中，成为悬浊液，然后向其中加入1克锡粉，磁力搅拌，加热回流5小时，使反应液颜色颜色不断发生变化，由最初的深红色逐渐变为紫红色，最后变为乳白色悬浊液，最后将产物用冰水浴冷却，析出沉淀，抽滤，用浓盐酸和丙酮、乙醚洗，得到白色固体。

具体实施方式

本发明的水溶性含氮杯芳烃的合成方法包括：

1)对叔丁基杯[4]芳烃的合成

将对叔丁基苯酚和37％的甲醛溶液在碱性条件下反应，经过后处理得到白色固体对叔丁基[4]芳烃粗产物，收率达到70％；