[发明专利]一种冠醚类化合物及其制备方法与其在离子识别中的应用

说明书

本发明公开了一种冠醚类化合物，通式如式I所示化合物或其异构体：式I中，n为2～5的整数。本发明经广泛且深入的研究，设计并合成了一种结构新颖的冠醚类化合物，该类冠醚类化合物不仅可与钾、钠、铵盐形成配合物，而且能够特异性地识别钠离子。因此，本发明不仅丰富了冠醚的种类，而且拓宽了冠醚的应用领域，本发明所述冠醚类化合物可用于离子识别和药物载体等技术领域。

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，具体地说，涉及一种含二氢吩嗪基团的冠醚类化合物及其制备方法与其在离子识别中的应用。

背景技术

冠醚是一种包含有多个醚基团的杂环有机化合物，其能络合碱金属离子(C.J.Pedersen，J.Am.Chem.Soc.，1967，89，7017)。现有冠醚除了可络合钾、钠等碱金属离子外，还可以作为主体分子，通过氢键与铵盐(客体分子)形成配合物。然而，现有冠醚(如苯并24冠8等)与上述离子形成配合物，较难直观地显示出特异性识别某一种离子。因此，限制了冠醚的应用领域。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种新型的冠醚类化合物。

本发明的第二个目的是提供一种所述冠醚类化合物的制备方法。

本发明的第三个目的是提供一种所述冠醚类化合物在离子识别中的应用。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的第一个方面提供了一种冠醚类化合物，通式如式I所示化合物或其异构体(包括立体异构或顺反异构)：

式I中，n为2～5的整数。

本发明的第二个方面提供了一种所述冠醚类化合物的制备方法，包括以下步骤：

将摩尔比为1:(2～4)的9,10-菲醌和苯胺溶于溶剂中，冰浴条件下加入4当量的四氯化钛，室温下反应完全后除去溶剂，然后再加入混合溶剂溶解，分批加入硼氢化钠回流反应，硼氢化钠与9,10-菲醌的摩尔比为1:(1.01～2)，后处理后获得式IV所示化合物；

将摩尔比为1:(1.1～2):(1.5～2.5):(1.5～2.5)的式IV所示化合物、碘苯、碳酸钾和三氟甲磺酸铜溶于溶剂中，回流反应完全，后处理后获得式VI所示化合物；

将三氯氧磷注入到氮气保护下、温度为0℃的溶剂中，剧烈搅拌，慢慢滴入溶有式VI所示化合物的溶剂，式VI所示化合物与三氯氧磷的摩尔比为1:(8～12)，温度为70～90℃的条件下反应完全，获得式VII所示化合物；

将式VII所示化合物溶于溶剂中，冰浴下慢慢加入硼氢化钠，式VII所示化合物与硼氢化钠的摩尔比为1:(8～12)，室温反应完全，获得式VIII所示化合物；

n为2～5的整数；

将式X所示化合物溶于溶剂中，加入有机碱(三乙胺)，式X所示化合物与有机碱(三乙胺)的摩尔比为1:(2～4)，冰浴下滴加对甲苯磺酰氯，式X所示化合物与对甲苯磺酰氯的摩尔比为1:(2～4)，滴加完后冰浴搅拌，再常温搅拌反应完全，获得式IX所示化合物；

将摩尔比为1:(1.01～2)的式VIII所示化合物和式IX所示化合物溶于溶剂中，加入氢化钠，式VIII所示化合物与氢化钠的摩尔比为1:(8～12)，回流反应完全，获得式I所示化合物。

所述溶剂为甲苯、1,3,5-三氯苯、N,N-二甲基甲酰胺、甲醇、四氢呋喃。

所述混合溶剂为四氢呋喃和乙醇的混合物。

所述式X的制备方法参考J.Med.Chem.2016,59,17,7840-7855。