[发明专利]一种含双卟啉化合物的制备与应用

说明书

本发明涉及一种具有开关性能的双卟啉化合物，所述的双卟啉类化合物的结构通式为Ⅰ。本发明提供的双卟啉化合物不仅可与富勒烯超分子络合，而且在降温或加酸操作后，分子构型发生转变，富勒烯分子可与所述双卟啉类化合物分离。本发明在分子导体、磁铁、药物和多孔金属有机框架中有潜在非常广阔的应用。

技术领域

本发明属于具有开关性能的超分子材料领域，特别涉及一种含双卟啉开关化合物的制备和应用。

背景技术

富勒烯和卟啉具有独特的氧化还原和光电子特性，使得它们非常适合用于光活性富勒烯卟啉构建体的组装。通过照射，这些组件可以在供体卟啉和受体富勒烯之间经历光致电子转移(PET)。共价连接的富勒烯-卟啉二元体的早期研究显示PET从卟啉的第一个激发单重态到富勒烯，具有高量子产率。富勒烯和卟啉自然地相互吸引，这种新的超分子识别元素可以容易地构建主客体络合物和新型3D作为组装体。富勒烯对卟啉的吸引力首先在卟啉-富勒烯二元体的晶体结构的堆积中得到认可。从那以后，在几十种卟啉-富勒烯共晶体中发现富勒烯与卟啉中心接近(约)，并且存在π-π相互作用。

卟啉是一个优良的电子给予体，富勒烯是一个优异的电子受体，它们自发地相互吸引。这些具有空穴的双卟啉是富勒烯客体的有效宿主。早期的研究强调了它们的合成和氧化还原化学，并且在富勒烯弯曲的π表面下呈现出新型的键合，随后卟啉-富勒烯的超分子化学引起了人们的注意。

杯[4]芳烃分子开关化合物在一定的外界刺激调控下可以在两种或多种不同状态下发生可逆的转化，当它们的构型发生转化时，分子之间的距离就会发生变化。可用于调控分子开关的外界刺激主要有温度、pH、光、金属离子、机械力等。当杯[4]芳烃分子开关化合物与卟啉化合物结合时，它们的结合不是简单的加和，不仅会提现各自的性质，更会对某些客体表现出更加优越和特殊的络合性质与识别能力，而且类杯芳烃的vase构象异构体的空腔能够掺入各种客体分子。

发明内容

本发明的发明人经广泛且深入的研究，提供了一种含双卟啉的开关化合物的制备和应用。该双卟啉化合物不仅可与富勒烯形成主客体化合物，而且在降温或酸化后，化合物构型发生转换，富勒烯分子可与所述双卟啉化合物分离。所述双卟啉化合物在在分子导体或磁铁，药物，和多孔金属有机框架中有潜在的应用。

本发明的一种含双卟啉的开关化合物，其式为Ⅰ所示化合物

其中R为各个独立的C₁-C₆疏水性长链基团或亲水性长链基团。

所述双卟啉化合物，其特征在于，双卟啉能与富勒烯超分子络合。

所述双卟啉化合物，其特征在于，通过加酸调控，可以控制富勒烯分子与双卟啉化合物的分离。

本发明的另一个目的在于，提供一种含双卟啉的开关化合物的制备方法，包括如下步骤：

(1)式Ⅱ所示溴卟啉化合物，通过sonogashira偶联反应，得到式Ⅲ所示化合物步骤；

(2)式Ⅲ所示化合物经亲核加成-消除反应，得到式Ⅳ所示化合物的步骤；

(3)式Ⅳ所示化合物与式Ⅴ所示化合物经亲核取代反应，制备目标化合物的步骤；

(4)其中，R的含义与权利要求1中所述相同。

本发明提供一种所述双卟啉化合物通过酸调控构象转换夹取-释放富勒烯的应用。

本发明提供一种利用内嵌氢富勒烯中的氢分子作为所述双卟啉化合物与富勒烯超分子络合作用的探针的应用。

附图说明

【图1】为式Ⅰ所示化合物核磁共振氢谱；

【图2】为式Ⅰ所示化合物核磁共振碳谱；