[發明專利]一種水溶性含氮杯芳烴的合成方法

在審

• 申請號: 201711028776.4
• 申請日: 2017-10-29
• 公開（公告）號: CN109721500A
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 孫瑞祥
• 申請（專利權）人: 孫瑞祥
• 主分類號: C07C209/42
• 分類號: C07C209/42;C07C211/61
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種水溶性含氮杯芳烴的合成方法，以對叔丁基杯[4]芳烴為原料，在無水三氯化鋁存在的條件下，與苯酚發生脫烷基化反應合成了杯[4]芳烴，再以杯[4]芳烴與對氨基苯磺酸為原料，通過偶合反應合成5、11、17、23—四[(對磺酸基苯基)偶氮]—杯[4]芳烴，再利用錫—鹽酸還原得到5、11、17、23—四氨基—杯[4]芳烴鹽酸鹽。合成的化合物通過熱分析，紅外光譜和紫外光譜等對合成的各化合物分析。利用該方法合成的杯[4]芳烴銨的鹽酸鹽收率高，成本大大降低。

技術領域

本發明涉及一種水溶性好的水溶性含氮杯芳烴的合成方法。

背景技術

杯芳烴作為繼冠醚與環糊精后發現的第三代大分子化合物，具有獨特的空腔大環結構，能通過靜電作用、氫鍵作用、疏水作用，π—π作用及包結作用等識別離子和分子客體，還可以和金屬元素配合、分子識別、作相轉移催化劑等，因此引起了超分子化學研究者的極大關注，并已經成為該領域研究的熱點。但是由于它特殊的結構，使其具有較強的疏水性而它的水溶性較差，使杯芳烴優良的功能遠沒有發揮其作用，限制了杯芳烴在涉及生命領域—水溶液體系中的研究，所以極需開發一種合成方法簡單，水溶性好的杯芳烴及其衍生物。

發明內容

本發明針對現有技術存在的問題，提供一種性能優良水溶性好的水溶性含氮杯芳烴的合成方法。

本發明的目的是這樣實現的，一種水溶性含氮杯芳烴的合成方法,采用如下過程合成：

1)對叔丁基杯[4]芳烴的合成

將對叔丁基苯酚和37％的甲醛溶液在堿性條件下反應，經過后處理得到白色固體對叔丁基[4]芳烴粗產物，收率達到70％；

2)脫叔丁基杯[4]芳烴合成

將步驟1)中叔丁基杯[4]芳烴、苯酚、三氯化鋁加入裝有溫度計的250mL三口燒瓶中，加熱至30—40℃恒溫攪拌5小時經過后處理得到白色粗產品，再用氯仿和甲醇重結晶，得到無色晶體為脫叔丁基杯[4]芳烴，收率達64％。

3)5、11、17、23—四[(對磺酸基苯基)偶氮]—杯[4]芳烴的合成

在100mL的燒杯中，將3.51克對氨基苯磺酸加到17.6克質量分數的氫氧化鋼溶液中，微熱，使對氨基苯磺酸溶解，然后用冰鹽浴冷卻到0℃以下，將1.41矽亞硝酸鈉用17.6mL水溶解，將溫度在0—5℃，在攪拌下，慢慢用滴管滴入5.3mL濃鹽酸和17.6mL水溶液，并用淀粉碘化鉀試紙檢測直到變藍色為止，此為重氮組分，繼續冰鹽浴15min左右，使反應完全。取2克步驟2)中的脫叔丁基杯[4]芳烴用DMF溶解，加入6.46克的無水Na₂CO₃，再加65mL入無水甲醇，其中V(甲醇/V(DMF)為5：8，使之成為澄清溶液，冰鹽浴冷卻至-5℃，此為偶合組分。將上述重氮組分和偶合組分兩種反應液混合在一起，控制反應溫度在0℃以下，冰鹽浴下反應4小時。此時溶液變為血紅色。反應完畢加入質量分數0.25％鹽酸，加熱至60℃，繼續攪拌反應1.5小時有固體產生，過濾、水洗、甲醇洗，最終得到血紅色產物；

4)5、11、17、23四氨基鹽酸鹽-杯[4]芳烴的合成

將0.371克杯步驟3)中的產物加入到30mL質量分數的37％的鹽酸中，成為懸濁液，然后向其中加入1克錫粉，磁力攪拌，加熱回流5小時，使反應液顏色顏色不斷發生變化，由最初的深紅色逐漸變為紫紅色，最后變為乳白色懸濁液，最后將產物用冰水浴冷卻，析出沉淀，抽濾，用濃鹽酸和丙酮、乙醚洗，得到白色固體。

具體實施方式

本發明的水溶性含氮杯芳烴的合成方法包括：

1)對叔丁基杯[4]芳烴的合成

將對叔丁基苯酚和37％的甲醛溶液在堿性條件下反應，經過后處理得到白色固體對叔丁基[4]芳烴粗產物，收率達到70％；