[發(fā)明專利]一種含多種官能團的柱[n]芳烴的合成方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810936715.6
• 申請日: 2018-08-16
• 公開（公告）號: CN109053392A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘇紀(jì)豪;郭敏捷;王雪梅;李文嬌;詹才宏;杜珂
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: C07C41/30
• 分類號: C07C41/30;C07C43/21;C07C43/225
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 琪琛

本發(fā)明公開了一種含多種官能團的柱[n]芳烴的合成方法，包括：將0.1當(dāng)量的路易斯酸加入到含有兩種2，5?二烷氧基芐醇的溶液中，得到的混合液在室溫25℃反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后加入甲醇淬滅反應(yīng)；反應(yīng)液經(jīng)減壓濃縮后得到的粗產(chǎn)物經(jīng)柱層析分離得到含多種官能團的柱[n]芳烴。本發(fā)明方法反應(yīng)條件溫和，使用催化量溫和、無毒的三氯化鐵為催化劑，不需要加熱或低溫以及惰性氣體保護，通過導(dǎo)向基團的使用，首次實現(xiàn)了雙邊異官能團化柱[n]芳烴和含有多種官能團的柱[n]芳烴的高選擇性合成。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有機合成領(lǐng)域，具體涉及一種利用2，5-二烷氧基芐醇合成含多種官能團的柱 芳烴的方法。

背景技術(shù)

超分子化學(xué)，顧名思義，是以分子為基本組分，研究分子間的非共價弱相互作用，以及 在此基礎(chǔ)上構(gòu)建一系列具有相對穩(wěn)定性的功能分子結(jié)合體的一門交叉學(xué)科，是將有機化學(xué)、 無機化學(xué)、生物化學(xué)、和材料化學(xué)高度融合的一門新興學(xué)科。主客體化學(xué)是超分子化學(xué)研究 的重要領(lǐng)域之一，主體和客體分子通過多重非共價鍵相互作用締合在一起形成分子或離子復(fù) 合物，可以用于分子識別。

新型大環(huán)分子的設(shè)計合成是超分子化學(xué)領(lǐng)域的最具挑戰(zhàn)性的研究方向之一。大環(huán)化學(xué)的 發(fā)展，為主客體化學(xué)提供了多種性能的主體分子，其中最具有代表性的大環(huán)分子有冠醚，環(huán) 糊精葫蘆脲，杯芳烴等。2008年Ogoshi小組報道了杯芳烴的類似物柱芳烴分子的合成。與其 它大環(huán)分子相比，柱芳烴分子具有易合成、可修飾、高度對稱性、剛性、以及平面手性等獨 特的性質(zhì)。此外由于柱芳烴分子有富電子空腔，因此具有獨特的主客體性質(zhì)。這些性質(zhì)引起 廣泛的研究興趣，開啟了“柱芳烴化學(xué)”的新興研究領(lǐng)域。

以柱[5]芳烴為例，它有十個酚羥基位點，可以用于進一步衍生修飾。迄今為止報道的官 能團化的柱[5]一般只有一種或兩種不同的官能團，它們的合成通常有兩種策略：一、先合成 環(huán)狀柱[5]芳烴主體，然后對已有的主體進行有機合成修飾；二、先對單體進行修飾，然后利 用修飾好的單體環(huán)合生成官能團化的柱[5]芳烴。在所有的修飾模式中，最容易得到的是全官 能團化柱[5]芳烴，這類柱[5]芳烴只含有一種官能團。其它對稱性較低的含有兩種不同官能團 的柱[5]芳烴中，單個官能團化或者A1/A2雙官能團化(同一芳環(huán)上雙取代)的柱[5]芳烴可以通 過兩種單體的共聚反應(yīng)或者柱[5]芳烴骨架的選擇性脫甲基反應(yīng)相對容易地制得。但是對含有 多個官能團的柱[5]芳烴以及含有三種或三種以上官能團的柱[5]芳烴的合成，由于難以精確控 制官能團化位點，易于生成很多的異構(gòu)體，導(dǎo)致合成產(chǎn)率極低并且難分離。

例如，雙邊異官能團化柱[5]芳烴由于芳環(huán)兩側(cè)分別為不同的取代基，有高度的C₅對稱性， 利用這一獨特的對稱性可以分別在兩側(cè)引入親水基團和憎水基團合成一系列兩親分子，用于 構(gòu)建膠束、囊泡，或者管狀自組裝結(jié)構(gòu)，因此引起了廣泛關(guān)注。這類化合物的合成通常是通 過不對稱1，4-苯二醚與多聚甲醛在路易斯酸催化下聚合生成，但是由于不對稱單體在聚合過 程中的無序性，導(dǎo)致生成了包括四種異構(gòu)體的柱[5]芳烴混合物，其中C₅-對稱柱[5]芳烴在其 中所占比例僅有1/16，分離產(chǎn)率一般而言通常只能達到1-2％。這種低效合成大大限制了雙邊 異官能團化柱[5]芳烴的進一步性質(zhì)研究和應(yīng)用拓展。

此外，帶有多種(三種及三種以上)官能團的柱[5]芳烴的高效合成尚未有所報道，并且 類似的官能團化柱[n]芳烴(n≥6)的合成由于芳環(huán)骨架數(shù)量的增加，導(dǎo)致可能的異構(gòu)體數(shù)量急劇 增加，這些都是柱芳烴領(lǐng)域的重大難題，嚴重限制了柱芳烴的應(yīng)用拓展研究。含有多種官能 團的柱[n]芳烴的可控性合成，可以使得人們根據(jù)需要設(shè)計和合成不同種類，不同結(jié)構(gòu)以及不 同功能的柱芳烴。例如，柱芳烴上可以有序引入顯影基團、靶細胞識別基團、和活性藥物基 團，使得柱芳烴可以作為新型藥物載體。

綜上所述，開發(fā)一種簡單、高效、可控、實用的C_n-雙邊異官能團化柱[n]芳烴(n≥5)及含 多種官能團的柱[n]芳烴的合成策略將極大推動柱芳烴化學(xué)的發(fā)展進程。

發(fā)明內(nèi)容