[發明專利]一種基于柱芳烴的[2]輪烷及其制備和應用

有效

• 申請號: 202010488940.5
• 申請日: 2020-06-02
• 公開（公告）號: CN111718337B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 姚勇;郭浩;嚴鑫;胡蘭萍;陳婷婷;王錦;丁月;袁小磊;汪洋;盧冰
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: C07D405/14
• 分類號: C07D405/14;C08G83/00;B01J31/22;C07D213/16;C07D213/127
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 黃欣

本發明提供了一種基于柱芳烴的[2]輪烷及其制備和在催化偶聯反應中的應用，屬于有機合成技術領域。本發明利用柱芳烴和中性客體之間的主客體絡合，成功且高效構建了新型基于柱芳烴的[2]輪烷，并進一步的通過此類柱芳烴[2]輪烷和Pd配位制備新型催化劑，該催化劑不僅具有良好的催化效率，而且可以循環使用。

技術領域

本發明屬于有機合成技術領域，具體涉及一種基于柱芳烴的[2]輪烷及其制備和在催化偶聯反應中的應用。

背景技術

機械互鎖結構由于其優異的結構特點近些年被廣泛應用于生物技術和納米科學領域。[2]輪烷作為一種典型的機械互鎖結構，是由一個啞鈴狀的軸和套在軸上的大環組成。到目前為止，很多大環化合物都用于制備[2]輪烷，例如環糊精、杯芳烴、葫蘆脲等。柱芳烴作為最新一類大環主體化合物，它是通過對苯二酚醚及其衍生物，在2，5-位通過亞甲基橋連得到的一類結構高度對稱的低聚柱狀化合物。和冠醚、杯芳烴相比，柱芳烴的結構更為剛性，對稱性更好，和環湖精、葫蘆脲相比，柱芳烴更易于進行功能化修飾。柱芳烴不僅能夠和陽離子、陰離子客體絡合，還能和中性客體絡合，這使得柱芳烴可以方便地構筑[2]輪烷。

目前合成基于柱芳烴的[2]輪烷都是通過線性客體和一個體積較大的封端基團作用來實現的，很少有關于通過兩種以上的小體積分子，利用“組合化學”的策略來構筑基于柱芳烴的[2]輪烷。更重要的是目前基于柱芳烴的[2]輪烷研究主要集中在其結構上，對于其性質研究較少。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明通過“組合化學”的策略，利用柱芳烴和中性客體之間的主客體絡合，構建了新型基于柱芳烴的[2]輪烷，進一步的通過此類[2]輪烷和Pd配位制備新型基于柱芳烴的[2]輪烷催化劑，所得催化劑在催化偶聯反應中具有明顯的優勢。

為了實現上述發明目的，本發明采用以下技術方案：

一種基于柱芳烴的[2]輪烷，其結構式如下式所示：

具體地，為下列化合物中的任意一種：

上述[2]輪烷的制備方法，是以式Ⅰ所示的化合物為客體，與式Ⅱ所示的柱芳烴、5，5-二甲基環己二酮、丙二腈、哌啶進行反應得到，

上述[2]輪烷在制備偶聯反應催化劑中的應用。

一種偶聯反應催化劑，是由上述[2]輪烷與Pd配位后形成。[2]輪烷軸上的三氮唑基團可以和Pd配位從而將[2]輪烷鉸鏈起來形成含有Pd的超分子聚合物材料，該聚合物材料可催化Suzuki-Miyaura偶聯反應。

有益效果：本發明通過“組合化學”的策略，利用柱芳烴和中性客體之間的主客體絡合，成功且高效構筑了5個新型基于柱芳烴的[2]輪烷，進一步的通過此類[2]輪烷和Pd配位制備新型基于柱芳烴的[2]輪烷催化劑，柱芳烴較大的體積抑制了Pd之間的致密堆積，使得最終制備的催化劑具有較寬松的反應位點，從而提高了催化效率。

附圖說明

圖1為本發明中柱芳烴[2]輪烷的合成路線圖。

圖2為實施例1中客體(a)、柱芳烴[2]輪烷R3(b)、柱5芳烴(c)的氫譜譜圖。

圖3為實施例1中柱芳烴[2]輪烷R3的二維核磁譜圖。

圖4為實施例1中R3分子在DMSO中利用DFT計算的能量最低模型(a)側面圖(b)俯視圖。

圖5為實施例2中催化劑Pd@R3的制備過程及催化劑的結構圖。

圖6為實施例2中催化劑Pd@R3的射電鏡(a)和能譜分析(b)。

具體實施方式