[發明專利]一種基于冠醚的輪烷分子機器及制備方法

有效

• 申請號: 202110573063.6
• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113444079B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 杜光焰;陳賢慧;陶曉博;原靜靜;施俊滔
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: C07D405/14
• 分類號: C07D405/14;C07D401/14;C09K11/06;C09K11/02;G01N21/64
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 李博

1.一種基于冠醚的輪烷分子機器，其特征在于，所述基于冠醚的輪烷分子機器在酸性條件下得到的結構式如式Ⅰ所示；堿性條件下得到的結構式如式Ⅱ所示：

其中，n的值為6；m的值為10；p的值為4；所述A的結構式如式Ⅲ所示；D的結構如式Ⅳ所示；R的結構如式Ⅴ所示：

2.一種如權利要求1所述的基于冠醚的輪烷分子機器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

在惰性氣體保護下，將中間體1

與中間體2溶解攪拌，加入中間體3和亞銅離子催化劑反應，分離得產物

3.根據權利要求2所述的一種基于冠醚的輪烷分子機器的制備方法，其特征在于，所述亞銅離子催化劑為[Cu(CH₃CN)₄]PF₆，所述中間體1與中間體2的摩爾比為1:2～2.5，中間體1與中間體2的反應溫度為20～40℃，反應時間為0.5～2小時；所述中間體1與中間體3的摩爾比為1:2～2.5，中間體1與亞銅離子催化劑的摩爾比為1:3～4，加入中間體3和亞銅離子催化劑后的反應溫度為20～40℃，反應時間為40～50小時。

4.根據權利要求2或3所述的一種基于冠醚的輪烷分子機器的制備方法，其特征在于，所述中間體1的制備方法包括以下步驟：

(1)將4-鹵代-1，8-二萘酸酐、嗎啉溶解在溶劑中，加入亞銅離子催化劑，升溫反應，分離得到4-嗎啉-1，8-二萘酸酐；

(2)將步驟(1)得到的4-嗎啉-1，8-二萘酸酐與N-叔丁氧羰基己二胺溶解在溶劑中，惰性氣氛保護下反應，分離得化合物1

(3)將化合物1溶解于溶劑中，加入脫Boc試劑反應，分離得化合物2

(4)將化合物2與縛酸劑加入到無水溶劑中，再加入惰性氣氛保護下升溫反應，分離得化合物3

(5)將化合物3溶于溶劑中，加入質子化試劑，攪拌反應，分離后加入NH₄PF₆溶液，攪拌反應，分離得中間體1

5.根據權利要求4所述的一種基于冠醚的輪烷分子機器的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，4-鹵代-1，8-二萘酸酐為4-溴-1，8-二萘酸酐，亞銅離子催化劑為碘化亞銅，4-鹵代-1，8-二萘酸酐：嗎啉：亞銅離子催化劑的摩爾比為1：2～4：0.1～0.2，反應溫度為110～120℃，反應時間為6～8小時；

所述步驟(2)中，4-嗎啉-1，8-二萘酸酐與N-叔丁氧羰基己二胺的摩爾比為1：1～1.5，反應溫度為60～80℃，反應時間為4～6小時；

所述步驟(3)中，所述脫Boc試劑為TFA(三氟乙酸)，每克化合物1的TFA用量為1～2mL，反應溫度為20～40℃，反應時間為12～16小時；

所述步驟(4)中，化合物2：縛酸劑的摩爾比為1：1～1.2：1.2～2，反應溫度為50～70℃，反應時間為24～48小時；

所述步驟(5)中，所述質子化試劑為鹽酸，加入質子化試劑后的反應溫度為20～40℃，反應時間為2～4h，分離后加入NH₄PF₆的用量為每克化合物3加入50～60mL的NH₄PF₆的飽和水溶液，加入NH₄PF₆后的反應溫度為20～40℃，反應時間為12～16小時。

6.根據權利要求2或3所述的一種基于冠醚的輪烷分子機器的制備方法，其特征在于，所述中間體2的制備方法包括以下步驟：

(6)將4-鹵代甲基二苯并24-冠-8對酚羥基三聯吡啶縛酸劑溶解在溶劑中，惰性氣氛保護下反應，分離得中間體2。

7.根據權利要求6所述的一種基于冠醚的輪烷分子機器的制備方法，其特征在于，所述步驟(6)中，所述4-鹵代甲基二苯并24-冠-8為4-氯甲基二苯并24-冠-8；所述縛酸劑為碳酸鉀；4-氯甲基二苯并24-冠-8：對酚羥基三聯吡啶：縛酸劑的摩爾比為1：1～1.2：1.5～2；反應溫度為140～170℃；反應時間為20～28小時。