一种杯芳烃衍生物的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种杯芳烃衍生物的合成方法，首先以对羟基苯甲酸作为原料合成5,11,17,23,29,35-六羧基-37,38,39,40,41,42-六羟基杯[6]芳烃作为骨架，然后再对其下沿的酚羟基进行修饰，采用反应条件温和的两步合成方法制备5,11,17,23,29,35-六羧基-37,38,39,40,41,42-六羟肟酸甲氧基杯[6]芳烃，应用于低浓度重金属废水的选择性萃取分离，为低浓度重金属废水处理开辟了新的方法和途径。本发明专利技术所涉及的5,11,17,23,29,35-六羧基-37,38,39,40,41,42-六羟肟酸甲氧基杯[6]芳烃的合成路线简捷，反应条件温和，易于控制实现，而且对于重金属具有较好的萃取效果。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，首先以对羟基苯甲酸作为原料合成5,11,17,23,29,35-六羧基-37,38,39,40,41,42-六羟基杯芳烃作为骨架，然后再对其下沿的酚羟基进行修饰，采用反应条件温和的两步合成方法制备5,11,17,23,29,35-六羧基-37,38,39,40,41,42-六羟肟酸甲氧基杯芳烃，应用于低浓度重金属废水的选择性萃取分离，为低浓度重金属废水处理开辟了新的方法和途径。本专利技术所涉及的5,11,17,23,29,35-六羧基-37,38,39,40,41,42-六羟肟酸甲氧基杯芳烃的合成路线简捷，反应条件温和，易于控制实现，而且对于重金属具有较好的萃取效果。【专利说明】
本专利技术属于有机低聚物材料
，尤其涉及。
技术介绍
随着工农业的发展，化学产品日益剧增，经过各种途径进入水环境和土壤的有害物质越来越多。在工业废水的排放过程中，有相当程度的重金属元素沉积在天然水体中和土壤中，并通过食物链进入人体，危害着人类及整个生态圈，因此重金属的去除研究引起了国内外的广泛关注。目前重金属废水的处理方法主要有化学沉淀、絮凝沉淀、吸附法、膜分离法等，传统的化学、物理法处理成本高、效果不稳定。溶剂萃取具有适应性强、选择性高和分离效果好等优点，萃取可在常温或较低温度下进行，相比其它方法，萃取法能耗低，处理能力大，在工业废水处理、有价金属分离和提纯等方面具有一定的优势。因此寻找治理重金属污染新的高效萃取剂，开发重金属分离回收新技术具有重要的战略意义。杯芳烃是继冠醚、环糊精之后的一类主体化合物。杯芳烃的上下沿易于化学修饰，且环状疏水空腔大小可调，通过衍生反应，可制备成具有识别功能的大环主体化合物，可以通过氢键、范德华力、静电作用力、堆积力等作用力來完成对客体分子的识别，如遇有机分子、阳离子以及阴离子形成主-客体或超分子配合物。识别配位作用取决于杯环构象、大小及环上取代基的性质。且由于杯环的柔韧性，而具有特别良好的诱导楔合能力，在金属离子识别、分离和回收中展现出广阔的应用前景。目前报道的衍生基团主要是对杯芳烃下沿进行修饰得到的醚、酯、酰胺、羧基、羟肟等杯芳烃衍生物，而对杯芳烃上沿和下沿同时进行修饰的衍生物的报道却很少，而且也未见关于在杯芳烃上沿引入羧基，下沿用羟肟基团修饰的相关报道。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供，旨在解决低浓度重金属废水处理存在的控制复杂，效率低的问题。本专利技术实施例是这样实现的，，该杯芳烃衍生物的合成方法包括如下步骤:第一步:5，11，17，23，29，35-六羧基-37，38，39，40，41，42-六乙酯基甲氧基杯芳烃的合成:称取 1.8g(0.002mol)5, 11，17，23，29，35-六羧基-37, 38，39，40，41，42-六羟基杯芳烃于250mL四口烧瓶中，加入50mL干燥的丙酮,再加入2.488g(0.018mol)无水碳酸钾于上述烧瓶中，再取2.67mL(0.024mol)溴乙酸乙酯到烧瓶中，在氮气保护下于50°C回流12h ;冷却，抽滤，用二氯甲烷(3*10mL)洗涤滤饼，将滤液减压蒸馏后，经乙醇结晶、重结晶，再通过真空干燥得到5，11，17，23，29，35-六羧基-37，38，39，40，41，42-六乙酯基甲氧基杯芳烃；第二步:5，11，17，23，29，35-六羧基-37，38，39，40，41，42-六羟肟酸甲氧基杯芳烃的合成:按比例称取9.0337g(0.13mol)的盐酸羟胺溶于甲醇与水的混合物中，水醇体积比为3:1，再称取固体13.4664g(0.24mol)K0H溶于溶液中，然后称取由第一步合成的5，11，17，23，29，35-六羧基-37，38，39，40，41，42-六乙酯基甲氧基杯芳烃1.416g(0.1mol)与上述溶液一起转移至250mL烧瓶中，在50°C下搅拌反应3h，减压蒸馏除去多余的甲醇后加入丙酮析出沉淀,用少量水溶解,用5%的盐酸酸化到pH = 5.0，过滤，并用甲苯作淋洗剂经硅胶柱层析纯化，再通过真空干燥即得5，11，17，23，29，35-六羧基-37，38，39，40，41，42-六羟肟酸甲氧基杯芳烃。进一步,第一步所述的加热回流反应是50°C下氮气保护反应12小时。进一步，第二步所述的加热搅拌反应是50°C下搅拌反应3小时。进一步,第二步所述的酸化是指5%的盐酸酸化到pH = 5.0。进一步，第一步中各反应物按物质的量比为5，11，17，23，29，35-六羧基-37，38，39，40，41，42-六羟基杯芳烃:无水碳酸钾:溴乙酸乙酯=1:9:12。进一步，第二步中各反应物按物质的量比为5，11，17，23，29，35-六羧基-37，38，39，40，41，42-六乙酯基甲氧基杯芳烃:盐酸羟胺:固体KOH= 1:1.3:2.40进一步，所述5，11，17，23，29，35-六羧基-37，38，39，40，41，42-六羟肟酸甲氧基杯芳烃用于重金属的萃取。进一步，萃取时采用的溶剂为氯仿，重金属初始浓度控制在5mg/L，萃取时间10-30分钟，萃取温度为常温，pH控制在2.0-8.0。本专利技术提供的杯芳烃衍生物的合成方法，首先以对羟基苯甲酸作为原料合成5，11，17，23，29，35-六羧基-37，38，39，40，41，42-六羟基杯芳烃作为骨架，然后再对其下沿的酚羟基进行修饰，采用反应条件温和的两步合成方法制备5，11，17，23，29，35-六羧基-37，38，39，40，41，42-六羟厢酸甲氧基杯芳烃，应用于低浓度重金属废水的选择性萃取分离，为低浓度重金属废水处理开辟了新的方法和途径。本专利技术所涉及的5，11，17，23，29，35-六羧基-37，38，39，40，41，42-六羟肟酸甲氧基杯芳烃的合成路线简捷，反应条件温和，易于控制实现，而且对于重金属具有较好的萃取效果。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术实施例提供的杯芳烃衍生物的合成方法的流程图；图2是本专利技术实施例提供的5，11，17，23，29，35-六羧基-37，38，39，40，41，42-六羟基杯芳烃的红外光谱图；图3是本专利技术实施例提供的5，11，17，23，29，35-六羧基-37，38，39，40，41，42-六乙酯基甲氧基杯芳烃的红外光谱图；图4是本专利技术实施例提供的5，11，17，23，29，35-六羧基-37，38，39，40，41，42-六羟肟酸甲氧基杯芳烃的红外光谱图。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。下面结合附图及具体实施例对本专利技术的应用原理作进一步描述。如图1所示，本专利技术实施例的杯芳烃衍生物的合成方法包括以下步骤:SlOl:首先以 5，11，17，23，29，35-六羧基-37, 38，39，40，41，42-六羟基杯芳烃作为母体将其下沿的酚羟基转化成酯基，得到5，11，17，23，29，35-六羧基-37，38，39，40，41，42-六乙酯基甲氧基杯芳烃；S102:然后以 5，11，17，23，29，35-六羧基-37, 38，39，4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种杯芳烃衍生物的合成方法，其特征在于，该杯芳烃衍生物的合成方法包括如下步骤：第一步：5,11,17,23,29,35‑六羧基‑37,38,39,40,41,42‑六乙酯基甲氧基杯[6]芳烃的合成：称取1.8g(0.002mol)5,11,17,23,29,35‑六羧基‑37,38,39,40,41,42‑六羟基杯[6]芳烃于250mL四口烧瓶中，加入50mL干燥的丙酮，再加入2.488g(0.018mol)无水碳酸钾于上述烧瓶中，再取2.67mL(0.024mol)溴乙酸乙酯到烧瓶中，在氮气保护下于50℃回流12h；冷却，抽滤，用二氯甲烷(3*10mL)洗涤滤饼，将滤液减压蒸馏后，经乙醇结晶、重结晶，再通过真空干燥得到5,11,17,23,29,35‑六羧基‑37,38,39,40,41,42‑六乙酯基甲氧基杯[6]芳烃；第二步：5,11,17,23,29,35‑六羧基‑37,38,39,40,41,42‑六羟肟酸甲氧基杯[6]芳烃的合成：按比例称取9.0337g(0.13mol)的盐酸羟胺溶于甲醇与水的混合物中，水醇体积比为3:1，再称取固体13.4664g(0.24mol)KOH溶于溶液中，然后称取由第一步合成的5,11,17,23,29,35‑六羧基‑37,38,39,40,41,42‑六乙酯基甲氧基杯[6]芳烃1.416g(0.1mol)与上述溶液一起转移至250mL烧瓶中，在50℃下搅拌反应3h，减压蒸馏除去多余的甲醇后加入丙酮析出沉淀，用少量水溶解，用5％的盐酸酸化到pH＝5.0，过滤，并用甲苯作淋洗剂经硅胶柱层析纯化，再通过真空干燥即得5,11,17,23,29,35‑六羧基‑37,38,39,40,41,42‑六羟肟酸甲氧基杯[6]芳烃。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王劲松，周洁，张炜铭，李霞，孙平，单德才，
申请(专利权)人：南华大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43