融合笼：用于选择性俘获多环芳烃的紫罗碱类吡啶嗡基笼的合成制造技术

本发明专利技术涉及融合笼：用于选择性俘获多环芳烃的紫罗碱类吡啶嗡基笼的合成。本发明专利技术提供一种用于捕捉多环芳烃的化合物。所述化合物选自式(I)和式(II)：所述化合物包括与合适的对阴离子形成的盐。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请根据35U.S.C.119要求申请序号为62/045,511、2014年9月3日递交的、名称为“融合笼：用于选择性俘获多环芳烃的紫罗碱类吡啶嗡基笼的合成”的美国临时专利申请的优先权，其全部内容在此并入本申请作为参考。
本专利技术公开涉及用于俘获多环芳烃的吡啶嗡基笼。
技术介绍
相关技术描述多环芳烃(PAH化合物，分子由两个或多个融合的芳环构成的)通常在天然原油沉积物中被发现，也在碳基材料的不完全燃烧过程过程的人为方法中产生。PAH的致癌特性已被知晓很久了，它们导致诱变发生的路径被很好地归档了。它们不仅在环境中较为普遍，而且是因为它们在水中的低溶解度使得它们也很持久。但是较小的PAH如萘具有稍高一点的水溶解度，因此容易浸出进入到水道之内。尽管有这些情况，并且暗示其与几种疾病状态相关，但是萘每年都以较大的规模被制造。尽管已经报导了许多宿主基于分散力和疏溶剂的效果对PAH有亲合力，受体的相互作用已经开始干扰π电子不足的宿主，从而导致甚至在有机溶剂中对PAH的更高的约束亲合力。迄今为止，几乎不存在分子化合物能从环境中除去PAH。N,N'-二氮杂大双环聚醚(穴醚)是冠醚的三维类似物。该N,N'-二氮杂大双环聚醚结合1A族和IIA族的金属阳离子如此之强以致它们的1:1配合物作为穴状化合物变得已知1。虽然从冠醚到穴醚的进程迅速地发生时，曾经花费了许多年时间将球瑗2、分子监狱3和半分子监狱4,5更加高度地设计成使其入口成为具有凹内表面的宿主，所述凹内表面供给离子和具有分散的结合点的中性分子形式的客体的配合以收敛的识别点。这些早期的对于宿主-客体化学的开发为构型包括全部有机到金属配位范围的笼形宿主分子的设计与合成打下了基础。这些落入分子笼的伞下的非自然分子出于许多不同的理由已经被设计和合成出来，包括(i)探索和开发它们的几何学，(ii)研究它们作为分子磁体的性质，(iii)在生物医药领域将它们用作分子媒介，和(iv)使用它们调节和促进化学反应。申请人报道了环双(百草枯-对-亚苯基)(CBPQT4+；图1:式(I))的更高同系物的有效模板引导合成，通过在两个吡啶鎓环之间阶梯式地插入对亚苯基环来延伸双吡啶鎓单元，从而制备式(II)的延伸的四阳离子二苯撑环烷烃，这里表示为ExnBox4+(其中n＝0-3，图1：式(II))。该式(II)的四阳离子二苯撑环烷烃的n＝1时这里表示为ExBox4+(图1：式(IIA))。这些结构作为“二维的箱子”对于PAH的结合很弱，因此需要寻求新的对PAH具有更大的结合亲合力的化合物。
技术实现思路
在第一方面，提供一种选自式(I)和式(II)的化合物：所述化合物包括与合适的对阴离子形成的盐。在第二方面，提供一种从包含多环芳烃(PAH)化合物的溶剂分离PAH化合物的方法。该方法包括将包含PAH化合物的溶剂与式(I)或式(II)化合物或其结合接触的步骤：所述化合物包括与合适的对阴离子形成的盐。在第三方面，提供一种从溶剂混合物分离多环芳烃(PAH)化合物的方法。该方法包括几个步骤。第一步包括使溶剂混合物与分离媒质接触。所述分离媒质由选自式(I)、式(II)的化合物或其结合物构成：所述化合物包含与合适的对阴离子形成的盐。第二步包括使用液相色谱移动相从溶剂混合物解析PAH化合物。第三步包括从溶剂混合物分离PAH化合物。本专利技术的这些以及其他特征、目标和优点可以从如下的说明中得到更好的理解。在本说明书中，附图可以作为参考，其构成专利技术的一部分，以解释说明、非限制性的实例的方式显示。附图说明在考虑下面的详细说明时这些除了上面提到的特征、目标和优点将变得更容易清晰可见。这些详细说明提到了以下的附图。图1描述了三个示例性的现有技术化合物，具有式(I)、(II)和(IIA)。图2描述了合成融合笼(ExCage)6PF6的示例性流程图。图3描述了合成蓝笼(BlueCage)6PF6的示例性流程图。图4的(a)示例性地描述了当萘的水饱和溶液包含少量的己-2,5-二酮作为内标时GC/MS扫描显示的结果。图4的(b)示例性地描述了在加入ExCage6+作为它的不溶PF6-盐、超声处理、滤出固体并将溶液注入到GC/MS内从而揭示仅含内标物质，例如所有的萘已经从饱和水溶液中清除的GC/MS扫描显示结果。图4的(c)示例性地描述了当那些被滤出的固体(上图)被溶解于MeCN并注入到GC/MS中时，例如萘的峰再现和没有内标物质的GC/MS扫描显示结果。图5描述了在MeCN中ExCage6+和存在于八个PAH(从平面性引入了前述的偏离)、苯并蒽、的π-电子数之间的约束亲合力(logKa’s)的线性图，八个PAH、苯并蒽、具有延长的结构，位于线以下。图6示例性地描述了苯并蒽的形成的ITC数据。虽然本专利技术可以进行各种改性和替代方式，示范性的实例在附图中举例说明和在此详细描写。但是应该理解那些示范性实例的说明并不意味着将本专利技术限制为公开的特定形式，相反地本专利技术旨在覆盖所有落入如所述具体实例和权利要求限定的本专利技术精神和范围的改进、替代和备选方案。因此实例参考和权利要求被用于解释本专利技术的范围。具体实施方式下文中将要更充分地参考附图描述所述组合物和方法，其中将本专利技术的实例的部分而非全部排列和变化示出了。实际上，本专利技术可以体现为许多不同的形式，而不应被认为限制为这里阐述的实例。这些实例以充分的撰写细节进行描述并使得本领域技术人员能够制造和使用本专利技术，一起公开的还有用于实现本专利技术的最佳方式，如权利要求及其等价物所定义的那样。同样地，这里描述的组合物和方法的诸多改变和其他实例会被本领域技术人员基于上述说明书和附图中存在的教导而想到。因此，将理解本专利技术不限于公开的特定实例，并且意图将那些改进和其他实例包括在权利要求的范围内。尽管这里使用了专用名词，它们只是用作普通和叙述的功能，不为了作限制。除非另外定义，这里使用的所有技术和科学名词就本专利技术所属的含义具有和本领域技术人员通常理解相同的意思。尽管任何与这里描述的那些相似或等价的方法和材料可以被用于本专利技术的实践或测试，优选的方法和材料如下所述。此外，用不定冠词“a”或“an”表示的要素并不排除存在多于一个(单数)的可能性，除非上下文明确地要求只有一个要素。不定冠词“a”或“an”由此通常指“至少一个”。这里使用的“约”意味着一个数值的统计学意义的范围，例如规定的浓度、长度、分子量、pH值、序列同一性、时间范围、温度或体积。这样的数值或范围可以在一个数量级内，典型的在给定值或范围的20％内，更典型的在10％内，进而更典型的在5％内。通过“约”包含的允许偏差取决于研究中的特定系统，能容易地被本领域技术人员所理解。概述本申请人产生了一个基本的发现，即对于PAH具有改善的约束亲合力的两种新化合物。这些化合物的优点包括：(a)对于PAH比类似的二维的箱结构具有两倍或者更高量级大小的约束力；(b)阴离子交换允许所述化合物在固态下、或溶解在水中或有机媒质中起作用；和(c)对PAH的约束有选择性。这些化合物的应用包括：(a)过滤/隔离PAH到从人为起源低至两个融合芳环的程度；(b)从有机媒质俘获PAH；(c)从空气中过滤PAH；(d)从水媒质俘获PAH本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种选自式(I)和式(II)的化合物：其中所述化合物包含与合适的对阴离子形成的盐。

【技术特征摘要】
2015.09.03 US 14/844,5771.一种选自式(I)和式(II)的化合物：其中所述化合物包含与合适的对阴离子形成的盐。2.如权利要求1所述的化合物，其中所述化合物由式(I)的物质构成：3.如权利要求1所述的化合物，其中所述化合物由式(II)的物质构成：4.如权利要求1所述的化合物，其中所述合适的对阴离子选自PF6-和BArF-。5.一种由权利要求1所述的化合物构成的分离媒质。6.如权利要求5所述的分离媒质，其中所述合适的对阴离子选自PF6-和BArF-。7.一种从包含多环芳烃(PAH)化合物的溶剂分离多环芳烃化合物的方法，包括：将包含PAH化合物的溶剂与式(I)或式(II)化合物或其结合接触：其中化合物包含与合适的对阴离子形成的盐。8.如权利要求7所述的方法，其中所述化合物由式(I)的物质构成：9.如权利要求7所述的方法，其中所述化合物由式(II)的物质构成：10.如权利要求7所述的方法，其中所述合适的对阴离子选自PF6-和BArF-。11.如权利要求7所...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯·弗雷泽·斯托达特，爱德华·J·戴尔，尼古拉斯·A·韦尔默朗，乔纳森·C·巴恩斯，米哈尔·尤里切克，
申请(专利权)人：阿卜杜拉阿齐兹国王科技城，
类型：发明
国别省市：沙特阿拉伯;SA