一种萘基氢键超分子材料的合成方法技术

一种萘基氢键超分子聚合物的合成方法，具体涉及一种萘基氢键化合物及其合成方法。所述萘基氢键超分子聚合物为基于2,6‑二羟基萘与醚链结合桥连的脲基嘧啶酮化合物。所述的目标化合物由萘酚醚链的氨基衍生物与由羰基二咪唑活化的异庚基异胞嘧啶反应而成。本发明专利技术的有益效果如下：工艺改进，提高产率，可以节约资源；所形成的化合物可以通过多种非共价键作用形成结构稳定的超分子聚合物，在超分子聚合物方面具有广泛应用。

Synthesis of a Naphthalene Hydrogen Bonded Supramolecular Material

【技术实现步骤摘要】
一种萘基氢键超分子材料的合成方法
本专利技术属于超分子材料的合成领域，具体涉及一种萘基氢键超分子材料的合成工艺。
技术介绍
E.W.Meijer等科学家给出了超分子聚合物的具体定义：它是一种聚合物阵列，由单体基元通过高度方向性和可逆的次级相互作用(如主客体分子识别、π-π堆积作用、金属-配位作用、氢键作用等)得到的。氢键有可逆性和方向性，是一种永久偶极之间的作用力，在超分子自组装过程中起到重要作用。1997年E.W.Meijer课题组首先报道的脲基嘧啶酮单元(UPy)，是目前应用最广泛的是四重氢键模块。利用这些模型可以构建出一个高度可控的环-链平衡自组装超分子体系，而这种采用额外的非共价键作用诱导双官能团UPy化合物选择性环化的思想给了我们启发，因此我们在合成过程中优化工艺条件，从而制备出基于四重氢键的超分子自组装聚合物，在超分子聚合材料方面有广泛应用。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在优化一种萘基氢键超分子聚合物的合成方法。本专利技术所述化合物为萘基氢键超分子聚合物，记为化合物M1，其化学结构式如下：进一步，所述萘基氢键超分子聚合物的合成路线如下：本专利技术所述萘基氢键超分子聚合物M1的合成方法，具体步骤如下：化合物1的合成：以2,6-二羟基萘、2-氯乙氧基乙醇为原料，CH3CN为溶剂，N2氛围下加热至回流反应4d。反应毕，采用不与CH3CN相溶的有机溶剂进行萃取，静置分层，得到的萃取层为萘酚醚链羟基化合物1。进一步，化合物2的合成：N2氛围下，得到的萘酚醚链羟基化合物1在4-二甲氨基吡啶催化下，二氯甲烷作溶剂，与对甲基苯磺酰氯在室温搅拌6-12h(优选8h)。反应毕，萃取、水洗、得到萘酚醚链对甲基苯磺酰氯化合物2。进一步，化合物3的合成：N2氛围下，得到萘酚醚链对甲基苯磺酰氯化合物2，DMF作溶剂，与邻苯二甲酰亚胺钾120℃搅拌12h。反应毕，萃取、水洗、得到萘酚醚链邻苯二甲酰亚胺化合物3。进一步，化合物4的合成：N2氛围下，得到的萘酚醚链邻苯二甲酰亚胺化合物3，EtOH作溶剂，水与合肼回流反应24h。反应毕，旋蒸除去溶剂，未进行进一步后处理，得到萘酚醚链氨基化合物4。进一步，化合物L1的合成：以异庚基异胞嘧啶和N,N-羰基二咪唑(CDI)为原料，干燥三氯甲烷为溶剂，N2氛围下室温反应4-12h(优选6h)，反应毕，洗涤，得到活化的异庚基异胞嘧啶酮化合物L1。进一步，化合物M1的合成：得到萘酚醚链氨基化合物4与活化的异庚基异胞嘧啶化合物L1，在N2氛围下，以干燥CHCl3为有机溶剂，室温搅拌12h。反应毕，洗涤、柱层析，得到萘酚醚链桥连脲基嘧啶酮化合物M1。本专利技术合成一种萘基氢键超分子聚合物，该分子通过多种非共价键之间的协同作用，形成结构稳定的超分子聚合物，在超分子聚合材料方面有潜在应用。通过采用上述技术方案，与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：(1)本专利技术采用的方法使萘基氢键超分子聚合物的产率明显提高。(2)本方法反应过程中条件温和，对仪器设备要求低。(3)本专利技术所采用的合成方法为片段组合法(即先合成两个片段，再将其连接成目标分子)，而不是逐步合成法，节约原料，降低合成过程中的合成成本。(4)本专利技术所形成的萘基氢键超分子聚合物以四重氢键作为连接位点，而非传统共价键，通过多种非共价键的协同作用自组装成超分子聚合物，在超分子聚合材料方面有广泛应用。附图说明图1为化合物M1在DMSO中的核磁共振氢谱图(1HNMR)，其中横坐标为化学位移(ppm)。图2为化合物M1在DMSO中的核磁共振碳谱图(13CNMR)，其中横坐标为化学位移(ppm)。具体实施方式为了更好地理解本专利技术，下面通过实施例对本专利技术作进一步的说明。实施例1步骤1、萘酚醚链羟基化合物的合成(记为化合物1)：在250mL三口烧瓶中加入2,6-二羟基萘2.85g，2-氯乙氧基乙醇8.86g以及碳酸钾24.58g，通过连续抽真空充氮气循环3～5次，排出体系中的氧气和水分，达到氮气氛围。然后加入无水CH3CN250mL作为溶剂。维持回流状态下搅拌4d。反应完全后，停止反应。将反应体系温度冷却至室温。向反应液中加入水250mL，固体溶解。加入400mL二氯甲烷进行萃取，用水洗涤(250mL×8)、饱和NaHCO3溶液洗涤(250mL×2)、饱和NaCl溶液洗涤(250mL×2)，无水硫酸镁干燥，过滤旋蒸，EA重结晶，得到白色固体5.60g，产率为93.5％。步骤2、萘酚醚链对甲基苯磺酸化合物的合成(记为化合物2)：在250mL三口烧瓶中加入对甲基苯磺酰氯5.6g、催化剂4-二甲氨基吡啶153mg，通过连续抽真空充氮气循环3～5次，排出体系中的氧气和水分，达到氮气氛围。冰盐浴下加入化合物14.2g，添加200mL的二氯甲烷作为溶剂，缓慢滴加三乙胺5.23mL，逐渐升温至室温搅拌12h。反应完全后停止反应，向反应液中加入1MHCl(50mL×2)，合并有机相依次用H2O(100mL×2)、饱和NaHCO3(100mL×2)、饱和NaCl(150mL×2)洗涤，无水硫酸镁干燥，过滤旋蒸，正己烷重结晶，得到白色固体7.32g，产率为90.9％。步骤3、萘酚醚链邻苯二甲酰亚胺化合物的合成(记为化合物3)：在250mL三口烧瓶中加入邻苯二甲酰亚胺钾3.00g，通过连续抽真空充氮气循环3～5次，排出体系中的氧气和水分，达到氮气氛围。加入化合物23.50g，添加200mL的N,N-二甲基甲酰胺作为溶剂，逐渐升温至120℃搅拌12h。反应完全后停止反应，冷却至室温。向反应液中加入水100mL，加入二氯甲烷萃取(150mL×2)，合并有机相用水洗涤(150mL×8)、1M的NaOH溶液洗涤(50mL×3)、饱和NaCl溶液(150mL×3)洗涤，无水硫酸镁干燥，过滤旋蒸，得到白色固体3.1g，产率为91.18％。步骤4、萘酚醚链氨基化合物的合成(记为化合物4)：在250mL三口烧瓶中加入化合物30.6g，通过连续抽真空充氮气循环3～5次，排出体系中的氧气和水分，达到氮气氛围。加入水合肼0.53g，添加20mL的无水乙醇作为溶剂，逐渐升温至100℃回流12h。反应完全后停止反应，冷却至室温。旋蒸除去溶剂，向反应液中加入水400mL、二氯甲烷500mL，萃取得到有机相用饱和NaCl溶液(250mL×3)洗涤，无水硫酸镁干燥，过滤旋蒸，得到淡黄色粘稠液体.31g，产率为96.8％，未进行进一步纯化直接投入下一步。步骤5、活化的脲基嘧啶酮化合物(记为化合物L1)的合成：在100mL三口烧瓶中加入异庚基异胞嘧啶40.65g，N,N-羰基二咪唑(CDI)0.85g，通过连续3～5次抽真空，充氮气的循环，排出体系中的氧气和水分。加入干燥的氯仿30mL，室温搅拌4h。反应完全后，停止反应。将反应液用水洗涤，饱和NaCl溶液洗涤，无水MgSO4干燥，过滤，按产率90％直接投下一步。步骤6、萘酚醚链桥连活化的异庚基异胞嘧啶超分子聚合物的合成(记为化合物M1)：在100mL三口烧瓶中加入化合物40.31g、化合物N10.85g，连续3～5次抽真空，充氮气的循环，排出体系中的氧气和水分。加入干燥的氯仿50mL，室温搅拌12h。反应完全后，停止反应。反应液用饱和NaCl溶液(150mL×3)洗涤，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种萘基氢键超分子聚合物的合成，其以萘酚醚链氨基衍生物(化合物4)和活化的异庚基异胞嘧啶化合物(化合物L1)为原料，摩尔比为1:2～3，优选1:2.2，所述CHCl3为水洗12～15次后再进行干燥的CHCl3；所述反应条件为室温(25℃)下反应24h；反应完全后，后处理，得目标产物连接有萘酚醚链的异庚基脲基嘧啶酮化合物M1。

【技术特征摘要】
1.一种萘基氢键超分子聚合物的合成，其以萘酚醚链氨基衍生物(化合物4)和活化的异庚基异胞嘧啶化合物(化合物L1)为原料，摩尔比为1:2～3，优选1:2.2，所述CHCl3为水洗12～15次后再进行干燥的CHCl3；所述反应条件为室温(25℃)下反应24h；反应完全后，后处理，得目标产物连接有萘酚醚链的异庚基脲基嘧啶酮化合物M1。2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述化合物L1的制备方法如下：在反应容器中加入异庚基异胞嘧啶和N,N-羰基二咪唑，摩尔比为1:2～2.5，有机溶剂干燥CHCl3，反应完全后，后处理，得到化合物L1。3.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述化合物4的制备方法如下：于反应容器中加入化合物3、水合肼、有机溶剂无水乙醇，其中化合物3与水合肼的摩尔比为1:2～9，反应完全后，后处理，得到化合物4。4.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，所述化合物3的制备方法如下：于反...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖唐鑫，徐丽湘，汪婕，李正义，孙小强，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32