环带芳烃及衍生物制备方法和用途技术

本发明专利技术为环带芳烃及衍生物制备方法和用途，公开了一种式(II)所示的化合物或式(II)所示化合物的立体异构体及其制备方法。该类化合物作为新型的人工合成大环分子(n＝6～10)，具有桶状或碗型空腔结构、空腔体积尺寸可变、空腔内壁极性可调等特点，且上述化合物可识别C

【技术实现步骤摘要】
环带芳烃及衍生物制备方法和用途


[0001]本专利技术属于有机化学领域，具体地，本专利技术涉及环带芳烃及衍生物制备方法和用途，更具体地，本专利技术涉及环带[n]芳烃[n]二氢化吡啶(或氮杂氢化环带芳烃)化合物、环带[n]芳烃[n]1H
‑
芴化合物、环带[n]吡咯[n]吡啶化合物、环带[n]芳烃[n]吡啶酮化合物、及其制备方法和用途。

技术介绍

[0002]人工合成的大环化合物具有良好的分子结构可设计性和理化结构可调节性的特点和优势，在化学、生命科学和材料科学等诸多领域得到广泛应用。作为主体化合物，人工合成的大环化合物能选择性识别电性及性状尺寸各异的客体分子，从而应用于传感、检测和分离。作为构筑基元，人工合成的大环可用于分子机器、功能组装体和纳米材料的构建。此外，人工合成的大环化合物还为探究化学反应机理和超分子催化提供了独特的研究工具和手段。
[0003]迄今为止，文献中已经报道了大量人工合成的大环化合物得到了较为深入和广泛的研究。由于不同的大环化合物具有不同的结构，其空腔尺寸、形状和电子特性均有差异，从而显示出不同的分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种第一化合物，其为式(IX)所示的化合物或式(IX)所示化合物的立体异构体，其中，n为6、7、8、9或10；Y2为C或N；R1和R2各自独立地为任选被一个或多个R
a
取代的
‑
C1‑
12
烷基、任选被一个或多个R
a
取代的
‑
C1‑
12
杂烷基、任选被一个或多个R
a
取代的
‑
C1‑
12
烷氧基、任选被一个或多个R
a
取代的
‑
C2‑
12
烯基或任选取代的
‑
C2‑
12
炔基；R4为H或任选被一个或多个R6取代的
‑
C1‑
12
烷基；R6为卤素、
‑
OH、
‑
SH、
‑
NH2、
‑
NO2、氰基、
‑
C1‑4烷基或
‑
C1‑4烷氧基。R
a
各自独立地选自一个或多个卤素、
‑
OH、
‑
SH、
‑
NH2、
‑
NO2、氰基或
‑
C1‑3烷基。2.根据权利要求1所述的第一化合物，其特征在于，其为式(X)所示的化合物或式(X)所示化合物的立体异构体，任选地，R1和R2各自独立地为任选取代的
‑
C1‑
10
烷基或任选取代的
‑
C1‑
10
烷氧基，其中，取代的基团各自独立地选自一个或多个卤素、
‑
OH、
‑
SH、
‑
NH2、
‑
NO2、氰基或
‑
C1‑3烷基；优选地，R1为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、正己氧基、正庚氧基、正辛氧基、正壬氧基、正癸氧基或苄氧基；优选地，R2为甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、正己氧基、正庚氧基、正辛氧基、正壬氧基、正癸氧基或苄氧基。3.根据权利要求1所述的第一化合物，其特征在于，其为式(XI)所示的化合物或式(XI)所示化合物的立体异构体，
任选地，R4为甲基、乙基、正丙基、异丙基、仲丁基、异丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基或正癸基。4.一种第一化合物，其为如下至少之一结构所示的化合物或如下至少之一结构所示化合物的立体异构体：
5.一种制备权利要求1～4所述的第一化合物的方法，其特征在于，包括：将式(XII)所示的化合物与溴代试剂进行溴代反应，以便获得所述第一化合物；其中，n为6、7、8、9或10；Y2为C或N；R1和R2各自独立地为任选被一个或多个R
a
取代的
‑
C1‑
12
烷基、任选被一个或多个R
a
取代的
‑
C1‑
12
杂烷基、任选被一个或多个R
a
取代的
‑
C1‑
12
烷氧基、任选被一个或多个R
a
取代的
‑
C2‑
12
烯基或任选取代的
‑
C2‑
12
炔基；R4为H或任选被一个或多个R6取代的
‑
C1‑
12
烷基；R6为卤素、
‑
OH、
‑
SH、
‑
NH2、
‑
NO2、氰基、
‑
C1‑4烷基或
‑
C1‑4烷氧基。R
a
各自独立地选自一个或多个卤素、
‑
OH、
‑
SH、
‑
NH2、
‑
NO2、氰基或
‑
C1‑3烷基。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，进一步包括：将式(XIII)所示的化合物与溴代试剂进行溴代反应，以便获得所述式(X)所示的第一化合物；任选地，所述溴代试剂包括液溴、溴水、次溴酸、溴化氢、N
‑
溴代丁二酰亚胺、二溴海因、N
‑
溴酞亚胺、2
‑
溴
‑
1,2
‑
苯并异噻唑
‑
3(2H)
‑
酮
‑
1,1
‑
二氧化物、1,3,5
‑
三溴
‑
1,3,5
‑
三嗪
‑
2,4,6
‑
三酮、吡啶过溴化物和四正丁基胺过溴化物中的至少之一；
任选地，所述溴代反应是在第五溶剂中进行的，所述第五溶剂包括选自正戊烷、正己烷、环己烷、二氯甲烷、二氯乙烷、三氯甲烷、四氯化碳、四氯乙烷、苯、氟苯、氯苯、甲苯、三氟甲苯、二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、均三甲苯、二甲醚、乙醚、乙二醇二甲醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、2
‑
甲基四氢呋喃、1,4
‑
二氧六环、乙腈、丙酮、N,N
‑
二甲基甲酰胺、N,N
‑
二甲基乙酰胺、N
‑
甲基吡咯、二甲基亚砜、吡啶、甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇和水中的至少之一；任选地，所述溴代反应之前，预先将添加剂和所述溴代试剂和式(XIII)所示的化合物进行混合处理；任选地，所述添加剂包括选自单质铁、三氯化铁、三溴化铁、硫酸、硝酸、盐酸、氢溴酸、甲酸、乙酸、三氯乙酸、三氟乙酸、甲磺酸、三氟甲磺酸、三甲基硅基磺酸酯和三氟甲基磺酸酯中的至少之一；任选地，所述溴代反应是在(
‑
78)
‑
150℃下进行0.01
‑
144h，优选为在室温下反应0.1
‑
1h；任选地，所述式(XIII)所示化合物与所述溴代试剂的用量比为(0.01
‑
100):(0.01
‑
10000)，优选为(0.1
‑
10):(10
‑
50)。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，进一步包括：将式(XIV)所示的化合物与溴代试剂进行溴代反应，以便获得所述式(XI)所示的第一化合物；任选地，所述溴代试剂包括选自液溴、N
‑
溴代琥珀酰亚胺、苯基三甲基三溴化铵、二溴海因和二溴异氰尿酸中的至少之一；任选地，所述溴代试剂是通过滴加的方式加入到所述式(XIV)所示的化合物中的；任选地，所述溴代反应是在第六溶剂中进行的，所述第六溶剂包括选自二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、四氯化碳、醋酸、四氢呋喃、二氧六环、N,N
‑
二甲基甲酰胺、N,N
‑
二甲基乙酰胺、乙腈、二甲基亚砜、乙酸乙酯、丙酮、2
‑
甲基四氢呋喃、乙二醇二甲醚、叔丁基甲基醚；任选地，所述溴代反应是在(
‑
20)
‑
150℃下进行0.01
‑
96h，优选为在室温下反应0.5
‑
2h；任选地，所述式(XIV)所示化合物与所述溴代试剂的用量比为(0.01
‑
100):(0.01
‑
10000)，优选为(0.1
‑
10):(10
‑
50)。8.一种第二化合物，其为式(I)所示的化合物或式(I)所示化合物的立体异构体，
其中，n为6、7、8、9或10；X为C或N；R1和R2各自独立地为任选被一个或多个R
a
取代的
‑
C1‑
12
烷基、任选被一个或多个R
a
取代的
‑
C1‑
12
杂烷基、任选被一个或多个R
a
取代的
‑
C1‑
12
烷氧基、任选被一个或多个R
a
取代的
‑
C2‑
12
烯基或任选取代的
‑
C2‑
12
炔基；A为任选被一个或多个R
b
取代的饱和或不饱和的5～6元亚环烷基或饱和任选被一个或多个R
b
取代的饱和或不饱和的5～6元亚杂环烷基，其中，所述5～6元杂环烷基含有一个或多个N原子；R
a
各自独立地选自一个或多个卤素、
‑
OH、
‑
SH、
‑
NH2、
‑
NO2、氰基或
‑
C1‑3烷基；R
b
各自独立地选自一个或多个卤素、
‑
OH、
‑
SH、
‑
NH2、
‑
NO2、＝O、氰基、任选被一个或多个R
c
取代的芳基或任选被一个或多个R
c
取代的
‑
C1‑
12
烷基；R
c
自独立地为卤素、
‑
OH、
‑
SH、
‑
NH2、
‑
NO2、氰基、
‑
C1‑4烷基或
‑
C1‑4烷氧基。9.根据权利要求8所述的第二化合物，其特征在于，其为式(II)所示的化合物或式(II)所示化合物的立体异构体，其中，Y1为键、C或N；Y2为C或N；R3为H、任选被一个或多个R5取代的芳基或任选被一个或多个R5取代的
‑
C1‑
12
烷基；R4为H、＝O或任选被一个或多个R6取代的
‑
C1‑
12
烷基；R5或R6各自独立地为卤素、
‑
OH、
‑
SH、
‑
NH2、
‑
NO2、氰基、
‑
C1‑4烷基或
‑
C1‑4烷氧基。10.根据权利要求9所述的第二化合物，其特征在于，其为式(III)所示的化合物或式(III)所示化合物的立体异构体，其中，Y1为C或N；
R3为H、任选被一个或多个R6取代的芳基或任选被一个或多个R6取代的
‑
C1‑
12
烷基；R4为H或＝O；R6为卤素、
‑
OH、
‑
SH、
‑
NH2、
‑
NO2、氰基、
‑
C1‑4烷基或
‑
C1‑4烷氧基。11.根据权利要求10所述的第二化合物，其特征在于，其为式(IV)所示的化合物或式(IV)所示化合物的立体异构体，任选地，R1和R2各自独立地为任选取代的
‑
C1‑
10
烷基或任选取代的
‑
C1‑
10
烷氧基，其中，取代的基团各自独立地选自一个或多个卤素、
‑
OH、
‑
SH、
‑
NH2、
‑
NO2、氰基或
‑
C1‑3烷基；优选地，R1为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、正己氧基、正庚氧基、正辛氧基、正壬氧基、正癸氧基或苄氧基；优选地，R2为甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、正己氧基、正庚氧基、正辛氧基、正壬氧基、正癸氧基或苄氧基；任选地，R3为H、任选被一个或多个R6取代的苯基或任选被一个或多个R6取代的
‑
C1‑
10
烷基；R6为卤素、
‑
C1‑4烷基或
‑
C1‑4烷氧基；优选地，R3为H、苯基、2
‑
甲基苯基、2
‑
甲氧基苯基、2
‑
氟苯基、2
‑
氯苯基、3
‑
甲基苯基、3
‑
甲氧基苯基、3
‑
氟苯基、3
‑
氯苯基、4
‑
甲基苯基、4
‑
甲氧基苯基、4
‑
氟苯基、4
‑
氯苯基、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基或正癸基；优选地，R3为H、任选地，R3为H，R1为甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、正己氧基、正庚氧基、正辛氧基、正壬氧基、正癸氧基或苄氧基。12.根据权利要求10所述的第二化合物，其特征在于，其为式(V)所示的化合物或式(V)所示化合物的立体异构体，任选地，R1和R2各自独立地为任选取代的
‑
C1‑
10
烷基或任选取代的
‑
C1‑

【专利技术属性】
技术研发人员：王梅祥，彭一，谭美玲，陈佳辉，毛雨琪，佟硕，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：