一种手性联萘对映大环芳烃及其合成方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种手性联萘对映大环芳烃及其制备方法和应用。手性联萘对映大环芳烃的结构式如下RR

【技术实现步骤摘要】
一种手性联萘对映大环芳烃及其合成方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种大环芳烃，特别涉及一种手性联萘对映大环芳烃，还涉及其合成方法和作为分子探针应用于溶液体系中碘负离子检测，属于有机小分子材料


技术介绍

[0002]负离子无处不在，在人类身体中扮演着重要的角色。例如，碘是合成甲状腺激素的原料，可促进物质代谢，调节蛋白质、脂肪和糖的代谢，并有助于调节水和盐的代谢。然而，碘缺乏会导致甲状腺肿或甲状腺功能减退等疾病。然而，高碘对甲状腺功能最常见的影响是碘致甲状腺肿(IH)和高碘甲状腺机能亢进。此外，
129
I
‑
和
130
I
‑
的放射性同位素被认为对环境有害。因此，碘阴离子受体以及用于检测碘阴离子的传感器的开发具有很大的价值，并引起了相当大的兴趣。
[0003]新型大环主体分子的连续合成及其独特的分子识别特性推动了超分子化学的发展。在过去的几十年中，各种大环主体已经开发出来，并对阴离子(如氟离子、硝酸根、含氧酸和其他阴离子)表现出优异的识别特性。突出的例子有Sessler的杯吡咯、Farnham的氟化大环醚、Flood的三唑烷、Sindelar的bambusuril大环、Beer的轮烷和索烃等。大多数策略都涉及通过利用特定结合位点提供的氢键来结合阴离子，从而在各种介质中具有尺寸和形状选择性。然而，构建碘阴离子受体大环的报道相对较少，因为碘阴离子的直径大，电子密度低，难以形成氢键和阴离子
‑
π相互作用。文献(Angew.Chem.,Int.Ed.,2008,47,788；Angew.Chem.,Int.Ed.,2008,47,2649；Angew.Chem.,Int.Ed.,
[0004]2008,47,3740；J.Am.Chem.Soc.,2008,130,10895.)阐明了中性C
–
H
…
阴离子相互作用后，这种相互作用引起了化学家极大的兴趣并迅速发展。文献
[0005](Science,2019,365,159；Chem.Soc.Rev.,2010,39,1262；Chem.Commun.,
[0006]2012,48,5065.)公开了一种三唑大环和笼，并发现这些三唑大环和笼通过中性C
–
H
…
阴离子相互作用显示出对阴离子的强亲和力。文献(Org.
[0007]Lett.,2020,22,4878；J.Am.Chem.Soc.,2020,142,20182；Angew.Chem.Int.
[0008]Ed.,2022,e202209078.)报告了分子笼通过中性C
–
H
…
阴离子相互作用对水中阴离子的识别。文献(Org.Lett.,2016,18,5054.)证明了预先组织的刚性大环[4]咔唑可以通过中性C
–
H
…
阴离子相互作用作为碘阴离子受体。尽管有这些开创性的报告，但对碘阴离子具有选择性识别的大环主体分子还鲜有报道。

技术实现思路

[0009]针对现有技术存在的缺陷，本专利技术的第一个目的是在于提供一种手性联萘对映大环芳烃，其具有大量的中性芳基C
‑
H键和特殊的空腔结构，对碘负离子具有选择性识别和络合作用，且络合碘负离子后有肉眼可见的颜色变化，特别适合用于溶液体系中的碘负离子检测。
[0010]本专利技术的第二个目的是在于提供一种手性联萘对映大环芳烃的合成方法，该方法
简单，条件温和，收率较高，有利于扩大生产。
[0011]本专利技术的第三个目的是在于提供一种手性联萘对映大环芳烃的应用，其对包含AcO
‑
、NO3‑
、ClO4‑
、HSO4‑
、Br
‑
、PF6‑
、H2PO4‑
、BF4‑
、CO3F3S
‑
等阴离子的溶液体系中的碘负离子具有选择性识别和络合作用，且络合碘负离子后有肉眼可见的颜色变化，可以用于溶液体系中的碘负离子检测。
[0012]为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种手性联萘对映大环芳烃，其包括RR
‑
1和/或SS
‑
1化合物；
[0013][0014]本专利技术提供的手性联萘对映大环芳烃RR
‑
1和SS
‑
1都具有盒状结构，空腔尺寸分别约为10.100
×
9.000和9.000
×
9.000，且RR
‑
1和SS
‑
1均含有大量的中性芳基C
‑
H键，可以用作碘负离子的受体，实现对碘负离子的络合作用，特别意外的是，手性联萘对映大环芳烃RR
‑
1和SS
‑
1化合物对复杂阴离子溶液体系中具有选择性识别作用，且RR
‑
1和SS
‑
1化合物络合碘负离子后发生明显肉眼可见的颜色变化，使得RR
‑
1和SS
‑
1化合物用于碘负离子的检测成为可能。
[0015]本专利技术还提供了一种手性联萘对映大环芳烃的合成方法，该方法是将2,4
‑
二甲氧基苯硼酸与R
‑
3或S
‑
3化合物通过铃木偶联反应，得到R
‑
2或S
‑
2化合物；R
‑
2或S
‑
2与多聚甲醛通过缩合反应，即得RR
‑
1或SS
‑
1结构化合物；
[0016]R
‑
3化合物结构式如下：
[0017][0018]S
‑
3化合物结构式如下：
[0019][0020]R
‑
2化合物结构式如下：
[0021][0022]S
‑
2化合物结构式如下：
[0023][0024]本专利技术的手性联萘对映大环芳烃的合成方法通过铃木偶联和缩合两步反应即可实现，合成方法简单，且产物收率较高。
[0025]作为一个优选的方案，在碳酸钠乙醇溶液体系中，2,4
‑
二甲氧基苯硼酸与R
‑
3或S
‑
3化合物在Pd(PPh3)4和CuI催化作用下，于85～95℃温度下，反应12～36小时。进一步优选，于90℃温度下，反应24小时。
[0026]作为一个较优选的方案，碳酸钠与R
‑
3或S
‑
3化合物摩尔比为1:(2～3)。
[0027]作为一个较优选的方案，2,4
‑
二甲氧基苯硼酸与R
‑
3或S
‑
3化合物的摩尔比为1:(2～2.5)。
[0028]作为一个较优选的方案，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种手性联萘对映大环芳烃，其特征在于：包括RR
‑
1和/或SS
‑
1化合物；2.根据权利要求1所述的一种手性联萘对映大环芳烃的合成方法，其特征在于：将2,4
‑
二甲氧基苯硼酸与R
‑
3或S
‑
3化合物通过铃木偶联反应，得到R
‑
2或S
‑
2化合物；R
‑
2或S
‑
2与多聚甲醛通过缩合反应，即得RR
‑
1或SS
‑
1结构化合物；R
‑
3化合物结构式如下：S
‑
3化合物结构式如下：R
‑
2化合物结构式如下：S
‑
2化合物结构式如下：3.根据权利要求2所述的一种手性联萘对映大环芳烃的合成方法，其特征在于：在碳酸钠乙醇溶液体系中，2,4
‑
二甲氧基苯硼酸与R
‑
3或...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧光川，曾飞，唐琳俐，丁满花，
申请(专利权)人：湖南科技学院，
类型：发明
国别省市：