【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于超分子大环材料领域，具体涉及四嗪桥联的环八四噻吩大环分子及其制备方法和应用。
技术介绍
1、富勒烯分子因其独特的刚性球状结构以及特殊的光学性质、电导性及化学性质等具有巨大的应用价值而成为科学家眼中的明星分子，被广泛的应用于超导材料、催化、主客体化学以及生物医学等领域。伴随着富勒烯化学的发展，各种各样的大环主体分子被开发出来用于识别、分离纯化富勒烯。然而，受到大环空腔形状的限制，选择性识别分离富勒烯中的某一种结构如c60、c70、c80等始终是超分子大环化学中的难点。
2、噻吩是一种杂环化合物，天然存在于石油中，具有芳香族化合物的性质，其中，环八四噻吩是一种环状低聚噻吩化合物，具有三维“马鞍型”结构且分子尺寸较大，自其合成以来，该化合物及其衍生物就引起了广大科研工作者的重点关注，但是目前的研究主体还主要集中在有机合成自身，而相关的功能化的研究较少，同时目前多数芳烃共轭大环结构存在合成难度高、产率低，分子刚性强且空腔尺寸较小难以识别富勒烯等问题，严重制约着富勒烯主客体化学的发展。
3、因此，开发出新型的、合成难度低、产率高，且具有较大空腔尺寸的大环结构的化合物，具有十分重要研究价值和研究意义。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的之一在于提供四嗪桥联的环八四噻吩大环分子，其结构新颖，具有较大的空腔尺寸。
2、本专利技术的目的之二在于提供四嗪桥联的环八四噻吩大环分子的制备方法，其合成步骤简单，产物得率高，为大环化学及
3、本专利技术的目的之三在于提供四嗪桥联的环八四噻吩大环分子在富勒烯识别中的应用。
4、为解决上述技术问题，本专利技术的目的之一采用如下技术方案实现：
5、四嗪桥联的环八四噻吩大环分子，具有如coth-p-dimer、coth-m-dimer、coth-o-dimer所示的结构：
6、
7、四嗪桥联的环八四噻吩大环分子的制备方法，制备路线如下所示：
8、
9、具体的制备方法包括以下步骤：
10、(1)suzuki反应：在惰性气体保护下，将溶剂加入到coth-2br与化合物1、2或3、四三苯基膦钯、碳酸钾的混合物中反应，分别得到化合物coth-p-2-phoh、coth-m-2phoh和coth-o-2phoh；
11、(2)williamson醚化反应：将步骤(1)得到的化合物coth-p-2phoh、coth-m-2phoh、coth-o-2phoh分别与均二氯四嗪通过williamson醚化反应得到目标化合物coth-p-dimer、coth-m-dimer、coth-o-dimer。
12、进一步地，步骤(1)中，coth-2br和化合物1、2或3、四三苯基膦钯、碳酸钾的摩尔比为1:2.45-2.58:0.02-0.2:2-10。
13、进一步地，步骤(1)中，所述反应温度为70-80℃，反应时间为12-24h，所述溶剂为无氧四氢呋喃和无氧水，其中无氧四氢呋喃和无氧水的体积比为7-10:1。
14、进一步地，步骤(2)所述williamson醚化反应具体为：将步骤(1)得到的化合物coth-p-2phoh、coth-m-2phoh或coth-o-2phoh分别与均二氯四嗪加入有机溶剂中溶解，得到混合溶液a；将n,n-二异丙基乙胺加入有机溶剂中，加热，得到溶液b，将a缓慢滴加至b中，进行反应，得到目标产物coth-p-dimer、coth-m-dimer、coth-o-dimer。
15、进一步地，步骤(2)中，所述化合物coth-p-dimer、coth-m-dimer或coth-o-dimer与均二氯四嗪、n,n-二异丙基乙胺的摩尔比为1:1:3。
16、进一步地，步骤(2)所述n,n-二异丙基乙胺在有机溶剂中的加热温度为40-80℃。
17、进一步地，步骤(2)所述反应温度为室温，反应时间为30-60min。
18、进一步地，步骤(2)所述有机溶剂为无水乙腈，无水二氯甲烷，无水三氯甲烷，无水四氢呋喃。
19、本专利技术还提供了四嗪桥联的环八四噻吩大环分子在富勒烯识别中的应用。
20、相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：
21、本专利技术提供了四嗪桥联的环八四噻吩大环分子，利用四嗪作为桥联基团，四嗪是一个很好的桥联基团，四嗪环的存在赋予芳烃大环分子缺电子性质，并且四嗪参与构筑的大环结构具有合成产率高，反应条件温和，反应时间短等特点，大大提高了大环结构的合成工艺。以环八四噻吩作为构筑单元，构筑了一系列具有新型结构的四嗪桥联的环八四噻吩大环分子。
22、本专利技术还提供四嗪桥联的环八四噻吩大环分子的制备方法，本专利技术合成简单且产率较高。
23、本专利技术还提供四嗪桥联的环八四噻吩环状分子的应用，制得的具有全新结构的coth-p-dimer和coth-m-dimer对c60和c70等富勒烯具有良好的识别作用，尤其对c60的识别作用更强。大环分子对不同的富勒烯络合能力具有一定的差异，归因于分子自身的空腔尺寸与富勒烯的分子大小的匹配度，本专利技术合成的四嗪桥联的环八四噻吩大环分子具有较大的尺寸空腔，因此，其对不同的富勒烯分子具有选择性识别能力，为大环化学及富勒烯化学的发展拓展了应用领域。
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1.四嗪桥联的环八四噻吩大环分子，其特征在于，具有如COTh-p-Dimer、COTh-m-Dimer或COTh-o-Dimer所示的结构：
2.根据权利要求1所述四嗪桥联的环八四噻吩大环分子的制备方法，其特征在于，制备路线如下所示：
3.根据权利要求2所述四嗪桥联的环八四噻吩大环分子的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，COTh-2Br和化合物1、2或3、四三苯基膦钯、碳酸钾的摩尔比为1:2.45-2.58:0.02-0.2:2-10。
4.根据权利要求2所述四嗪桥联的环八四噻吩大环分子的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述反应温度为70-80℃，反应时间为12-24h；所述溶剂为无氧四氢呋喃和无氧水，其中无氧四氢呋喃和无氧水的体积比为7-10:1。
5.根据权利要求2所述四嗪桥联的环八四噻吩大环分子的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述Williamson醚化反应具体为：将步骤(1)得到的化合物COTh-p-2PhOH、COTh-m-2PhOH或COTh-o-2PhOH分别与均二氯四嗪加入有机溶剂中溶解，得到混合溶液A；将N
6.根据权利要求5所述四嗪桥联的环八四噻吩大环分子的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述化合物COTh-p-Dimer、COTh-m-Dimer或COTh-o-Dimer与均二氯四嗪、N,N-二异丙基乙胺的摩尔比为1:1:3。
7.根据权利要求5所述四嗪桥联的环八四噻吩大环分子的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述N,N-二异丙基乙胺在有机溶剂中的加热温度为40-80℃。
8.根据权利要求5所述四嗪桥联的环八四噻吩大环分子的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述反应温度为室温，反应时间为30-60min。
9.根据权利要求5所述四嗪桥联的环八四噻吩大环分子的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述有机溶剂为无水乙腈，无水二氯甲烷，无水三氯甲烷，无水四氢呋喃。
10.如权利要求1所述四嗪桥联的环八四噻吩大环分子在富勒烯识别中的应用。
...【技术特征摘要】
1.四嗪桥联的环八四噻吩大环分子，其特征在于，具有如coth-p-dimer、coth-m-dimer或coth-o-dimer所示的结构：
2.根据权利要求1所述四嗪桥联的环八四噻吩大环分子的制备方法，其特征在于，制备路线如下所示：
3.根据权利要求2所述四嗪桥联的环八四噻吩大环分子的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，coth-2br和化合物1、2或3、四三苯基膦钯、碳酸钾的摩尔比为1:2.45-2.58:0.02-0.2:2-10。
4.根据权利要求2所述四嗪桥联的环八四噻吩大环分子的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述反应温度为70-80℃，反应时间为12-24h；所述溶剂为无氧四氢呋喃和无氧水，其中无氧四氢呋喃和无氧水的体积比为7-10:1。
5.根据权利要求2所述四嗪桥联的环八四噻吩大环分子的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述williamson醚化反应具体为：将步骤(1)得到的化合物coth-p-2phoh、coth-m-2phoh或coth-o-2phoh分别与均二氯四嗪加入有机溶剂中溶解，得到混合溶...
【专利技术属性】
技术研发人员：王光霞，黄心荣，杨捷，解婕，王华，
申请(专利权)人：河南大学，
类型：发明
国别省市：
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