【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种巴比妥酸大环化合物及其制备方法与应用，属于有机化学领域。
技术介绍
1、羰基是化学和生物中最重要的官能团之一，由于其独特的反应性、光谱特征以及在超分子和生物系统中作为氢键受体等作用。bürgi和dunitz首次提出亲核试剂的孤对电子和羰基的相互作用(n→π*相互作用)，用于绘制羰基亲核加成的反应坐标(bürgi,h.b.,dunitz,j.d.j.am.chem.soc.1973,95,5065-5067.)。这种非共价相互作用最近在各个学科中引起了越来越多的关注。自从raines小组提出n→π*与bürgi-dunitz轨道相关的相互作用对稳定胶原蛋白构像的贡献以来(raines,r.t.j.am.chem.soc.2001,123,777-778.)，越来越多人致力于揭示n→π*相互作用在蛋白质，肽类(raines,r.t.nat.chem.bio.2010,6,615-620.)中的重要性。另一方面，通过分子设计操纵分子内n→π*相互作用实现构象控制(wennemers,h.j.am.chem.soc.2006,128,14697-14703.)以及调节超分子组装(castellano,r.k.j.am.chem.soc.2021,143,12688-12698.)等研究也具有很大的应用前景。
2、目前，n→π*相互作用作为非共价驱动力仅限于分子内系统，分子间n→π*的相互作用在原则上可以产生令人着迷的超分子系统，但是由于单个相互作用的能量非常低(～0.3-0.7千卡/摩尔)(raines,r
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种含有多取代的巴比妥酸大环化合物，能够用于有机小分子如有机染料的分离。
2、本专利技术提供的巴比妥酸大环化合物的结构式如式i、式ii、式iii或式iv所示，其中，式i和式ii所示化合物为杯[2]芳烃[2]巴比妥酸大环，式ⅲ所示化合物为杯[3]芳烃[3]巴比妥酸大环，式ⅳ所示化合物为杯[4]芳烃[4]巴比妥酸大环；
3、
4、各式中，r1、r2、r3独立地选自下述基团中任意的一种：
5、-h，-c1～c6的烷基，-f，-cl，-br，-i，苄基，取代苄基；
6、其中，所述取代苄基上的取代基可为-h，-c1～c6的烷基，-f，-cl，-br，-i。
7、本专利技术提供了各种巴比妥酸大环化合物的制备方法；
8、其中，式ⅰ所示巴比妥酸大环化合物的制备方法包括如下步骤：
9、式v所示化合物与式vi所示化合物经亲核取代反应得到式i所示化合物；
10、
11、式ⅵ中，r1、r2、r3的定义同式ⅰ。
12、其中，所述亲核取代反应采用的有机溶剂为三氯甲烷、四氯化碳和二氯乙烷中至少一种；
13、所述亲核取代反应的温度为60～80℃，时间为10～15小时；
14、式v所示化合物、式vi所示化合物与所述有机溶剂的用量比为0.2～3.0mmol：0.4～9.0mmol：15～150ml；
15、式v所示化合物可根据现有方法进行制备。
16、其中，式ⅱ所示巴比妥酸大环化合物的制备方法包括如下步骤：
17、式ia所示化合物与式vii所示化合物经缩合反应得到式ii所示化合物；
18、
19、式vii中，r1、r2、r3的定义同式ⅱ
20、其中，所述缩合反应采用的有机溶剂为甲醇、乙醇、丙醇和异丙醇中至少一种；
21、式ia所示化合物、式vii所示化合物与所述有机溶剂的用量比为0.1～1.0mmol：0.3～3.0mmol：10～100ml；
22、所述缩合反应的温度为70～90℃，时间为8～10小时。
23、其中，式ⅰ、式ⅲ或式ⅳ所示巴比妥酸大环化合物的制备方法包括如下步骤：
24、在碱存在的条件下，式viii所示化合物与式ix所示化合物经亲核取代反应得到式i、式iii和/或式iv所示化合物；
25、
26、式viii中，r1、r2、r3的定义同式ⅰ、式ⅲ或式ⅳ。
27、其中，所述亲核取代反应采用的有机溶剂为n，n-二甲基甲酰胺；
28、所述碱为氢化钠和/或氢化钾；
29、式viii所示化合物、式ix所示化合物、所述碱与所述有机溶剂的用量比为1.0mmol：1.0mmol：2.0mmol～2.5mmol：200ml；
30、所述亲核取代反应的温度为70～90℃，时间为20～24小时。
31、本专利技术提供的巴比妥酸大环化合物及其组装体能够用于分离有机小分子，如有机染料，具体如my(甲基黄)、pb(派洛宁b)等。
32、应用本专利技术巴比妥酸大环化合物时，将所述巴比妥酸大环化合物或其组装体作为填料填充于过滤柱中，通过柱层析法，实现所述有机小分子的分离。
33、本专利技术选用廉价易得的原料，从取代的丙二酰氯、取代的酮类化合物、1,3二苄溴、取代的巴比妥酸几种廉价易得的试剂出发，通过简单的亲核取代反应、脱水缩合反应即可快速地制备多取代的巴比妥酸大环化合物，并可应用于染料的分离，具有很好的实用性和应用前景。
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1.一种巴比妥酸大环化合物，其结构式如式I、式II、式III或式IV所示；
2.权利要求1中式Ⅰ所示巴比妥酸大环化合物的制备方法，包括如下步骤：式V所示化合物与式VI所示化合物经亲核取代反应得到式I所示化合物；
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述亲核取代反应采用的有机溶剂为三氯甲烷、四氯化碳和二氯乙烷中至少一种；
4.权利要求1中式Ⅱ所示巴比妥酸大环化合物的制备方法，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述缩合反应采用的有机溶剂为甲醇、乙醇、丙醇和异丙醇中至少一种；
6.权利要求1中式Ⅰ、式Ⅲ或式Ⅳ所示巴比妥酸大环化合物的制备方法，包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述亲核取代反应采用的有机溶剂为N，N-二甲基甲酰胺；
8.权利要求1中所述巴比妥酸大环化合物及其组装体在分离有机小分子中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：所述有机小分子为有机染料。
10.根据权利要求8或9所述的应用，其特征
...【技术特征摘要】
1.一种巴比妥酸大环化合物，其结构式如式i、式ii、式iii或式iv所示；
2.权利要求1中式ⅰ所示巴比妥酸大环化合物的制备方法，包括如下步骤：式v所示化合物与式vi所示化合物经亲核取代反应得到式i所示化合物；
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述亲核取代反应采用的有机溶剂为三氯甲烷、四氯化碳和二氯乙烷中至少一种；
4.权利要求1中式ⅱ所示巴比妥酸大环化合物的制备方法，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述缩合反应采用的有机溶剂为甲醇、乙醇、丙醇和异丙...
【专利技术属性】
技术研发人员：王德先，朱珺，王其强，敖宇飞，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：
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