一種新型大環(huán)化合物及其合成方法和應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型大環(huán)化合物及其合成方法，所述大環(huán)化合物的化學(xué)式為C30H30N6O9。所述大環(huán)化合物合成方法簡單，耗時(shí)短，收率高，可達(dá)75％以上。該大環(huán)化合物具有共軛結(jié)構(gòu)，能夠在紫外光的激發(fā)下產(chǎn)生熒光，具有較好的光學(xué)響應(yīng)性質(zhì)，為大環(huán)化學(xué)及主客體化學(xué)的研究提供了新的發(fā)展方向。同時(shí)所述大環(huán)化合物在DMSO中對Fe3+、Cu2+、F?、CH3COO?分別具有識(shí)別作用。
【專利說明】
一種新型大環(huán)化合物及其合成方法和應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種新型大環(huán)化合物及其合成方法，特別是一種產(chǎn)率高，光學(xué)性能好 的新型大環(huán)化合物的合成方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，大環(huán)化學(xué)得以蓬勃發(fā)展，許多有誘人結(jié)構(gòu)、新奇性質(zhì)的大環(huán)化合物層出不 窮，如各種冠醚、環(huán)糊精、杯芳烴、柱芳烴、環(huán)芳烴、撲啉、大環(huán)內(nèi)酯、環(huán)肽、環(huán)蕃、咔咯、瓜環(huán)、 環(huán)狀席夫堿、大環(huán)多胺及其它大環(huán)狀人工合成的物質(zhì)，也有從土壤細(xì)菌和海洋生物中分離 得到的天然生物大環(huán)化合物。大環(huán)主體分子在金屬配位、超分子自組裝體、主客體化學(xué)等內(nèi) 容上不斷被豐富，超分子化學(xué)與其他學(xué)科的交集越來越多。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于，提供一種新型大環(huán)化合物及其合成方法。所述大環(huán)化合物合 成方法簡單，耗時(shí)短，收率高，可達(dá)75%以上。該大環(huán)化合物具有共輒結(jié)構(gòu)，能夠在紫外光的 激發(fā)下產(chǎn)生熒光，具有較好的光學(xué)響應(yīng)性質(zhì)，為大環(huán)化學(xué)及主客體化學(xué)的研究提供了新的 發(fā)展方向。同時(shí)所述大環(huán)化合物在DMS0中對? 63+、(：112+、廠、〇13〇)0^分別具有識(shí)別作用。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案:一種新型大環(huán)化合物，所述大環(huán)化合物的化學(xué)式為C3QH3()N60 9， 其結(jié)構(gòu)式為：
[0006] -種新型大環(huán)化合物的合成方法，所述大環(huán)化合物是以2-羥基苯并咪唑和甲醛溶 液為原料，或以2-羥基苯并咪唑和多聚甲醛為原料，在鹽酸和純甲酸混合溶劑中加熱反應(yīng)， 生成物分離，即得。
[0007 ]前述的新型大環(huán)化合物的合成方法，按下述步驟進(jìn)行合成：
[0008] 1、將2-羥基苯并咪唑、鹽酸和純甲酸混合，得A品；
[0009] 2、向A品中加入濃度為35-40%的甲醛溶液，攪拌均勻，得B品；所述甲醛溶液按甲 醛溶液與2-羥基苯并咪唑的摩爾比為10-12:1加入；
[001 0] 3、B品于75-85°C下加熱40-60min，出現(xiàn)白色沉淀，得C品；
[0011] 4、C品抽濾后，依次用甲醇、二氯甲烷洗滌，干燥，得白色固體，即新型大環(huán)化合物。
[0012] 前述的新型大環(huán)化合物的合成方法，按下述步驟進(jìn)行合成：
[0013] 1、將2-羥基苯并咪唑、鹽酸和純甲酸混合，得A品；
[0014] 2、向A品中加入多聚甲醛，攪拌均勻，得B品;所述多聚甲醛按多聚甲醛與2-羥基苯 并咪唑的摩爾比為10-12:1加入；
[0015] 3、B品于75-85°C下加熱40-60min，出現(xiàn)白色沉淀，得C品；
[0016] 4、C品抽濾后，依次用甲醇、二氯甲烷洗滌，干燥，得白色固體，即新型大環(huán)化合物。
[0017] 前述的新型大環(huán)化合物的合成方法，所述步驟1中鹽酸濃度為5-8mol/L，每300mg 2-羥基苯并咪唑加10-15ml鹽酸和4-6ml純甲酸。
[0018] 前述的新型大環(huán)化合物的合成方法中，所述鹽酸濃度為6mol/L，每300mg 2-羥基 苯并咪唑加10ml鹽酸和5ml純甲酸。
[0019] 前述的新型大環(huán)化合物的合成方法中，所述步驟2中甲醛的濃度為37%。
[0020] 一種新型大環(huán)化合物的應(yīng)用，在DMS0中對Fe3+、Cu2+、F_、CH 3C00_進(jìn)行識(shí)別。
[0021]
【申請人】對本發(fā)明大環(huán)化合物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征和性質(zhì)研究，即采用采用咕匪R、MS 、13CNMR、QC、g-COSY、HMBC等分析手段進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征，結(jié)果見圖1-圖6,7由圖可知，本發(fā)明大 環(huán)化合物在DMS0中擁有很好的溶解性，合成方法簡單，產(chǎn)率高。大環(huán)化合物具有共輒結(jié)構(gòu)， 能夠在紫外光的激發(fā)下產(chǎn)生熒光，具有較好的光學(xué)響應(yīng)性質(zhì)，為大環(huán)化學(xué)及主客體化學(xué)的 研究提供了新的發(fā)展方向?？捎糜谂湮换瘜W(xué)、超分子自組裝、主客體化學(xué)等。
[0022]此外，本發(fā)明大環(huán)化合物在DMS0中對?63+、(：112+，、01 30^分別具有識(shí)別作用。 [0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明大環(huán)化合物合成方法簡單，耗時(shí)短，收率高，可達(dá)75 %以 上。該大環(huán)化合物具有共輒結(jié)構(gòu)，能夠在紫外光的激發(fā)下產(chǎn)生熒光，具有較好的光學(xué)響應(yīng)性 質(zhì)，為大環(huán)化學(xué)及主客體化學(xué)的研究提供了新的發(fā)展方向。同時(shí)所述大環(huán)化合物在DMS0中 對Fe 3+、Cu2+、F-、CH3C00-分別具有識(shí)別作用。
【附圖說明】：
[0024] 圖 1 在氘代 DMS0 中的1H NMR譜圖（4-匪1?( DMS0，500MHz )S:7.37(s，2H，Ar-H)，6 · 34 (t，2H，0-H，J = 7.5Hz)5.15~4.98(m，4H，C-H)，5.01~4.98(d，lH，C-H，J=13.5Hz)，3.73-3.71(d，lH，C-H，J = 13.5Hz)ppm);
[0025] 圖 2在氘代DMSO中的 13C NMR譜圖（13C-NMR(DMS0，400MHz) δ : 36 · 42，63 · 42，109 · 55， 127.28,133.11,152.81ppm)；
[0026] 圖3在氘代DMSO中的g-COSY譜圖，其中，圖b是圖a的放大圖；
[0027] 圖4在氘代DMS0中的QC譜圖，其中，圖b是圖a的放大圖；
[0028]圖5在氘代DMS0中的HMBC譜圖，其中，圖b是圖a的放大圖；
[0029] 圖6 HRMS譜圖。（M-H) +:617.1757; (M+Na+) :641.2274。
[0030] 圖7對該化合物進(jìn)行陽離子篩選的熒光光譜圖；
[0031]圖8對該化合物進(jìn)行陰離子篩選的熒光光譜圖。
【具體實(shí)施方式】 [0032] 實(shí)施例1
[0033] 一種新型大環(huán)化合物，所述大環(huán)化合物的化學(xué)式為C3QH3QN 609,其結(jié)構(gòu)式為：
[0035]所述的新型大環(huán)化合物的合成方法，按下述步驟進(jìn)行合成：
[0036] 1.將2-羥基苯并咪唑、鹽酸和純甲酸混合，得A品；所述鹽酸濃度為6mol/L，每 300mg 2-羥基苯并咪唑加10ml鹽酸和5ml市售純甲酸；
[0037] 2.向A品中加入濃度為37 %的甲醛溶液，攪拌均勻，得B品；所述甲醛溶液按2-羥基 苯并咪唑與甲醛的摩爾比為1:11加入A品中，
[0038] 3. B品于75-85°C下加熱50min，出現(xiàn)白色沉淀，得C品；
[0039 ] 4. C品抽濾，依次用甲醇、二氯甲烷洗滌，干燥，得白色固體，即新型大環(huán)化合物。
[0040] 實(shí)施例2:
[0041 ] -種新型大環(huán)化合物，所述大環(huán)化合物的化學(xué)式為C3QH3QN 609,其結(jié)構(gòu)式為：
[0043] 所述的新型大環(huán)化合物的合成方法，按下述步驟進(jìn)行合成：
[0044] 1.將2-苯并咪唑啉酮、鹽酸和純甲酸混合，得A品；所述鹽酸濃度為6mol/L，每 300mg 2-苯并咪唑啉酮加10ml鹽酸和5ml市售純甲酸；
[0045] 2.向A品中加入多聚甲醛，攪拌均勻，得B品;所述多聚甲醛按2-苯并咪唑啉酮與甲 醛的摩爾比為1:11加入A品中，
[0046] 3 · B品于75-85°C下加熱50min，出現(xiàn)白色沉淀，得C品；
[0047] 4. C品抽濾，依次用甲醇、二氯甲烷洗滌，干燥，得白色固體，即新型大環(huán)化合物。
[0048] 實(shí)施例4.
[0049] -種新型大環(huán)化合物，所述大環(huán)化合物的化學(xué)式為C3QH3QN 609，其結(jié)構(gòu)式為：
[0051 ]上述新型大環(huán)化合物的合成方法，按下述步驟進(jìn)行合成：
[0052] 1、將2-羥基苯并咪唑、鹽酸和純甲酸混合，得A品；所述鹽酸濃度為8mol/L，每 30Omg 2-羥基苯并咪唑加15m 1鹽酸和6m 1純甲酸；
[0053] 2、向A品中加入濃度為37%的甲醛溶液，攪拌均勻，得B品；所述甲醛溶液與2-羥基 苯并咪唑的摩爾比為12:1;所述甲醛溶液的濃度為37% ;
[0054] 3、B品于75-85°C下加熱60min，出現(xiàn)白色沉淀，得C品；
[0055] 4、C品抽濾，依次用甲醇、二氯甲烷洗滌，干燥，得白色固體，即新型大環(huán)化合物。
[0056] 實(shí)施例5.
[0057] 一種新型大環(huán)化合物，所述大環(huán)化合物的化學(xué)式為C3QH3QN60 9，其結(jié)構(gòu)式為：
[0059] 所述新型大環(huán)化合物的合成方法，
[0060] 1、將2-羥基苯并咪唑、鹽酸和純甲酸混合，得A品；所述鹽酸濃度為5mol/L，每 300mg 2-羥基苯并咪唑加10ml鹽酸和4ml純甲酸；
[0061] 2、向A品中加入多聚甲醛，攪拌均勻，得B品;所述多聚甲醛與2-羥基苯并咪唑的摩 爾比為10:1;
[0062] 3、B品于75-85°C下加熱40min，出現(xiàn)白色沉淀，得C品；
[0063 ] 4、C品抽濾，依次用甲醇、二氯甲烷洗滌，干燥，得白色固體，即新型大環(huán)化合物。
[0064] 實(shí)施例6.
[0065] 1.化合物溶液的配制：準(zhǔn)確稱取0.01545g化合物（按實(shí)施例1進(jìn)行制備）于25ml容 量瓶中，用DMS0溶解，并定容成25mL濃度為1.00 X 10-3mol/L的化合物溶液(a)，準(zhǔn)確量取化 合物溶液(a)2.50ml于25ml容量瓶，定容后可得濃度為Ι.ΟΟΧΙΟΛιοΙ/L的化合物溶液(b)。 準(zhǔn)確量取定容后的化合物溶液(b)2.50ml于25ml容量瓶，定容后可得濃度為1.00 ΧΙΟΛιοΙ/ L的化合物溶液，在激發(fā)波長為300nm時(shí)測定其熒光強(qiáng)度，得該化合物的熒光光譜。
[0066] 2.離子溶液的配制：稱取ZnCl2固體0.1363g，用DMS0溶解，并配制成100mL濃度為 1.0X10-2mol · L-1 的DMS0溶液。用同樣的方法分別配制HgCl2，NaCl，KCl，CsCl，RbCl， CuCl2 · 2H20，NiCl2 · 6H20，CrCl3 · 6H20，F(xiàn)eCl3 · 6H20，MgCl2 · 6H20，PbCl2，AgN03溶液，濃度 均為1.0 X 10-2mol · L-1進(jìn)行對陽離子識(shí)別的篩選，并配制NaH2P〇3，Na2C0 3，NaN03，NaHC03， Na2S〇4，（CH3CH2CH2CH2 )NF，CH3COONa，NaCl，Nal，NaBr溶液，濃度均為 1 · Ο X 10-2mo 1 · L-1 的溶 液，進(jìn)行陰離子識(shí)別的篩選。
[0067] 3.1然后取12個(gè)干凈的10ml容量瓶，分別編號(hào)為：1、2、3.......12，各容量瓶分別 加入1.00ml濃度為1.00 X ΙθΛιοΙ/L的化合物溶液，然后在編號(hào)為1-12的容量瓶中分別滴入 5〇111配置好的濃度為1.0\10-2111〇1/1的取(：12，恥(：1，1((：1，〇8(：1，肋(：1，(：11(：12.2!12〇，附(：12· 6H 20，CrCl3 · 6H20，F(xiàn)eCl3 · 6H20，MgCl2 · 6H20，PbCl2，AgN03溶液。用DMSO定容（此時(shí)，主體與 離子的摩爾濃度比值為1:5)，混合均勻后，分別測定各熒光強(qiáng)度。
[0068] 3.2在取一系列101111容量瓶，洗凈后，分別加入1.001111濃度為1.00\10_ 4111〇1/1的化 合物溶液，然后依次加入50ul配制好的濃度為1. Ο X 10-2mol/L的NaH2P03，Na2C0 3，NaN03， NaHC03，Na2S〇4，（CH3CH2CH2CH2)NF，CH3COONa，NaCl，Nal，NaBr溶液，用DMSO定容（此時(shí)，主體與 離子的摩爾濃度比值為1:5)，混合均勻后，分別測定各熒光強(qiáng)度。
[0069] 4.將測定完成的數(shù)據(jù)作圖，結(jié)果見圖7和圖8,由圖可以看出，本發(fā)明大環(huán)化合物對 于銅離子、三價(jià)鐵離子、氟離子、醋酸根離子具有識(shí)別作用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種新型大環(huán)化合物，其特征在于:所述大環(huán)化合物的化學(xué)式為c3Qh3Qn 6〇9，其結(jié)構(gòu)式 為：2. -種如權(quán)利要求1所述的新型大環(huán)化合物的合成方法，其特征在于:所述大環(huán)化合物 是以2-羥基苯并咪唑和甲醛溶液為原料，或以2-羥基苯并咪唑和多聚甲醛為原料，在鹽酸 和甲酸混合溶劑中加熱反應(yīng)，生成物分離，即得。3. 如權(quán)利要求2所述的新型大環(huán)化合物的合成方法，其特征在于：按下述步驟進(jìn)行合 成： (1) 將2-羥基苯并咪唑、鹽酸和純甲酸混合，得A品； (2) 向A品中加入濃度為35-40 %的甲醛溶液，攪拌均勻，得B品；所述甲醛溶液按甲醛溶 液與2-羥基苯并咪唑的摩爾比為10-12:1加入； (3) B品于75-85°C下加熱40-60min，出現(xiàn)白色沉淀，得C品； (4) C品抽濾后，依次用甲醇、二氯甲烷洗滌，干燥，得白色固體，即新型大環(huán)化合物。4. 如權(quán)利要求2所述的新型大環(huán)化合物的合成方法，其特征在于：按下述步驟進(jìn)行合 成： (1) 將2-羥基苯并咪唑、鹽酸和純甲酸混合，得A品； (2) 向A品中加入多聚甲醛，攪拌均勻，得B品；所述多聚甲醛按多聚甲醛與2-羥基苯并 咪唑的摩爾比為10-12:1加入； (3) B品于75-85°C下加熱40-60min，出現(xiàn)白色沉淀，得C品； (4) C品抽濾后，依次用甲醇、二氯甲烷洗滌，干燥，得白色固體，即新型大環(huán)化合物。5. 如權(quán)利要求3或4所述的新型大環(huán)化合物的合成方法，其特征在于:所述步驟(1)中鹽 酸濃度為5_8mol/L，每300mg 2-羥基苯并咪唑加10-15ml鹽酸和4-6ml純甲酸。6. 如權(quán)利要求5所述的新型大環(huán)化合物的合成方法，其特征在于：所述鹽酸濃度為 6mol/L,每300mg 2-羥基苯并咪唑加10ml鹽酸和5ml純甲酸。7. 如權(quán)利要求3所述的新型大環(huán)化合物的合成方法，其特征在于:所述步驟(2)中甲醛 的濃度為37 %。8. -種如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的新型大環(huán)化合物的應(yīng)用，其特征在于:在DMSO中對 Fe 3+、Cu2+、F-、CH3COO-進(jìn)行識(shí)別。
【文檔編號(hào)】C07D235/26GK106045915SQ201610367468
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月30日
【發(fā)明人】叢航, 王方, 陳曼, 陶朱
【申請人】貴州大學(xué)