一种水溶性含氮杯芳烃的合成方法技术

本发明专利技术涉及一种水溶性含氮杯芳烃的合成方法，以对叔丁基杯[4]芳烃为原料，在无水三氯化铝存在的条件下，与苯酚发生脱烷基化反应合成了杯[4]芳烃，再以杯[4]芳烃与对氨基苯磺酸为原料，通过偶合反应合成5、11、17、23—四[(对磺酸基苯基)偶氮]—杯[4]芳烃，再利用锡—盐酸还原得到5、11、17、23—四氨基—杯[4]芳烃盐酸盐。合成的化合物通过热分析，红外光谱和紫外光谱等对合成的各化合物分析。利用该方法合成的杯[4]芳烃铵的盐酸盐收率高，成本大大降低。

A Method for the Synthesis of Water-soluble Nitrogen-containing Calixarenes

The present invention relates to a method for synthesizing water-soluble calixarenes containing nitrogen. Calix [4] arenes are synthesized from p-tert-butyl calix [4] arenes by dealkylation reaction with phenol in the presence of anhydrous aluminium trichloride. Calix [4] arenes and p-Aminobenzene Sulfonic Acid are used as raw materials to synthesize 5, 11, 17, 23-tetra [(p-sulfonic phenyl) azo]-calix [4] arenes by coupling reaction, and then. 5,11,17,23-tetramine-calix[4] arene hydrochloride was prepared by reduction of tin with hydrochloric acid. The synthesized compounds were analyzed by thermal analysis, infrared spectroscopy and ultraviolet spectroscopy. Calix [4] arene ammonium hydrochloride synthesized by this method has high yield and low cost.

【技术实现步骤摘要】
一种水溶性含氮杯芳烃的合成方法
本专利技术涉及一种水溶性好的水溶性含氮杯芳烃的合成方法。
技术介绍
杯芳烃作为继冠醚与环糊精后发现的第三代大分子化合物，具有独特的空腔大环结构，能通过静电作用、氢键作用、疏水作用，π—π作用及包结作用等识别离子和分子客体，还可以和金属元素配合、分子识别、作相转移催化剂等，因此引起了超分子化学研究者的极大关注，并已经成为该领域研究的热点。但是由于它特殊的结构，使其具有较强的疏水性而它的水溶性较差，使杯芳烃优良的功能远没有发挥其作用，限制了杯芳烃在涉及生命领域—水溶液体系中的研究，所以极需开发一种合成方法简单，水溶性好的杯芳烃及其衍生物。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的问题，提供一种性能优良水溶性好的水溶性含氮杯芳烃的合成方法。本专利技术的目的是这样实现的，一种水溶性含氮杯芳烃的合成方法,采用如下过程合成：1)对叔丁基杯[4]芳烃的合成将对叔丁基苯酚和37％的甲醛溶液在碱性条件下反应，经过后处理得到白色固体对叔丁基[4]芳烃粗产物，收率达到70％；2)脱叔丁基杯[4]芳烃合成将步骤1)中叔丁基杯[4]芳烃、苯酚、三氯化铝加入装有温度计的250mL三口烧瓶中，加热至30—40℃恒温搅拌5小时经过后处理得到白色粗产品，再用氯仿和甲醇重结晶，得到无色晶体为脱叔丁基杯[4]芳烃，收率达64％。3)5、11、17、23—四[(对磺酸基苯基)偶氮]—杯[4]芳烃的合成在100mL的烧杯中，将3.51克对氨基苯磺酸加到17.6克质量分数的氢氧化钢溶液中，微热，使对氨基苯磺酸溶解，然后用冰盐浴冷却到0℃以下，将1.41矽亚硝酸钠用17.6mL水溶解，将温度在0—5℃，在搅拌下，慢慢用滴管滴入5.3mL浓盐酸和17.6mL水溶液，并用淀粉碘化钾试纸检测直到变蓝色为止，此为重氮组分，继续冰盐浴15min左右，使反应完全。取2克步骤2)中的脱叔丁基杯[4]芳烃用DMF溶解，加入6.46克的无水Na2CO3，再加65mL入无水甲醇，其中V(甲醇/V(DMF)为5：8，使之成为澄清溶液，冰盐浴冷却至-5℃，此为偶合组分。将上述重氮组分和偶合组分两种反应液混合在一起，控制反应温度在0℃以下，冰盐浴下反应4小时。此时溶液变为血红色。反应完毕加入质量分数0.25％盐酸，加热至60℃，继续搅拌反应1.5小时有固体产生，过滤、水洗、甲醇洗，最终得到血红色产物；4)5、11、17、23四氨基盐酸盐-杯[4]芳烃的合成将0.371克杯步骤3)中的产物加入到30mL质量分数的37％的盐酸中，成为悬浊液，然后向其中加入1克锡粉，磁力搅拌，加热回流5小时，使反应液颜色颜色不断发生变化，由最初的深红色逐渐变为紫红色，最后变为乳白色悬浊液，最后将产物用冰水浴冷却，析出沉淀，抽滤，用浓盐酸和丙酮、乙醚洗，得到白色固体。具体实施方式本专利技术的水溶性含氮杯芳烃的合成方法包括：1)对叔丁基杯[4]芳烃的合成将对叔丁基苯酚和37％的甲醛溶液在碱性条件下反应，经过后处理得到白色固体对叔丁基[4]芳烃粗产物，收率达到70％；2)脱叔丁基杯[4]芳烃合成将步骤1)中叔丁基杯[4]芳烃、苯酚、三氯化铝加入装有温度计的250mL三口烧瓶中，加热至30—40℃恒温搅拌5小时经过后处理得到白色粗产品，再用氯仿和甲醇重结晶，得到无色晶体为脱叔丁基杯[4]芳烃，收率达64％。3)5、11、17、23—四[(对磺酸基苯基)偶氮]—杯[4]芳烃的合成在100mL的烧杯中，将3.51克对氨基苯磺酸加到17.6克质量分数的氢氧化钢溶液中，微热，使对氨基苯磺酸溶解，然后用冰盐浴冷却到0℃以下，将1.41矽亚硝酸钠用17.6mL水溶解，将温度在0—5℃，在搅拌下，慢慢用滴管滴入5.3mL浓盐酸和17.6mL水溶液，并用淀粉碘化钾试纸检测直到变蓝色为止，此为重氮组分，继续冰盐浴15min左右，使反应完全。取2克步骤2)中的脱叔丁基杯[4]芳烃用DMF溶解，加入6.46克的无水Na2CO3，再加65mL入无水甲醇，其中V(甲醇/V(DMF)为5：8，使之成为澄清溶液，冰盐浴冷却至-5℃，此为偶合组分。将上述重氮组分和偶合组分两种反应液混合在一起，控制反应温度在0℃以下，冰盐浴下反应4小时。此时溶液变为血红色。反应完毕加入质量分数0.25％盐酸，加热至60℃，继续搅拌反应1.5小时有固体产生，过滤、水洗、甲醇洗，最终得到血红色产物；4)5、11、17、23四氨基盐酸盐-杯[4]芳烃的合成将0.371克杯步骤3)中的产物加入到30mL质量分数的37％的盐酸中，成为悬浊液，然后向其中加入1克锡粉，磁力搅拌，加热回流5小时，使反应液颜色颜色不断发生变化，由最初的深红色逐渐变为紫红色，最后变为乳白色悬浊液，最后将产物用冰水浴冷却，析出沉淀，抽滤，用浓盐酸和丙酮、乙醚洗，得到白色固体。采用本专利技术的方法合成的以氨基苯磺酸和杯[4]芳烃为原料合成杯[4]芳烃偶氮化合物，经杯[4]芳烃偶氮化合物还原得到结构比较单一的杯[4]芳烃铵盐，改进后的方法大大降低了成本，合成方法简单，产品比较单一。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水溶性含氮杯芳烃的合成方法,包括如下过程，：1)对叔丁基杯[4]芳烃的合成将对叔丁基苯酚和37％的甲醛溶液在碱性条件下反应，经过后处理得到白色固体对叔丁基[4]芳烃粗产物；2)脱叔丁基杯[4]芳烃合成将步骤1)中叔丁基杯[4]芳烃、苯酚、三氯化铝加入装有温度计的容器中，加热至30—40℃恒温搅拌5小时经过后处理得到白色粗产品，再用氯仿和甲醇重结晶，得到无色晶体为脱叔丁基杯[4]芳烃；3)5、11、17、23—四[(对磺酸基苯基)偶氮]—杯[4]芳烃的合成按质量取1份对氨基苯磺酸加到5份质量分数的氢氧化钢溶液中，微热，使对氨基苯磺酸溶解，然后用冰盐浴冷却到0℃以下，将0.2份亚硝酸钠用3份水溶解，将温度在0—5℃，在搅拌下，慢慢用滴管滴入1.5份浓盐酸和5份水溶液，并用淀粉碘化钾试纸检测直到变蓝色为止，此为重氮组分，继续冰盐浴15min左右，使反应完全。取一定量的步骤2)中的脱叔丁基杯[4]芳烃用DMF溶解，加入适合的无水Na2CO3，再加入无水甲醇，其中V(甲醇/V(DMF)为5：8，使之成为澄清溶液，冰盐浴冷却至‑5℃，此为偶合组分。将上述重氮组分和偶合组分两种反应液混合在一起，控制反应温度在0℃以下，冰盐浴下反应4小时。此时溶液变为血红色。反应完毕加入质量分数0.25％盐酸，加热至60℃，继续搅拌反应1.5小时有固体产生，过滤、水洗、甲醇洗，最终得到血红色产物；4)5、11、17、23四氨基盐酸盐‑杯[4]芳烃的合成将0.371克杯步骤3)中的产物加入到30mL质量分数的37％的盐酸中，成为悬浊液，然后向其中加入1克锡粉，磁力搅拌，加热回流5小时，使反应液颜色颜色不断发生变化，由最初的深红色逐渐变为紫红色，最后变为乳白色悬浊液，最后将产物用冰水浴冷却，析出沉淀，抽滤，用浓盐酸和丙酮、乙醚洗，得到白色固体。...

【技术特征摘要】
1.一种水溶性含氮杯芳烃的合成方法,包括如下过程，：1)对叔丁基杯[4]芳烃的合成将对叔丁基苯酚和37％的甲醛溶液在碱性条件下反应，经过后处理得到白色固体对叔丁基[4]芳烃粗产物；2)脱叔丁基杯[4]芳烃合成将步骤1)中叔丁基杯[4]芳烃、苯酚、三氯化铝加入装有温度计的容器中，加热至30—40℃恒温搅拌5小时经过后处理得到白色粗产品，再用氯仿和甲醇重结晶，得到无色晶体为脱叔丁基杯[4]芳烃；3)5、11、17、23—四[(对磺酸基苯基)偶氮]—杯[4]芳烃的合成按质量取1份对氨基苯磺酸加到5份质量分数的氢氧化钢溶液中，微热，使对氨基苯磺酸溶解，然后用冰盐浴冷却到0℃以下，将0.2份亚硝酸钠用3份水溶解，将温度在0—5℃，在搅拌下，慢慢用滴管滴入1.5份浓盐酸和5份水溶液，并用淀粉碘化钾试纸检测直到变蓝色为止，此为重氮组分，继续冰盐浴15min左右，使反应完全。...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙瑞祥，
申请(专利权)人：孙瑞祥，
类型：发明
国别省市：江苏,32