【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超分子化学中大环主体设计和主客体识别，尤其是涉及一种基于雷锁酚杯[4]芳烃衍生化的三面墙分子杯大环主体化合物及其制备方法与应用。
技术介绍
1、杯芳烃是一类由苯酚单体与醛类化合物反应，经过亚甲基在酚羟基的邻位连接而成的环状低聚物。其与冠醚和环糊精一样，具有能够容纳客体分子的空腔。因其分子结构类似于希腊圣杯而被称为“杯[n]芳烃”，其中n代表形成杯芳烃中苯酚单体的数目。对于杯芳烃的研究最为广泛的是四聚的杯[4]芳烃。与前两代主体冠醚和环糊精相比，杯芳烃具有以下几个优点：1)空腔大小可调节，且易于合成；2)易于修饰，在其上缘和下缘可以引入不同的功能导向基；3)烃具有富电子疏水芳香空腔，不仅能够识别中性分子，还能识别离子化合物；4)具有多种构象，可通过主客体相互作用调节；5)具有较好的化学稳定性。
2、雷锁酚杯[4]芳烃是杯芳烃中重要的亚类主体分子，由雷锁酚单体通过酚羟基邻位与亚甲基桥连而成。虽然雷锁酚杯[4]芳烃合成简单、性质稳定，但由于缺乏功能基团，其应用范围受到了限制。因此，自上世纪80年代初起，科学家们在对雷锁酚杯[4]芳烃进行功能化衍生方面就进行了很多探索，不仅加深了雷锁酚杯[4]芳烃空腔的深度合成了深穴分子杯，还解决了分子杯主体的水溶性问题，拓展了其在模拟生命体疏水微环境领域的应用，同时在水相生物分子识别领域取得了一定进展。但是，现有的分子杯主体一般为四面墙，且为相同结构，分子识别位点单一，存在功能导向基缺乏、空腔刚性导致灵活性差等问题。
技术实现思路
<...【技术保护点】
1.一种基于雷锁酚杯[4]芳烃衍生化的三面墙分子杯大环主体化合物，其特征在于，其为水溶性三面墙2,1,3-苯并硒二唑分子杯主体，其结构式如下图H1所示：
2.根据权利要求1所述的一种基于雷锁酚杯[4]芳烃衍生化的三面墙分子杯大环主体化合物，其特征在于，分子杯主体H1在水中存在两种构象：“花瓶”构象和堆叠构象，在水溶液中，两种构象之间存在动态平衡。
3.根据权利要求2所述的一种基于雷锁酚杯[4]芳烃衍生化的三面墙分子杯大环主体化合物，其特征在于，在客体分子存在时，分子杯主体H1能形成“花瓶”构象，并将客体分子包裹在分子杯的空腔之中；当客体分子不存在时，分子杯主体H1以堆叠构象存在。
4.一种如权利要求1～3任一所述的基于雷锁酚杯[4]芳烃衍生化的三面墙分子杯大环主体化合物的制备方法，其特征在于，以雷锁酚杯[4]芳烃为骨架，保留两个酚羟基后，依次通过三面芳香壁的加深、上缘2,1,3-苯并硒二唑和下缘水溶性基团的引入，实现水溶性三面墙2,1,3-苯并硒二唑分子杯主体H1的合成。
5.根据权利要求4所述的一种基于雷锁酚杯[4]芳烃衍生化的三
6.根据权利要求5所述的一种基于雷锁酚杯[4]芳烃衍生化的三面墙分子杯大环主体化合物的制备方法，其特征在于，在步骤A1中，以氯脚雷锁酚杯[4]芳烃和1,2-二氟-4,5-二硝基苯为原料，以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂，搅拌至固体完全溶解，室温下滴加三乙胺，50～80℃下搅拌反应5～10h，反应结束后进行旋蒸，向残留物中加入0.5～2mol/L盐酸进行超声1～4h，过滤得到固体，用乙酸乙酯洗涤固体，收集滤液并旋蒸除去溶剂，将固体使用柱色谱层析纯化得到氯脚六硝基分子杯产物；
7.根据权利要求5所述的一种基于雷锁酚杯[4]芳烃衍生化的三面墙分子杯大环主体化合物的制备方法，其特征在于，在步骤A2中，将步骤A1得到的氯脚六硝基分子杯产物溶于乙醇溶剂中，在冰浴中加入二氯亚锡和浓盐酸，在100～120℃下回流反应2～6h，反应结束后冷却至室温，加入-4～4℃1～5mol/L盐酸并在冰浴中冷却至-4～4℃，过滤得到固体，份别用-4～4℃1～5mol/L的盐酸、乙腈、乙醚洗涤固体1～5次，收集固体并在真空下干燥，得到氯脚六氨基盐酸盐分子杯产物；
8.根据权利要求5所述的一种基于雷锁酚杯[4]芳烃衍生化的三面墙分子杯大环主体化合物的制备方法，其特征在于，在步骤A3中，将步骤A2得到的氯脚六氨基盐酸盐分子杯产物溶于乙醇溶剂中，在室温下加入二氧化硒水溶液，回流反应3～8h，反应结束后冷却至室温，离心收集固体，将固体用去离子水、乙醇洗涤3次，收集固体，柱色谱层析纯化得到氯脚三面墙苯并硒二唑分子杯产物；
9.根据权利要求5所述的一种基于雷锁酚杯[4]芳烃衍生化的三面墙分子杯大环主体化合物的制备方法，其特征在于，在步骤A4中，在步骤A3得到的氯脚三面墙2,1,3-苯并硒二唑分子杯产物中在室温下加入吡啶搅拌至固体分散均匀，95～110℃温度下剧烈搅拌，反应12～36h，反应结束后冷却至室温，加入丙酮有白色固体析出，通过离心得到粗产物，固体于丙酮中回流12～36h，冷却至室温后离心，并用丙酮洗涤固体3～6次，收集固体，真空干燥，得到水溶性三面墙2,1,3-苯并硒二唑分子杯主体H1，即三面墙分子杯大环主体化合物，制备完成；
10.如权利要求1～3任一所述的一种基于雷锁酚杯[4]芳烃衍生化的三面墙分子杯大环主体化合物在极性药物分子识别、超分子催化、仿生识别或分子反应容器领域的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种基于雷锁酚杯[4]芳烃衍生化的三面墙分子杯大环主体化合物，其特征在于，其为水溶性三面墙2,1,3-苯并硒二唑分子杯主体，其结构式如下图h1所示：
2.根据权利要求1所述的一种基于雷锁酚杯[4]芳烃衍生化的三面墙分子杯大环主体化合物，其特征在于，分子杯主体h1在水中存在两种构象：“花瓶”构象和堆叠构象，在水溶液中，两种构象之间存在动态平衡。
3.根据权利要求2所述的一种基于雷锁酚杯[4]芳烃衍生化的三面墙分子杯大环主体化合物，其特征在于，在客体分子存在时，分子杯主体h1能形成“花瓶”构象，并将客体分子包裹在分子杯的空腔之中；当客体分子不存在时，分子杯主体h1以堆叠构象存在。
4.一种如权利要求1～3任一所述的基于雷锁酚杯[4]芳烃衍生化的三面墙分子杯大环主体化合物的制备方法，其特征在于，以雷锁酚杯[4]芳烃为骨架，保留两个酚羟基后，依次通过三面芳香壁的加深、上缘2,1,3-苯并硒二唑和下缘水溶性基团的引入，实现水溶性三面墙2,1,3-苯并硒二唑分子杯主体h1的合成。
5.根据权利要求4所述的一种基于雷锁酚杯[4]芳烃衍生化的三面墙分子杯大环主体化合物的制备方法，其特征在于，分子杯主体h1的制备方法包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种基于雷锁酚杯[4]芳烃衍生化的三面墙分子杯大环主体化合物的制备方法，其特征在于，在步骤a1中，以氯脚雷锁酚杯[4]芳烃和1,2-二氟-4,5-二硝基苯为原料，以n,n-二甲基甲酰胺为溶剂，搅拌至固体完全溶解，室温下滴加三乙胺，50～80℃下搅拌反应5～10h，反应结束后进行旋蒸，向残留物中加入0.5～2mol/l盐酸进行超声1～4h，过滤得到固体，用乙酸乙酯洗涤固体，收集滤液并旋蒸除去溶剂，将固体使用柱色谱层析纯化得到氯脚六硝基分子杯...
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