具有多重异构化响应行为的DASA分子开关及其合成方法技术

技术编号：42460537 阅读：6 留言：0更新日期：2024-08-21 12:49

本发明专利技术公开了一种具有多重异构化响应行为的DASA分子开关及其合成方法。所述的分子开关为(Z)‑4‑((2Z,4E)‑2‑羟基‑5‑((2‑甲氧基乙基)(甲基)氨基)戊‑2,4‑二烯‑1‑亚基)‑2‑苯基‑5‑(三氟甲基)‑2,4‑二氢吡唑‑3‑酮，结构式为通过4‑(呋喃‑2‑基亚甲基)2‑苯基‑5‑(三氟甲基)‑2,4‑二氢‑3H‑吡唑‑3‑酮和N‑甲基‑2‑甲氧基基乙胺在四氢呋喃中混合反应制得。本发明专利技术的分子开关具有光致异构化响应、质子化变色响应以及特异性金属离子响应和“锁定”作用，在光驱动材料、比色传感器、分子制动器等领域具有应用潜力。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于有机合成，涉及一种具有多重异构化响应行为的dasa分子开关及其合成方法。

技术介绍

1、供体-受体斯坦豪斯加合物(donor-acceptor stenhouse adducts，dasas)是一类新型的可见光响应光开关，具有优良的光致异构转变性能、抗疲劳性能、波长范围可调性、响应灵敏性等特点，被广泛应用于光驱动的药物释放体系、比色传感器、分子制动器、数据存储等领域。自2014年被开发报道以来，已经开发出了三代不同的dasas分子。这类分子在不同光照状态下可以在环状与线状之间自由切换。在可见光照射下分子会发生有色线状到无色环状的异构化，黑暗中又会自发地由无色环状转变为有色线状，并伴随着分子尺寸和分子极性的变化。通常某一类光开关只能从单一的光照路径来实现驱动。([1]design andsynthesis of donor-acceptor stenhouse adducts:a visible light photoswitchderived from furfural.sameh helmy,et al.journal of the organic chemistry,2014,79,11316-11329.[2]controlling dark equilibria and enhancing donor-acceptor stenhouse adduct photoswitching properties through carbon aciddesign.james r hemmer,et al.journ

技术实现思路

1、本专利技术的目的是提供一种具有多重异构化响应行为的dasa分子开关及其合成方法。

2、实现本专利技术目的的技术方案如下：

3、具有多重异构化响应行为的dasa分子开关，为(z)-4-((2z,4e)-2-羟基-5-((2-甲氧基乙基)(甲基)氨基)戊-2,4-二烯-1-亚基)-2-苯基-5-(三氟甲基)-2,4-二氢吡唑-3-酮，结构式如式ⅲ所示：

4、

5、本专利技术所述的具有多重刺激响应的分子开关的合成方法，包括如下步骤：

6、(1)以冰醋酸为溶剂，将苯肼和三氟乙酰乙酸乙酯在122±3℃下发生反应，反应结束后，冷却，过滤，洗涤，干燥，得到2-苯基-5-(三氟甲基)-2,4-二氢-3h-吡唑-3-酮，合成路线如下：

7、

8、(2)以二氯甲烷为溶剂，脯氨酸为催化剂，将2-呋喃甲醛和2-苯基-5-(三氟甲基)-2,4-二氢-3h-吡唑-3-酮在室温条件下发生反应，反应结束后，加水旋蒸去除有机溶剂，过滤，干燥，柱层析纯化得到4-(呋喃-2-基亚甲基)-2-苯基-5-(三氟甲基)-2,4-二氢-3h-吡唑-3-酮，合成路线如下：

9、

10、(3)以四氢呋喃为溶剂，将n-甲基-2-甲氧基基乙胺和4-(呋喃-2-基亚甲基)-2-苯基-5-(三氟甲基)-2,4-二氢-3h-吡唑-3-酮在室温条件下发生亲电加成反应，得到(z)-4-((2z,4e)-2-羟基-5-((2-甲氧基乙基)(甲基)氨基)戊-2,4-二烯-1-亚基)-2-苯基-5-(三氟甲基)-2,4-二氢吡唑-3-酮，合成路线如下：

11、

12、进一步地，步骤(1)中，以摩尔比计，苯肼:三氟乙酰乙酸乙酯＝1:1。

13、进一步地，步骤(1)中，反应时间为12h以上。

14、进一步地，步骤(2)中，以摩尔比计，4-(呋喃-2-基亚甲基)-2-苯基-5-(三氟甲基)-2,4-二氢-3h-吡唑-3-酮：2-呋喃甲醛：脯氨酸＝1:1.8～2:0.1。

15、进一步地，步骤(2)中，反应时间为2h以上。

16、进一步地，步骤(2)中，柱层析纯化的洗脱剂为v乙酸乙酯：v石油醚＝1:10。

17、与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：

18、本专利技术的分子开关具有光致异构化响应、质子化变色响应以及特定的金属离子(cu2+、fe3+和al3+)响应和“锁定”作用，在光驱动材料、比色传感器、分子制动器等领域都具有应用潜力。

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【技术保护点】

1.具有多重异构化响应行为的DASA分子开关，其特征在于，为(Z)-4-((2Z,4E)-2-羟基-5-((2-甲氧基乙基)(甲基)氨基)戊-2,4-二烯-1-亚基)-2-苯基-5-(三氟甲基)-2,4-二氢吡唑-3-酮，结构式如式Ⅲ所示：

2.根据权利要求1所述的分子开关的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，步骤(1)中，以摩尔比计，苯肼:三氟乙酰乙酸乙酯＝1:1。

4.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，步骤(1)中，反应时间为12h以上。

5.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，步骤(2)中，以摩尔比计，4-(呋喃-2-基亚甲基)-2-苯基-5-(三氟甲基)-2,4-二氢-3H-吡唑-3-酮：2-呋喃甲醛：脯氨酸＝1:1.8～2:0.1。

6.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，步骤(2)中，反应时间为2h以上。

7.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，步骤(2)中，柱层析纯化的洗脱剂为V乙酸乙酯：V石油醚＝1:10。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述的比色传感器为Cu2+、Fe3+或Al3+检测用比色传感器。

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【技术特征摘要】

1.具有多重异构化响应行为的dasa分子开关，其特征在于，为(z)-4-((2z,4e)-2-羟基-5-((2-甲氧基乙基)(甲基)氨基)戊-2,4-二烯-1-亚基)-2-苯基-5-(三氟甲基)-2,4-二氢吡唑-3-酮，结构式如式ⅲ所示：

2.根据权利要求1所述的分子开关的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，步骤(1)中，以摩尔比计，苯肼:三氟乙酰乙酸乙酯＝1:1。

4.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，步骤(1)中，反应时间为12h以上。

5.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：暴欣，鲍莉彬，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：

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