[发明专利]一种具有阴离子识别功能的单体及齐聚物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于氢键和π电子协同识别阴离子的技术领域，具体涉及一种基于氢键和π电子协同识别阴离子的单体及齐聚物，本发明还涉及这种单体及齐聚物的制备方法和应用。

背景技术

在自然界或生命过程中，阴离子识别过程具有极其重要的作用，例如视网膜对信息的处理过程，肝脏和肾脏中精氨酸的代谢过程等许多重要的生物化学过程都受阴离子的控制。在人工系统中，阴离子识别被用于精准控制准轮烷的形成，制备超分子胶囊，操纵分子机器及晶体的形态演化，特别是在分子机器和分子存储材料中，如何控制主客体的结合及其相对位置，阴离子识别起着至关重要的作用。

在阴离子识别研究领域，当前的问题和挑战在于开发具有高选择性、强亲合性、高敏感和独特响应的阴离子受体及如何在完全水溶液体系中实现对各种阴离子的识别，解决这些问题关键在受体分子设计。本专利涉及前一问题，即合成具有高选择性、强亲合性（高结合常数）、高敏感和独特响应的可聚合小分子及其齐聚物阴离子受体。目前阴离子受体的功能基团设计仍然是以各类-NH氢键供体为主，以阴离子-π弱相互作用方式进行阴离子识别的结构设计主要用于小分子受体的开发，还没有研究将阴离子-π引入到齐聚物受体的合成中，更未见报道将氢键供体和阴离子-π供体同时引入到分子骨架结构设计合成中，来研究氢键和阴离子-π协同弱相互作用对阴离子的识别。如果将氢键和阴离子-π这两种最重要的弱相互作用有机结合用于齐聚物阴离子识别体系，必将带来一些独特的识别效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中的缺点而提供一种基于氢键和π电子协同识别阴离子的单体N-(对硝基)-苯基-N-(对乙炔基-2-五氟苯甲酸苄酯基)-苯基-脲，本发明还提供这种单体的齐聚物。

本发明的另外一目的还提供上述单体和齐聚物的制备方法和应用。

为解决本发明的技术问题采用如下技术方案：

一种具有阴离子识别功能的单体N-对硝基苯基-N-(对乙炔基-2-五氟苯甲酸苄酯基)-苯基脲，其结构式为： 。

上述具有阴离子识别功能的单体的制备方法，其步骤如下：

a、将2-氨基-5-碘苄醇、三苯基膦、双-(三苯基膦)-二氯合钯和浓度为4×10^-3mol/l的CuI 的DMF/NET₃溶液，在N₂氛下加入到盛有三甲基硅乙炔的三口烧瓶中，室温下搅拌反应22-24小时，将反应体系减压蒸馏，以二氯甲烷溶解剩余物，并用盐酸溶液洗涤，有机层用无水MgSO₄干燥后过滤、减压蒸馏浓缩后，以乙酸乙酯/正己烷混合溶剂为洗脱剂在硅胶柱色谱上分离纯化，得到中间产物2-氨基-5-三甲基硅炔基苄醇；

b、将2-氨基-5-三甲基硅炔基苄醇溶解于MeOH/THF的混合溶剂中，MeOH/THF的混合溶剂的体积比为1:50，并加入1mol/l 四丁基氟化氨的THF溶液，室温下搅拌反应1-2h后，加入饱和NH₄Cl水溶液以终止反应，减压蒸馏去除溶剂，将剩余产物以水洗涤后，以二氯甲烷萃取，有机层用无水MgSO₄干燥后过滤，再次减压蒸馏除去二氯甲烷，将产物以乙酸乙酯/正己烷为洗脱剂在硅胶柱色谱上分离纯化，得到中间产物2-氨基-5-乙炔基苄醇；

c、将2-氨基-5-乙炔基苄醇的CH₂Cl₂溶液与异氰酸硝基苯的CH₂Cl₂溶液混合，在23-28 °C下搅拌反应16-24小时, 后减压浓缩，将固体产物抽滤，分别以正戊烷和乙醇洗涤，得到中间产物N-(对硝基)-苯基-N-(对乙炔基-2-羟甲基基)-苯基-脲；