[发明专利]苯甲酸柱[5]芳烃酯衍生物的制备方法和应用

说明书

本发明公开了苯甲酸柱[5]芳烃酯衍生物的制备方法和应用。所述衍生物包含柱[5]芳烃单聚体、二聚体和三聚体；所述苯甲酸柱[5]芳烃酯衍生物的制备方法是采用化学合成方法，以对甲氧基苯与多聚甲醛为起始原料，通过催化、合成反应得到产品。本产品原料简单易得、方法操作简单，反应条件温和。与常规单柱[5]芳烃由于空腔过小不能与足球烯C60发生络合作用相比，首次发现该柱[5]芳烃三聚体类化合物可通过多空腔的协同作用与足球烯C60形成主客体络合物。

技术领域

本发明涉及一种苯甲酸柱[5]芳烃酯衍生物，具体是苯甲酸柱[5]芳烃酯衍生物的制备方法和应用。

技术背景

柱芳烃是由对苯二酚单元与亚甲基对位连接而成的一种新型环状主体分子，因具有高对称性、刚性和富的电子特性，对许多中性和缺电子分子客体表现出优异的主客体性能。柱芳烃在主客体化学、自组装化学和荧光化学方面的研究已备受关注。在柱[n＝5,6,7,8,9,10etc]芳烃中，柱[5]芳烃具有合成简单，原料易得，产率高等优点，其研究发展最为迅速。目前，已有大量关于柱[5]芳烃上下缘结构修饰的衍生物及主客体化学被报道。然而，由于柱[5]芳烃空腔尺寸过小，导致其作用客体类型受到较大限制，将制约了这类柱芳烃的研究发展。为了发挥柱[5]芳烃高产率的合成优势又能弥补其主客体性能的不足，我们将苯甲酰基、羧基引入到柱[5]芳烃体系合成了一种苯甲酸柱[5]芳烃酯衍生物1，期望一方面能借助甲酰基、羧基与柱芳烃空腔起到协同作用；另一方面可以通过多个柱芳烃空腔共同作用以提高其主客体络合性能。研究发现均苯三甲酸三柱[5]芳烃酯对足球烯C60具有一定的络合作用，体现了柱[5]芳烃多聚体间的协同作用，显示出苯甲酸柱[5]芳烃酯类衍生物与被公认为21世纪的未来材料和革命性材料的石墨烯进行产学研结合具有潜在的价值。

发明内容

本发明的目的是提供苯甲酸柱[5]芳烃酯衍生物的制备方法和应用。本发明产品原料廉价易得，方法操作简单，反应条件温和。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

本发明采用化学合成方法，制备一种新型的苯甲酸柱[5]芳烃酯衍生物，其结构式如(I)，研究该苯甲酸柱[5]芳烃酯类化合物与足球烯C60的协同作用和识别应用，开拓柱[5]芳烃主客体化学的研究。

1.一种苯甲酸柱[5]芳烃酯衍生物，具有如下(I)的结构通式：

其中：R₁，R₂，R₃表示甲酸柱[5]芳烃酯基、羧基、氯甲酰基、氢。

2.上述的苯甲酸柱[5]芳烃酯衍生物，其特征在于：通式(1)化合物为：

(a)1,3,5-苯三甲酸三甲基柱[5]芳烃酯；

(b)5-氯甲酰基-1,3-苯二甲酸二甲基柱[5]芳烃酯；

(c)1,3,5-苯三甲酸二甲基柱[5]芳烃酯；

(d)苯甲酸甲基柱[5]芳烃酯。

3.权利要求1所述的苯甲酸柱[5]芳烃衍酯生物，其特征在于：通过如下反应制得：

所述的反应步骤如下：

第一步，在氮气保护下，以对甲氧基苯与多聚甲醛的摩尔比1:3为原料，三氯化铁为催化剂，二氯甲烷为溶剂，在25-30℃下生成1,4-二甲氧基柱[5]芳烃；

第二步，在0～-8℃条件下干燥三氯甲烷为溶剂，在1,4-二甲氧基柱[5]芳烃中加入1-5倍摩尔量三溴化硼，生成单羟基甲基柱[5]芳烃；