[发明专利]季胺化柱[5]芳烃与2’2-联苯并咪唑包结物的合成和应用

说明书

本发明提供了一种季胺化柱[5]芳烃与2’2‑联苯并咪唑包结物，是以季胺化柱[5]芳烃为主体，2’2‑联苯并咪唑为客体，在DMSO‑H₂O溶液中通过自组装而成。在该主客体包结物的DMSO‑H₂O溶液中加入一系列阳离子，只有的加入能使包结物溶液的荧光发生淬灭。在上述加入Fe³⁺、Cu²⁺、Hg²⁺、Ag⁺的CWP5‑G溶液中，分别加入一系列的阴离子，其中CN^‑、HSO₄^‑、CN^‑、I^‑又能使对应的CWP5‑G‑M（M=Fe³⁺，Cu²⁺，Hg²⁺，Ag⁺）溶液的荧光恢复。因此，该包结物CWP5‑G能够选择性连续识别阴阳离子对，这在离子识别技术领域具有十分重要的意义。

技术领域

本发明涉及一种季胺化柱[5]芳烃与2’2-联苯并咪唑包结物，主要用于阳阴离子的连续识别，属于离子检测技术领域。

背景技术

苯并咪唑类化合物作为一种含N芳香杂环化合物，其中苯并咪唑中C=N键中的N原子即可作为氢键结合位点，同时也可以与金属离子发生配位作用；N–H单元也可提供氢键作用；且芳环的存在可提供π-π堆积相互作用，这些特征使其在生物医学、离子液体材料、阻燃剂、超分子化学、配位化学等领域具有重要使用价值。近年来，基于苯并咪唑类的荧光传感器分子被广泛用于检测苦味酸，pH和离子等。

柱芳烃作为新一代的超分子大环主体化合物之一，由于其易于合成与修饰、具有不同其它大环化合物的优异性能而受到越来越多的关注。柱芳烃及其衍生物具有非常特殊的空间结构和理化性质，主要应用在主客体包合与分子识别、自组装体系的构筑和智能材料等领域。

发明内容

本发明的目的是提供一种季胺化柱[5]芳烃与2’2-联苯并咪唑包结物及其合成；

本发明的另一目的是提供上述包结物在连续识别阴阳离子的应用。

一、季胺化柱[5]芳烃与2’2-联苯并咪唑包结物

本发明季胺化柱[5]芳烃与2’2-联苯并咪唑包结物，是以季胺化柱[5]芳烃（CWP5）为主体，2’2-联苯并咪唑（G）为客体，在DMSO-H₂O溶液中通过自组装而成，标记为CWP5-G。

其中，季胺化柱[5]芳烃的结构式如下：

CWP5的合成方法参见：B. Shi, D. Xia and Y. Yao. A water-solublesupramolecular polymer constructed by pillar[5]arene-based molecularrecognition. Chem. Commun, 2014, 50, 13932-13935。

2’2-联苯并咪唑的结构式如下：

G的合成方法参见：P. P. Kattimani, R. Kamble and G. Y. Meti, Expedientsynthesis of benzimidazoles using amides. RSC Adv., 2015, 5, 29447-29455。

包结物CWP5-G的合成：向2’2-联苯并咪唑（记为G）的DMSO-H₂O（v/v=1:1~1:2）溶液中加入等摩尔的季胺化柱[5]芳烃（标记为CWP5），即可形成主客体包结物。

二、CWP5与G的主客体包结作用