[发明专利]一种以顺式-联噻吩环为构筑单元连接的八元卟啉的合成方法及应用

说明书

本发明属于有机化合物的合成及分离技术领域，公开一种以顺式‑联噻为吩构筑单元连接的八元卟啉的合成方法及应用。本发明以二联噻吩为原料，先合成噻吩二醇化合物，再与吡咯反应得到噻吩二吡咯化合物，最后与不同芳香醛反应得到目标产物八元卟啉。该八元卟啉化合物对汞离子具有极高的敏感性和选择性，并且不受其它金属阳离子的影响，可作为高效的汞离子传感器，有较好的应用前景。本发明的优点：提纯方法简单，实验过程容易控制，反应中副产物较少，易于分离提纯。

技术领域

本发明属于有机化合物的合成及分离技术领域，提出的合成一种以顺式-联噻吩环为构筑单元连接的新型八元卟啉的合成方法，并用于检测溶液中Hg²⁺离子的用途。

背景技术

卟啉(Porphyrin)是一种具有芳香性的大环共轭杂环化合物，是广泛存在于自然界中的。卟吩(Porphine)作为卟啉分子中的杂环母体，当卟吩外环上连有其他取代基后，就可以得到不同结构的卟啉。卟啉中的四个吡咯环通过四个次甲基桥连接，形成18电子的大π共轭体系，而针对性的对卟啉大环芳香性结构进行修饰，可以制备出具有特殊性质的卟啉衍生物。卟啉分子具有很强的可修饰性，主要分为以下三种:(1)卟啉环的外围修饰(可以在meso-和β-位引入各种官能团)；(2)卟啉环的中心修饰(利用金属离子取代卟啉中心氮原子上的氢形成金属卟啉或者卟啉中心氮原子被氧、硫等杂原子取代成为杂环卟啉)；(3)卟啉母体环的改变(改变吡咯环的数目得到压缩卟啉和扩展卟啉)。经过修饰后的卟啉既保留了部分卟啉的结构和特性，又具有自身独特的性质，成为具有特殊功能选择性的分子被应用于医学、仿生学、材料化学和分析化学等领域。其中，通过增加吡咯环的个数形成的扩展卟啉与普通卟啉相比，性质发生明显改变。扩展卟啉随着吡咯环的增多所形成的环也相应变大，使存在多种环状空间结构成为可能，同时使环状结构的柔性增强。研究表明，随着吡咯环的增多，扩展卟啉的紫外-吸收可见光谱会发生明显红移。由于扩展卟啉具有较高的摩尔吸收系数、稳定的光学性质、极强的结构可修饰性、明显的光谱位移等优点，成为化学、材料和生物等科学领域的研究热点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的以顺式-联噻吩单元为中间连接的八元卟啉化合物的合成方法及其性质表征。以联噻吩为原料，先合成联噻吩二醇化合物，再与吡咯反应得到联噻吩二吡咯化合物，最后与不同芳香醛反应得到目标产物八元卟啉化合物。该八元卟啉具有扭曲的“8”字型结构，并且对Hg²⁺离子具有极高的敏感性和选择性。当目标产物在溶液中遇到Hg²⁺离子时，紫外吸收光谱发生明显的红移，并且溶液颜色从红色变成蓝色。与此同时其他金属阳离子对Hg²⁺离子的检测没有显著干扰，因此，该新型八元卟啉化合物可以作为传感仪应用于溶液中Hg²⁺离子的定性检测。

本发明所描述的以顺式-联噻吩环为构筑单元连接的八元卟啉具有以下分子结构式：

此化合物的分子式4a:C₇₄H₃₈F₁₀N₄S₄、4b:C₇₄H₄₆O₄N₆S₄、4c:C₇₈H₅₂O₄N₄S₄

本发明所涉及的合成路线为：

本发明以顺式-联噻吩环为构筑单元连接的八元卟啉的合成方法，按照下述步骤进行：