[发明专利]一种功能化三柱[5]芳烃化合物及其合成和应用

说明书

本发明公开了一种功能化三柱[5]芳烃化合物制备方法，是由水合肼功能化的柱[5]芳烃和对羟基苯甲醛功能化的柱[5]芳烃在DMF中反应，再经过分离提纯而得。核磁滴定实验表明，本发明制备的功能化三柱[5]芳烃化合物在d6‑DMSO中和甲基紫精发生络合，从而实现了其对甲基紫精的吸附，因此用吸附去除环境中甲基紫精，吸附率达到91.2%。紫外吸收光谱表明，在2×10^‑3 mmol/L~2×10^‑2 mmol/L的浓度范围内，功能化三柱[5]芳烃化合物溶液的紫外吸光度与甲基紫精浓度呈线性关系，因此实现了对水样中甲基紫精含量的定量监测。

技术领域

本发明涉及一种双酰腙功能化柱[5]芳烃，尤其涉及水合肼功能化的柱[5]芳烃、对羟基苯甲醛功能化柱[5]芳烃，本发明同时还涉及双酰腙功能化柱[5]芳烃在溶液中单一选择性荧光识别甲基紫精，属于超分子有机科研领域。

背景技术

随着社会的发展，人们对于农药的利用越来多，所以也出现了各种各样的问题，例如，对环境的污染，有农药对人体的危害等。所以实现对残留农药的降解或者吸附是非常有必要的。甲基紫精（BCK），又名百草枯，是一种快速灭生性除草剂，具有触杀作用和一定内吸作用，能迅速被植物绿色组织吸收，使其枯死而，对非绿色组织没有作用。在土壤中迅速与土壤结合而钝化，对植物根部及多年生地下茎及宿根无效。百草枯对人毒性极大，且无特效解毒药，口服中毒死亡率极高。因此，对甲基紫精检测和吸附处理具有极高的利用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种功能化三柱[5]芳烃化合物的结构和制备方法；

本发明的另一目的是提供上述功能化三柱[5]芳烃化合物在检测和吸附环境中甲基紫精的应用。

一、功能化三柱[5]芳烃及其合成

功能化三柱[5]芳烃化合物的合成：以冰醋酸作催化剂，在DMF溶剂中，水合肼功能化的柱[5]芳烃与对羟基苯甲醛功能化柱[5]芳烃以1:2的摩尔比，于100 ml的圆底烧瓶中140回流反应70~72h；反应停止后冷却至室温，抽滤，柱层析分离纯化，得到淡黄色产物即为功能化三柱[5]芳烃化合物。

水合肼功能化的柱[5]芳烃的合成参见文献[ACS Sustainable Chem Eng. 2018,6, 8775-8781.]标记为TP2；其结构式为：

对羟基苯甲醛功能化柱[5]芳烃的合成参见文献[New J Chem, 2018,42, 1271-1275.]标记为I；其结构式为：

所得功能化三柱[5]芳烃化合物标记为TP2-I，其结构式为：

催化剂冰醋酸的用量为两种功能化柱[5]芳烃总摩尔量的0.05~0.06倍。

二、功能化三柱[5]芳烃化合物的对甲基紫精的识别和吸附性能

1、对甲基紫精的荧光识别性能

移取一定量的主体TP2-I，配置成d6-DMSO 溶液中（c=10mg/ml）。当向主体溶液中加入60.75倍当量甲基紫精DMSO溶液（1×10^-4 mol·L^-1）时，主体TP2-I溶液的荧光猝灭（如图1所示），而且TP2-I溶液的颜色变为红色。

荧光滴定实验表明，当向主体TP2-I溶液中加入甲基紫精时，随着甲基紫精浓度的不断增加，荧光强度逐渐下降，当加到60.75倍当量时荧光强度基本保持不变（如图2所示），并且最低检测限为9.33×10^-7 M（如图3所示）。