[发明专利]一种硫杂杯[4]芳烃衍生物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化工领域，具体涉及一种硫杂杯[4]芳烃衍生物及其制备方法。

背景技术

杯芳烃是继冠醚、环糊精之后的一类主体化合物，具有独特的三维空腔结构，其空腔大小随构成单元数的变化可以调节，而具有特别良好的诱导适配能力。杯芳烃的上下沿易于化学修饰，且环状疏水空腔大小可调，通过衍生反应，可制备成具有识别功能的大环主体化合物，可以通过氢键、范德华力、静电作用力、堆积力等作用力来完成对客体分子的识别，如遇有机分子、阳离子以及阴离子形成主-客体或超分子配合物。识别配位作用取决于杯环构象、大小及环上取代基的性质。

硫杂环芳烃是由S原子取代杯芳烃中的桥联亚甲基而得到，S原子的引入使芳环结构的刚性、极性都发生了较大的变化。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种硫杂杯[4]芳烃衍生物，本发明的再一个目的是提供一种硫杂杯[4]芳烃衍生物的制备方法，本发明再一个目的是提供上述硫杂杯[4]芳烃衍生物用于萃取重金属离子、苯酚或苯酚衍生物的用途，本发明再一个目的是提供一种含有上述硫杂杯[4]芳烃衍生物的有机溶液。

本发明第一方面提供式I所示化合物：

本发明第二方面提供本发明任一项的式I化合物的制备方法，包括：

i)将丁基硫杂杯[4]芳烃与溴醋酸乙酯反应，获得式II中间体；

ii)将式II中间体在碱性溶液中水解，获得式III中间体；

iii)将式III中间体与二氯亚砜在有机溶剂中反应，获得式IV中

间体；

iv)将式IV中间体与氨基吡啶反应，得到式V中间体；

v)将式V中间体水解，得到式I化合物；

在一个实施方案中，本发明任一项的方法，步骤i)包括，将丁基硫杂杯[4]芳烃在含1.0mol·L^-1溴醋酸乙酯和1.0mol·L^-1碳酸铯的丙酮溶液中进行酯化反应。

在一个实施方案中，本发明任一项的方法，步骤ii)中，所述碱性溶液为NaOH溶液，溶剂为乙醇和水的混合物。

在一个实施方案中，本发明任一项的方法，步骤iii)中，所述有机溶剂为二氯甲烷。

在一个实施方案中，本发明任一项的方法，步骤iv)包括，将式IV中间体溶解于苯中，在N₂保护下与氨基吡啶反应，获得式IV中间体。

在一个实施方案中，本发明任一项的方法，步骤v)包括，使式V中间体在水中水解。

在一个实施方案中，本发明任一项的方法，其包括以下一步或多步：

i)将丁基硫杂杯[4]芳烃在含1.0mol·L^-1溴醋酸乙酯和1.0mol·L^-1碳酸铯的丙酮溶液中进行酯化反应，过滤后得到式II中间体；

ii)将式II中间体在1.0mol·L^-1NaOH的乙醇+水(体积比1:1)混合溶液中进行水解，过滤后得到式III中间体；

iii)将式III中间体在含0.2mol·L^-1二氯亚砜的二氯甲烷溶液中反应40-60h后，减压蒸去溶剂，将固相物经洗涤、干燥、过滤、旋转蒸发后，得式IV中间体。

iv)将式IV中间体溶解于苯中，加入氨基吡啶，在N₂保护下反应5-10h后，减压蒸去溶剂，得到式V中间体；

v)将式V中间体在水中水解2-4h后，得到式I化合物。

在一个实施方案中，步骤v)的产品经制备色谱提纯。制备色谱条件如下：溶剂：三氯甲烷；洗脱剂：V(三氯甲烷)：V(甲醇)＝7：1；色谱柱：硅胶柱，t(式I化合物)＝5～5.5min(例如5.16min)。

本发明第三方面提供本发明任一项的式I化合物用于萃取重金属离子的用途；

优选地，所述重金属离子包括Cd⁺、Hg²⁺和/或Pb²⁺。

本发明第四方面提供本发明任一项的式I化合物用于萃取苯酚和/或苯酚衍生物的用途。

本发明第五方面提供一种有机溶液，其中溶解有权利要求1所述的式I化合物；

优选地，所述有机溶液是溶解有权利要求1所述的式I化合物的氯仿溶液。

上述有机溶液作为萃取剂使用，可以萃取水中的重金属离子、苯酚和/或苯酚衍生物。

本发明的有益效果