一种新型柱芳烃的合成

柱［5］芳烃的合成及其发展前景的展望化学（师范)专业2011级摘要：在1，2—二氯乙烷溶剂中, 以对苯二酚醚和多聚甲醛为反应原料，在BF3OEt2的催化作用下，合成了柱[5］芳烃。

关键词：柱芳烃、BF3OEt2催化剂、合成Abstract:A pillar ［5] arene was synthesized from hydroquinone monomethyl ether and paraformaldehyde in 1,4-dichloroethane. BF3OEt2 was used as catalyst in this reaction.Key words：pillar [5]、BF3OEt2、compound超分子化学的最初研究是以冠醚[4 ～ 8］和环糊精[9 ～ 11］等大环为主体分子,分别被称为第一代和第二代超分子主体化合物.近年来,另一种新型的大环化合物杯芳烃[25］及其衍生物以其独特的结构和优异的性能引起了科研工作者的极大关注，并成为继冠醚和环糊精之后的第三代超分子主体化合物。

1 引言2008 年，杯芳烃的对位类似物—柱芳烃作为一类新的大环分子被首次合成报道[29].由此基于柱芳烃的研究如雨后春笋般展开，包括柱芳烃的合成方法、对柱芳烃分子的功能化、柱芳烃分子的主客体化学以及基于柱[5］芳烃的首个分子传感器的制备等。

柱芳烃作为一类新型对称的杯芳烃类似物,与传统的杯芳烃相比,具有以下两方面优势：（1）柱芳烃的对称柱状结构使得它们比杯芳烃更易于构筑成相互贯穿的聚合物和管状组装体;(2)柱芳烃比杯芳烃具有更加刚性的骨架结构,使得柱芳烃可能高效识别某些特殊的客体分子。

2 柱芳烃的结构柱［n］芳烃是由对苯二酚或对苯二酚醚通过亚甲基桥在苯环的对位连接而成的一类环状低聚物，是一类新型的主体分子。

其结构与［15］对位连接的环番类似[31]，从端基为苄醇的线性五聚前体制备。

采用类似的方法,可以制得亚甲基对位连接的[16]环状六聚物，但是迄今为止文献报道的产率都很低。

专利名称：一种含多种官能团的柱[n]芳烃的合成方法专利类型：发明专利
发明人：苏纪豪,郭敏捷,王雪梅,李文娇,詹才宏,杜珂申请号：CN201810936715.6
申请日：20180816
公开号：CN109053392A
公开日：
20181221
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种含多种官能团的柱[n]芳烃的合成方法，包括：将0.1当量的路易斯酸加入到含有两种2，5‑二烷氧基苄醇的溶液中，得到的混合液在室温25℃反应，反应结束后加入甲醇淬灭反应；反应液经减压浓缩后得到的粗产物经柱层析分离得到含多种官能团的柱[n]芳烃。

本发明方法反应条件温和，使用催化量温和、无毒的三氯化铁为催化剂，不需要加热或低温以及惰性气体保护，通过导向基团的使用，首次实现了双边异官能团化柱[n]芳烃和含有多种官能团的柱[n]芳烃的高选择性合成。

申请人：天津大学
地址：300072 天津市南开区卫津路92号
国籍：CN
代理机构：天津市北洋有限责任专利代理事务所
代理人：琪琛
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·目录目录 (2)摘要 (3)ABSTRACT (4)前言 (5)1.1柱芳烃类化合物的发展 (5)1.2柱芳烃的应用 (6)1.2.1主客体包合与分子识别 (6)1.2.2自组装体系和智能材料 (7)1.2.3柱芳烃的合成和修饰 (7)2. 实验部分 (7)2.1仪器与试剂 (7)2.2 合成路线 (8)2.3 合成步骤 (8)3. 结果分析及讨论 (8)3.1物料摩尔比对反应的影响 (8)3.2 温度对反应的影响 (9)4. 实验注意事项 (10)参考文献 (10)致谢 (12)附图 (13)·摘要柱芳烃是通过对二酚醚与亚甲基桥形成的、结构对称的“柱”型大环超分子主体化合物。

目前，已经合成和研究的柱芳烃化合物主要是五元和六元结构。

柱芳烃类化合物由于其具有非常独特的空间结构和理化性质，综合了多种已有主体化合物的特色和优势，近年，在主客体键合与分子识别、自组装体系的构筑和智能材料等领域得到有效应用，所以自2008年首次报道柱芳烃以来，它倍受化学家的青睐。

1,4-二甲氧基柱[5]芳烃是最早合成出的一个柱芳烃，也是最简单的一个柱芳烃，它可以通过衍生得到其他类型柱芳烃。

我们根据文献合成了。

关键词：柱芳烃，超分子，柱芳烃类化合物，应用，合成The synthesis of 1,4-dimethoxypillar[5]arene ·AbstractColumn is an aromatic structure symmetry " pillar " macrocyclic compounds bit supramolecular host bridge formed by phenol . Currently, aromatic compounds have been synthesized and column studies are mainly five- and six-membered structure. Column aromatic compounds due to its very unique spatial structure and physicochemical properties , a combination of features and advantages of various compounds have been the subject of recent years , host-guest inclusion in molecular recognition , self- assembly system to build the field of smart materials and been effectively applied , so the first report since 2008 column aromatics, its much chemist of all ages. Synthetic column aromatic compounds there are two main synthetic organic chemistry strategies , namely, " a ring after the first modification" and "After the first modified into the ring ." The column with the function of the structure of the parent aromatic modification can obtain a variety of novel derivatives of the body , in order that it has wider applications and higher practical value. After inspection of the large number of documents , and the experimental group on the basis of our work, we designed and synthesized five columns aromatic compounds , the discussion of the five-membered aromatic compounds synthesized column , the development of better prospects aromatic compounds column prospectsKey words The column aromatics; supramolecular; columns aromatic compounds;application; synthesis··1前言·1.1柱芳烃类化合物的发展内容要前后对应，文献要对照超分子化学是研究分子间通过非共价键相互作用形成的复杂有序且具有特定功能的分子聚集体的一门新兴交叉学科[1~3]。

专利名称：一种基于柱芳烃的[2]轮烷及其制备和应用
专利类型：发明专利
发明人：姚勇,郭浩,严鑫,胡兰萍,陈婷婷,王锦,丁月,袁小磊,汪洋,卢冰
申请号：CN202010488940.5
申请日：20200602
公开号：CN111718337A
公开日：
20200929
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供了一种基于柱芳烃的[2]轮烷及其制备和在催化偶联反应中的应用，属于有机合成技术领域。

本发明利用柱芳烃和中性客体之间的主客体络合，成功且高效构建了新型基于柱芳烃的[2]轮烷，并进一步的通过此类柱芳烃[2]轮烷和Pd配位制备新型催化剂，该催化剂不仅具有良好的催化效率，而且可以循环使用。

申请人：南通大学
地址：226019 江苏省南通市崇川区啬园路9号
国籍：CN
代理机构：南京经纬专利商标代理有限公司
代理人：黄欣
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片段偶联法制备柱芳烃
片段偶联法制备柱芳烃的过程如下：
1. 合成片段：首先，通过化学反应合成柱芳烃的各个片段，包括芳基、连接基团和烷基等。

这些片段可以单独合成，也可以通过适当的保护和脱保护步骤进行分离和纯化。

2. 偶联反应：将各个片段进行偶联反应，即将它们连接在一起形成完整的柱芳烃分子。

偶联反应可以使用不同的方法，如化学偶联、自组装等。

在偶联反应中，需要控制反应条件，如温度、pH值、反应时间等，以确保偶联反应的顺利进行。

3. 分离和纯化：偶联反应完成后，需要对产物进行分离和纯化。

这一步骤可以通过各种方法进行，如结晶、萃取、色谱分离等，以去除未反应的片段和副产物，获得高纯度的柱芳烃产物。

4. 结构表征：最后，使用各种谱学方法对柱芳烃的结构进行表征，如核磁共振、质谱、红外光谱等，以确认产物的结构和纯度。

通过以上步骤，可以使用片段偶联法制备柱芳烃。

这种制备方法具有操作简便、产物纯度高、可重复性好等优点，是制备柱芳烃的一种常用方法。

一、实验目的1. 掌握柱芳烃的合成方法；2. 熟悉柱芳烃的结构与性质；3. 培养实验操作技能，提高实验观察和分析能力。

二、实验原理柱芳烃（Pillararene）是一类具有新颖柱状结构的大环化合物，具有独特的性质和广泛的应用前景。

柱芳烃的合成方法主要有以下几种：1. 酚醛缩合法：以对苯二酚和多聚甲醛为原料，在路易斯酸催化下进行缩合反应，生成柱芳烃。

2. 苯并环丁烷开环法：以苯并环丁烷为原料，在酸催化下开环，得到柱芳烃。

3. 苯并环丁烷开环-缩合法：以苯并环丁烷为原料，先开环得到中间体，再进行缩合反应得到柱芳烃。

本实验采用酚醛缩合法合成柱芳烃。

三、实验材料与仪器1. 实验材料：- 对苯二酚（分析纯）- 多聚甲醛（分析纯）- 二氯甲烷（分析纯）- 氢氧化钠（分析纯）- 乙醇（分析纯）- 乙酸乙酯（分析纯）- 无水硫酸钠（分析纯）2. 实验仪器：- 反应瓶（100mL）- 搅拌器- 温度计- 冷却水浴- 真空干燥箱- 分光光度计- 红外光谱仪- 核磁共振波谱仪四、实验步骤1. 准备反应物：称取对苯二酚1.0g（约10mmol）和多聚甲醛1.0g（约10mmol），置于100mL反应瓶中。

2. 溶剂溶解：向反应瓶中加入20mL二氯甲烷，搅拌使其充分溶解。

3. 催化剂添加：向反应瓶中加入1滴氢氧化钠溶液，作为路易斯酸催化剂。

4. 反应：将反应瓶置于冷却水浴中，控制温度在60-70℃范围内，反应时间为4小时。

5. 冷却：反应结束后，将反应瓶取出冷却至室温。

6. 过滤：将反应液过滤，滤液用乙醇洗涤，滤渣用乙醇洗涤，合并滤液和洗液。

7. 干燥：将滤液置于真空干燥箱中，干燥至恒重。

8. 纯化：将干燥后的产物用乙酸乙酯溶解，过滤除去不溶物，滤液用无水硫酸钠干燥。

9. 分析：采用红外光谱仪、核磁共振波谱仪对产物进行表征。

五、实验结果与讨论1. 红外光谱分析：在产物红外光谱中，出现3420cm^-1的宽峰，为羟基吸收峰；1630cm^-1的峰为苯环吸收峰；1270cm^-1的峰为C-O-C吸收峰。

柱芳烃固有手性研究进展柱芳烃是一类具有独特结构和优异性质的化合物，其结构中包含多个苯环并列排列而成，具有刚性平面横向结构，这使得柱芳烃能够形成高度有序的堆积结构，并具有一系列特殊的物理和化学性质，如高稳定性、强荧光发射、优异的电子传导性能、优异的形状识别性能等。

不仅如此，柱芳烃还具有固有手性，这使得柱芳烃成为有机电子学和手性化学交叉领域的重要研究对象之一。

研究表明，柱芳烃的固有手性能够对其光、电和酸碱性质等方面的性能产生重要影响，因此深入研究柱芳烃的固有手性有助于深入理解其性质和行为，为其应用于电子传输、手性分离、催化等领域的开发提供了理论依据和技术支持。

目前，柱芳烃的固有手性研究已展开数十年并取得了不少进展，其中包括手性柱芳烃的合成、结构表征与手性识别、固有手性机理的探究及其应用等方面。

下面就从这几个方面进行综述。

一、手性柱芳烃的合成在过去的几十年中，许多研究人员都尝试着合成不同结构的手性柱芳烃，并对其性质和行为进行了深入研究。

手性柱芳烃的合成方法主要包括通过手性诱导、手性反应、手性区分等手段来实现，例如通过手性诱导剂控制反应过程中的立体构型，通过手性识别基团等实现手性区分，这些方法均为合成手性柱芳烃提供了重要的支持和指导。

在手性柱芳烃的合成中，Wakamiya等人采用单峰柱芳烃结构单位并通过手性诱导剂来控制其立体构型，合成了一系列具有手性的新型柱芳烃化合物；Hirsch等人则利用均相手性催化反应进行反应，实现了柱芳烃的飞轮旋转和局部手性化等操作，从而得到了具有手性的多孔柱芳烃材料。

二、手性柱芳烃的结构表征与手性识别除了合成手性柱芳烃，研究人员还对其结构和手性进行了深入研究。

其中，手性识别是一项重要的研究领域，即如何通过柱芳烃的分子结构和手性特征，对分子进行识别和分离。

研究表明，手性柱芳烃具有识别和分离其他手性分子的能力。

例如，李九福等人合成了一种新型柱芳烃化合物，该化合物具有两个手性基团，可以通过配位作用选择性地识别并提取另一种手性柱芳烃化合物；Chris等人也合成了一种手性识别柱芳烃化合物，利用其高度有序的络合结构可以识别、分离、富集并检测手性物质。