杯芳烃的合成及性能研究的新进展

杯芳烃的合成及自组装研究的新进展张来新;朱海云;赵卫星【摘要】Introduced the structural features, properties, and applications of calixarene. Emphases are put on three parts: ①structures and synthesis of new calixarene; ②synthesis and self-assembly of calixarene derivatives;③synthesis and recognition of special calixarene.%简要介绍了杯芳烃的结构特征、性能及应用,重点综述了:①几种新型杯芳烃的合成及结构；②杯芳烃衍生物的合成及其分子自组装；③特殊杯芳烃的合成与识别.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2013(042)003【总页数】3页(P543-545)【关键词】杯芳烃;合成;自组装【作者】张来新;朱海云;赵卫星【作者单位】宝鸡文理学院化学化工学院,陕西宝鸡721013;宝鸡文理学院化学化工学院,陕西宝鸡721013;宝鸡文理学院化学化工学院,陕西宝鸡721013【正文语种】中文【中图分类】TQ241.4+9;O651杯芳烃作为第三代超分子主体化合物在大环化学和超分子化学研究中首当其中。

由于其易于衍生化和多功能性，被誉为“有机化学中的圣杯”。

杯芳烃具有与环糊精类似的分子空腔和几何形状，故能选择性的与中性分子、离子等相互作用，自组装形成超分子化合物。

内腔大小可通过分子设计调节。

因此，杯芳烃作为络合剂或模拟酶的模型化合物，备受青睐。

故研究杯芳烃的合成、与各类分子的相互作用机理，不但在模拟酶方面有重要意义，而且在材料科学、能源科学、生命科学、环境科学、医药学、工业、农业、国防科学、信息科学等多领域均有广阔的应用前景。

1 几种新型杯［4］芳烃衍生物的合成与结构1.1 杯［4］芳烃双(烷氧基三联吡啶)的合成及结构对叔丁基杯［4］芳烃是各种超分子化学研究的最常用的平台，通过其上沿和下沿的官能团修饰，得到各种性能的主体分子，使其在离子、分子识别、金属配合物等领域有广泛的应用。

杯芳烃的发展现状及应用前景摘要:杯芳烃具有离子载体和分子识别及包合两大功能，可应用于分子识别、络合化合物、电极材料、生物模拟酶、催化反应、化学传感器等领域。

本文主要对杯芳烃在分子识别、催化作用、分子开关领域的发展现状及应用前景做简要地介绍。

关键词：杯芳烃;分子识别；催化作用；分子开关；发展现状；应用前景Abstract:calixarene has the functions of ionophore and molecular recognition and inclusion, and it can be applied to some areas, such as molecular recognition, complexing compounds, electrode materials, bio-mimetic enzyme, catalytic reactions, chemical sensors ,etc. In this paper, I briefly describe the development and application prospects of the calix arene’s fileds of molecular recognition、catalytic reactions、molecular switch .Key words:calixarene; molecular recognition；catalytic reactions；molecular switch；development status; application prospects一、杯芳烃的发展现状由于杯芳烃是一类具有独特空穴结构的大环化合物，作为模拟酶研究的对象特别受到重视，曾被称为是继冠醚和环糊精之后的第三代主体化合物。

实际上与冠醚和环糊精相比较，杯芳烃确具有很多特点：1.它是一类合成的低聚体，它的空穴结构大小的调节具有较大的自由度；2.它不但可从酚羟基上进行衍生反应．而且可在苯环上进行反应，可获得众多的衍生物，以适应各种需要; 3.它不但能与离子，且能与中性分子形成主客体包合物，这是兼冠醚和环糊精两者之长；4.它的热稳定性及化学稳定性很好，可溶解性较差。

芳烃生产技术进展及趋势探讨摘要：芳烃是国民经济发展的基本原材料，但芳烃市场目前面临供给短缺的状况。

市场竞争日趋激烈，提升资源效率，减少能源物耗是中国芳烃生产技术发展的必然趋势。

本文从芳烃生产技术现状展开分析，探究了芳烃生产过程存在的问题，提出芳烃生产技术发展趋势以供参考。

关键词：芳烃生产技术；技术进展；发展趋势前言：芳烃是有机化学工业中最基础的原材料，大部分来自于原油和煤焦油。

目前芳烃的大量生产都是利用芳烃联合设备进行的，典型的芳烃联合设备还有石脑油加氢、催化重整、裂解汽油加氢等专门制造芳烃的设备，和芳香烃类转移和芳烃分离装置。

涉及的关键性工艺技术主要有:催化剂重整、芳烃抽提、甲基乙烯歧化、烷基转化、二甲苯异构化以及PX分离等芳烃转化工艺技术。

一、芳烃生产技术现状（一）催化重整技术催化重整技术,是在现代化原油生产中改善原油品质和生产石油化工产品的主要技术手段。

本文从字面含义上来阐述说明,所谓催化重整技术,就实质上而言是把已经生产或待提炼的化学原料加以催化,同时经过再次处理改善所应用原材料的品质。

催化重整法是以石油为原材料,在机械催化的影响下,将烃类分子物质再次排列成新分子物质的工艺步骤。

其重要目的是为了制造高辛烷值的物质。

其次是为化学纤维、橡胶、塑料制品和精细化工产品提供原材料。

在目前芳烃的工业生产使用技术中,催化重整技术在使用过程中除了其自身的原料预处理和重整化工序之外,还需要添加的芳烃抽提和精镏设备。

催化剂重整技术在实际使用的流程中,根据对目的产物特点的不同,其程序也存在着不同变化。

以目前石油化工系常见的方法而言,其方法中包含了预处理、催化剂重整、溶液抽提、芳烃精馏等的共同步骤。

（二）芳烃分离技术1.芳烃抽提技术催化重整油或获取芳烃的重要途径，所用到的通用技术就是芳烃抽离技术。

目前主流的芳烃抽提工艺包括抽提蒸馏法和液液抽提法。

其中液液抽提法是借助芳烃与非芳烃在一种或两种及以上溶剂中，表现出不同的溶解度，进而对芳烃分离获取的技术，所用溶剂性能的优劣，对流程布置、装置操作条件及能耗情况有决定性影响。

新型第三代超分子大环主体化合物杯芳烃的合成及应用128张来新等新型第三代超分子大环主体化合物杯芳烃的合成及应用新型第三代超分子大环主体化合物杯芳烃的合成及应用*张来新，马琳（宝鸡文理学院化学化工学院，陕西宝鸡 721013）摘要：简要介绍了杯芳烃的结构、性能及应用；重点介绍了：①新型杯芳烃的合成及应用研究；②新型杯芳烃的自组装及选择性识别作用；③新型杯芳烃对金属离子的选择性识别研究。

并对杯芳烃化学的发展进行了展望。

关键词：杯芳烃，合成，应用中图分类号：O625.1Synthesis and Applications of the Third Generation SupramolecularMacrocyclic Host Compound —CalixarenesZHANG Lai-xin ，MA Lin（Chemistry & Chemical Engineering Department ，Baoji University of Arts and Sciences ，Baoji 721013，Shaanxi ，China ) Abstract: The structure, characteristics, and applications of calixarenes were introduced briefly in this paper. Emphases were put on from three parts: ①synthesis and application of new calixarenes; ②self-assembly and selective recognition of new calixarenes; ③selective recognition of metal ions. Future developments of calixarene chemistry were prospected in the end.Key words: calixarenes ，synthesis ，application收稿日期：2014-11-03*基金项目：陕西省植物化学重点实验室基金资助项目（09JS066）；陕西省教育厅自然科学基金资助课题(04JK147)；宝鸡文理学院自然科学基金资助课题(zk12014)杯芳烃是苯酚与甲醛经缩合反应而生成的一类环状低聚物，因其结构酷似酒杯且是由芳环围成的大环烃类物质，故取名杯芳烃，由于杯芳烃易于合成，便于进行化学修饰，具有可调的环状疏水空腔，结构柔性较大，构象可变，对中性分子离子具有选择性配位能力，兼有环糊精和冠醚两者之优点，故成为继环糊精和冠醚之后的第三代新型大环主体化合物[1]。

两亲性磺化杯芳烃纳米超分子组装体的构筑及其功能中期报告前言本文是关于两亲性磺化杯芳烃纳米超分子组装体的构筑及其功能的中期报告。

该研究涉及到杯芳烃化学、超分子化学和纳米材料等领域，旨在探索新型的杯芳烃纳米超分子组装体的构筑方法及其在催化、识别和传感等方面的应用。

研究背景杯芳烃是一类重要的有机化合物，其具有独特的空心桶形结构，可以通过分子内或分子间作用力形成纳米超分子组装体。

杯芳烃的研究主要涉及到催化、识别、传感等领域，其应用广泛，例如在有机合成反应、化学传感器和分子识别等方面。

磺化杯芳烃是一种具有两性离子性质的杯芳烃，其具有一定的水溶性和亲水性，可以形成纳米超分子组装体，并具有其他杯芳烃所不具备的性质，例如抗菌性等。

因此，磺化杯芳烃在杯芳烃化学中具有重要的地位，并引起了广泛的研究兴趣。

研究内容和方法本研究旨在探索新型的两亲性磺化杯芳烃纳米超分子组装体的构筑方法及其应用。

在研究中，首先合成了一系列的磺化杯芳烃，并通过核磁共振、质谱等分析技术对其结构进行了表征。

随后，通过溶液中的分子自组装，探索了两亲性磺化杯芳烃在不同条件下的纳米超分子组装体的形成，如温度、pH值、离子强度等。

最后，对这些纳米超分子组装体的应用进行了探讨。

研究进展和预期成果截至目前，本研究已经获得了以下进展：1.成功合成了一系列的磺化杯芳烃，并对其结构进行了表征；2.探索了两亲性磺化杯芳烃在不同条件下的纳米超分子组装体的形成；3.初步探讨了这些纳米超分子组装体在催化、识别和传感等方面的应用。

预期成果包括：1.开发出一种通用的方法，用于构筑不同形态的两亲性磺化杯芳烃纳米超分子组装体；2.探索并发现了新型的两亲性磺化杯芳烃纳米超分子组装体，并对其性质进行了研究；3.探讨了这些纳米超分子组装体在催化、识别和传感等方面的应用，并取得了一定的进展。

杂原子桥连杯芳烃的合成与自组装近年来，杂原子桥连杯芳烃在自组装材料领域受到了广泛关注。

它们具有各种有用的性质，如调控性、可控形貌和囊液化学等，可用于多种应用，如智能电子学、光学感应器、生物传感器和材料功能等。

此外，由于它们的显著的光学特性，它们在光纤通信、可见光传感以及光催化等领域有着重要的应用价值。

杂原子桥连杯芳烃是一种由杂原子桥连杯结构构成的高度可控的有机分子，可以通过以下方式来合成：以烷型烃链核为骨架，在其两端结合符合桥连杯形状要求的芳基，再在两个芳基之间结合有机合成所需的受体基团，最终形成桥连杯体。

这种结构具有圆润的外形，内部有空隙，可以溶解或拆分其他活性分子，从而获得有效的控制能力和调节功能。

杂原子桥连杯芳烃的自组装，可以使它们之间形成高度稳定的聚集体，这对其在蛋白质分子、双壁碳纳米管等超分子系统中的功能有重要意义。

它们可以非常有效地改变所吸附到表面上的超分子系统的性质，使自组装材料具有更强的功能性，如吸收性、捕获能力或催化能力等。

杂原子桥连杯芳烃的另一重要应用是其独特的光学性能。

由于其高度可控的形状及对应的独特结构，它们可以分泌出较大的可见光信号，从而可用于吸收、发射和转换光信号，例如可见光传感器以及光纤通信等。

此外，它们还可用于抑制和增强物质的某些化学反应，具有重要的光催化应用价值。

杂原子桥连杯芳烃的合成和自组装是一项复杂的技术，需要精密的合成方法和技术，以及多种不同的合成方法和条件来实现。

合成过程可以分为四个步骤：一是确定所使用的骨架，即杂原子桥连杯结构；二是选择合适的芳基和受体基团，并将其分别连接到杂原子桥连杯结构上；三是确定碱或酸催化剂，以及正确的反应条件；四是进行自组装过程，将受体基团的符合的部分结合在一起，从而获得最终的高度稳定的杂原子桥连杯芳烃聚集体。

总之，杂原子桥连杯芳烃具有多种有用的性质和特性，其高效的合成与自组装技术可以改变各种超分子体系的性质并发挥重要作用。

未来研究者将会探索其它新型杂原子桥连杯芳烃的制备及其在多种应用中的作用，以期提高材料的先进性和普遍性。