一种环多脲分子、制备方法及其应用

申请号 CN202110406249.2 申请日 2021-04-15 公开(公告)号 CN113087681A 公开(公告)日 2021-07-09
申请人 北京理工大学; 发明人 吴彪; 赵伟; 杨晓娟;
摘要 本 发明 涉及一种环多脲分子、制备方法及其应用,属于化学合成领域。所述环多脲分子以邻苯二脲结构为基本单元,通过不同的桥联基团(芳香基团或烷基链)组成不同大小的多脲大环分子。所述方法首先将4,5‑双R取代‑1,2‑邻苯二胺与双(异氰酸苯酯)或双( 氨 基 甲酸 酯)反应得到双胺中间体,然后所述双胺中间体再与双(异氰酸苯酯)或双(氨基甲酸酯)反应即可得到目标产物。所述方法简单高效且具有普适性。所述环多脲分子可用于对阴离子的识别。
权利要求

1.一种环多脲分子,其特征在于:所述环多脲分子为环四脲分子或环八脲分子;
其中,所述环四脲分子的结构式为:
其中,R为‑H、‑F或‑CH3;X、Y分别独立为‑CH2、‑O、‑S或‑C(CF3)2;
所述环八脲分子的结构式为:
其中,R为‑H、‑F或‑CH3;X为‑CH2、‑O、‑S或‑C(CF3)2;n为自然数。
2.一种如权利要求1所述的环多脲分子的制备方法,其特征在于:所述方法步骤如下:
步骤一、氮气氛围下,将4,5‑双R取代‑1,2‑邻苯二胺溶于溶剂Ⅰ中得到溶液Ⅰ,将双(异氰酸苯酯)或双(甲酸酯)溶于溶剂Ⅱ中得到溶液Ⅱ,将溶液Ⅱ逐滴加入溶液Ⅰ中,‑20~
10℃下进行反应,通过薄层色谱分析检测双(异氰酸苯酯)或双(氨基甲酸酯)反应完全,固液分离,用溶剂Ⅰ或溶剂Ⅱ洗涤固体,干燥后得到目标中间产物,双胺中间体S;
步骤二、当所述环多脲分子为环四脲分子时,氮气氛围下,将所述双胺中间体S溶于溶剂Ⅲ中得到溶液Ⅲ,将双(异氰酸苯酯)或双(氨基甲酸酯)溶于溶剂Ⅳ中得到溶液Ⅳ,将溶液Ⅳ加入到溶液Ⅲ中,70~110℃下进行反应,通过薄层色谱分析检测双(异氰酸苯酯)或双(氨基甲酸酯)反应完全,得到反应液,旋蒸所述反应液至有沉淀析出,加入反溶剂至沉淀析出完全,过滤,固体用所述反溶剂洗涤后干燥,得到一种环四脲分子;
当所述环多脲分子为环八脲分子时,氮气氛围下,将所述双胺中间体S溶于溶剂Ⅲ中得到溶液Ⅲ,将线性双(异氰酸苯酯)溶于溶剂Ⅴ中得到溶液Ⅴ,将溶液Ⅴ加入到溶液Ⅲ中,70~110℃下进行反应,通过薄层色谱分析检测线性双(异氰酸苯酯)反应完全,得到反应液,旋蒸所述反应液至有沉淀析出,加入反溶剂至沉淀析出完全,过滤,固体用所述反溶剂洗涤后干燥,得到一种环八脲分子;
其中,步骤一中所述4,5‑双R取代‑1,2‑邻苯二胺的结构式为 R为‑H、‑F或‑CH3;
步骤一中所述双(异氰酸苯酯)的结构式为 X为‑CH2、‑O、‑S或‑C(CF3)2;
步骤一中所述双(氨基甲酸酯)的结构式为 Y为‑CH2、‑O、‑S或‑C
(CF3)2;R’为
步骤一中所述溶剂Ⅰ和溶剂Ⅱ互溶;
步骤一中当将双(氨基甲酸酯)溶于溶剂Ⅱ中得到溶液Ⅱ时,将溶液Ⅱ逐滴加入溶液Ⅰ中并加入有机催化剂;
当所述环多脲分子为环四脲分子时,步骤二中当将双(氨基甲酸酯)溶于溶剂Ⅳ中得到溶液Ⅳ,将溶液Ⅳ加入到溶液Ⅲ中并加入有机碱催化剂;
当所述环多脲分子为环八脲分子时,步骤二中所述线性双(异氰酸苯酯)的结构式为n为自然数。
3.如权利要求2所述的一种环多脲分子的制备方法,其特征在于:步骤一中4,5‑双R取代‑1,2‑邻苯二胺与双(异氰酸酯)或双(氨基甲酸酯)的摩尔比为2:1。
4.如权利要求2所述的一种环多脲分子的制备方法,其特征在于:步骤一中所述溶剂Ⅰ和溶剂Ⅱ分别独立为四氢呋喃、二氯甲烷、三氯甲烷、乙腈、丙
5.如权利要求2所述的一种环多脲分子的制备方法,其特征在于:当所述环多脲分子为环四脲分子时,步骤二中所述双胺中间体S与双(异氰酸酯)或双(氨基甲酸酯)的摩尔比为
1:1;当所述环多脲分子为环八脲分子时,步骤二中所述双胺中间体S与线性双(异氰酸酯)的摩尔比为1:1。
6.如权利要求2所述的一种环多脲分子的制备方法,其特征在于:步骤二中所述溶剂Ⅲ为N,N‑二甲基甲酰胺、乙腈、丙酮和四氢呋喃中的一种以上;所述反溶剂为丙酮、乙醚、环己烷、正己烷和石油醚中的一种以上;当所述环多脲分子为环四脲分子时,所述溶剂Ⅳ为四氢呋喃、二氯甲烷、三氯甲烷、乙腈和丙酮中的一种以上;且所述反溶剂与所述溶剂Ⅲ或溶剂Ⅳ不同时为丙酮;当所述环多脲分子为环八脲分子时,步骤二中所述溶剂Ⅴ为四氢呋喃、二氯甲烷、三氯甲烷、乙腈和丙酮中的一种以上;且所述反溶剂与所述溶剂Ⅲ或溶剂Ⅴ不同时为丙酮。
7.如权利要求2所述的一种环多脲分子的制备方法,其特征在于:所述有机碱催化剂为三乙胺、吡啶、二异丙基乙胺、三乙烯二胺、1,8‑二氮杂二环十一‑7‑烯、4‑二甲基吡啶。
8.如权利要求2所述的一种环多脲分子的制备方法,其特征在于:所述有机碱催化剂与双(氨基甲酸酯)的摩尔比为1:1。
9.一种如权利要求1所述的环多脲分子的应用,其特征在于:所述环多脲分子作为阴离子受体用于对阴离子的识别。
10.一种如权利要求1所述的环多脲分子的应用,其特征在于:所述环多脲分子作为阴离子受体用于对硫酸根离子的识别。

说明书全文

一种环多脲分子、制备方法及其应用

技术领域

[0001] 本发明涉及一种环多脲分子、制备方法及其应用,属于化学合成领域。

背景技术

[0002] 环多脲分子是以多脲片段为主要骨架结构的一类功能性化合物,在自组装材料、不对称催化、小分子识别尤其是阴离子识别领域具有巨大的潜在应用价值。然而,受限于脲基基团之间的分子间氢键作用,多脲大环分子的溶解度低、难纯化,极大限制了相关多脲大环分子的制备。
[0003] 专利申请PCT WO99/51570和Xin Wu等(Gale Chem 2019,5,1210‑1222.)分别采用3步和5步反应制备了两种具有不同取代基的环四脲类分子,但是产率相对较低,制备方法路线较长,目标产物纯化存在一定的难度。首先,两种方法都需要较为昂贵、对环境有害的原材料、中间体和催化剂(例如:合肼、金属镍、三光气和氯化亚等),不利于环四脲类分子的大规模制备。其次,两种方法仅个别环四脲分子的制备方法,并不适用于其他多脲大环分子,所述方法的普适性低。

发明内容

[0004] 有鉴于此,本发明的目的在于提供一种环多脲分子、制备方法及其应用。
[0005] 所述环多脲分子以邻苯二脲结构为基本单元,通过不同的桥联基团(芳香基团或烷基链)组成不同大小的多脲大环分子;所述方法操作简单且具有普适性。所述环多脲分子用于阴离子识别领域。
[0006] 为实现上述目的,本发明的技术方案如下。
[0007] 一种环多脲分子,所述环多脲分子为环四脲分子或环八脲分子,所述环四脲分子的结构式如式Ⅰ所示:
[0008]
[0009] 其中,R为‑H、‑F或‑CH3;X、Y分别独立为‑CH2、‑O、‑S或‑C(CF3)2。
[0010] 所述环八脲分子的结构式如式Ⅱ所示:
[0011]
[0012] 其中,R为‑H、‑F或‑CH3;X为‑CH2、‑O、‑S或‑C(CF3)2;n为自然数。
[0013] 本发明所述的一种环多脲分子的制备方法,所述方法步骤如下:
[0014] 步骤一、氮气氛围下,将4,5‑双R取代‑1,2‑邻苯二胺溶于溶剂Ⅰ中得到溶液Ⅰ,将双(异氰酸苯酯)或双(甲酸酯)溶于溶剂Ⅱ中得到溶液Ⅱ,将溶液Ⅱ逐滴加入溶液Ⅰ中,‑20~10℃下进行反应,通过薄层色谱分析检测双(异氰酸苯酯)或双(氨基甲酸酯)反应完全,固液分离,用溶剂Ⅰ或溶剂Ⅱ洗涤固体,干燥后得到目标中间产物,双胺中间体S;
[0015] 步骤二、当所述环多脲分子为环四脲分子时,氮气氛围下,将所述双胺中间体S溶于溶剂Ⅲ中得到溶液Ⅲ,将双(异氰酸苯酯)或双(氨基甲酸酯)溶于溶剂Ⅳ中得到溶液Ⅳ,将溶液Ⅳ加入到溶液Ⅲ中,70~110℃下进行反应,通过薄层色谱分析检测双(异氰酸苯酯)或双(氨基甲酸酯)反应完全,得到反应液,旋蒸所述反应液至有沉淀析出,加入反溶剂至沉淀析出完全,过滤,固体用所述反溶剂洗涤后干燥,得到一种环四脲分子;
[0016] 当所述环多脲分子为环八脲分子时,氮气氛围下,将所述双胺中间体S溶于溶剂Ⅲ中得到溶液Ⅲ,将线性双(异氰酸苯酯)溶于溶剂Ⅴ中得到溶液Ⅴ,将溶液Ⅴ加入到溶液Ⅲ中,70~110℃下进行反应,通过薄层色谱分析检测线性双(异氰酸苯酯)反应完全,得到反应液,旋蒸所述反应液至有沉淀析出,加入反溶剂至沉淀析出完全,过滤,固体用所述反溶剂洗涤后干燥,得到一种环八脲分子;
[0017] 其中,步骤一中所述4,5‑双R取代‑1,2‑邻苯二胺的结构式为 R为‑H、‑F或‑CH3;
[0018] 步骤一中所述双(异氰酸苯酯)的结构式为 X为‑CH2、‑O、‑S或‑C(CF3)2;
[0019] 步骤一中所述双(氨基甲酸酯)的结构式为 Y为‑CH2、‑O、‑S或‑C(CF3)2;R’为
[0020] 步骤一中所述溶剂Ⅰ和溶剂Ⅱ互溶;
[0021] 步骤一中当将双(氨基甲酸酯)溶于溶剂Ⅱ中得到溶液Ⅱ时,将溶液Ⅱ逐滴加入溶液Ⅰ中并加入有机催化剂;
[0022] 当所述环多脲分子为环四脲分子时,步骤二中当将双(氨基甲酸酯)溶于溶剂Ⅳ中得到溶液Ⅳ,将溶液Ⅳ加入到溶液Ⅲ中并加入有机碱催化剂;
[0023] 当所述环多脲分子为环八脲分子时,步骤二中所述线性双(异氰酸苯酯)的结构式为 n为自然数。
[0024] 优选的,步骤一中4,5‑双R取代‑1,2‑邻苯二胺与双(异氰酸酯)或双(氨基甲酸酯)的摩尔比为2:1。
[0025] 优选的,步骤一中所述溶剂Ⅰ和溶剂Ⅱ分别独立为四氢呋喃、二氯甲烷、三氯甲烷、乙腈、丙
[0026] 优选的,当所述环多脲分子为环四脲分子时,步骤二中所述双胺中间体S与双(异氰酸酯)或双(氨基甲酸酯)的摩尔比为1:1;当所述环多脲分子为环八脲分子时,步骤二中所述双胺中间体S与线性双(异氰酸酯)的摩尔比为1:1。
[0027] 优选的,步骤二中所述溶剂Ⅲ为N,N‑二甲基甲酰胺、乙腈、丙酮和四氢呋喃中的一种以上;所述反溶剂为丙酮、乙醚、环己烷、正己烷和石油醚中的一种以上;当所述环多脲分子为环四脲分子时,所述溶剂Ⅳ为四氢呋喃、二氯甲烷、三氯甲烷、乙腈和丙酮中的一种以上;且所述反溶剂与所述溶剂Ⅲ或溶剂Ⅳ不同时为丙酮;当所述环多脲分子为环八脲分子时,步骤二中所述溶剂Ⅴ为四氢呋喃、二氯甲烷、三氯甲烷、乙腈和丙酮中的一种以上;且所述反溶剂与所述溶剂Ⅲ或溶剂Ⅴ不同时为丙酮。
[0028] 优选的,所述有机碱催化剂为三乙胺、吡啶、二异丙基乙胺、三乙烯二胺、1,8‑二氮杂二环十一‑7‑烯、4‑二甲基吡啶。
[0029] 优选的,所述有机碱催化剂与双(氨基甲酸酯)的摩尔比为1:1。
[0030] 一种环多脲分子的应用,所述环多脲分子作为阴离子受体用于对阴离子的识别。
[0031] 优选的,所述环多脲分子作为阴离子受体用于对硫酸根离子的识别。
[0032] 有益效果
[0033] (1)本发明所述环多脲分子以典型、可重复的邻苯二脲结构为基本单元,通过不同的桥联基团(芳香基团或烷基链)组成不同大小的多脲大环分子。
[0034] (2)本发明所用原料简单易得,成本低;所述方法简单高效,只需两步反应,无需柱分离即可制备目标分子;且本发明所述方法具有高普适性,可以制备不同结构的环多脲分子。进一步通过控制原料的用量目标分子的总产率可达80%以上。
[0035] (3)本发明所述环多脲分子作为阴离子受体用于对阴离子的识别。进一步的用于对硫酸根离子的识别时,单晶衍射结构分析证实,所述环多脲分子能够通过脲基官能团强氢键给体作用与硫酸根离子结合,形成配合物。在晶体结构中观察到硫酸根离子与环多脲分子之间的氢键作用。附图说明
[0036] 图1为实施例8所述晶体结构图;
[0037] 图2为实施例9所述晶体结构图;
[0038] 图3为实施例10所述晶体结构图;
[0039] 图4为实施例11所述晶体结构图;
[0040] 图5为实施例12所述晶体结构图;

具体实施方式

[0041] 下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
[0042] 以下实施例中:
[0043] (1)所述化合物双(氨基甲酸酯)EDC结构式为 通过以下方法制备得到:
[0044] 三口瓶中,将4‑硝基氯甲酸酯(600mg)在氮气氛围下溶于20mL四氢呋喃,搅拌,加入4,4‑二氨基二苯醚(200mg),反应液由无色澄清变成白浑浊,80℃回流过夜反应,将反应液旋干,用乙醚析出产物,干燥得到白色固体产物,双(氨基甲酸酯)EDC(504mg,收率95%)。
[0045] 所述产物的氢谱和质谱结果如下:一维氢谱核磁(布鲁克400MHz,DMSO‑d6,ppm):10.46(s,2H),8.31(d,4H),7.53‑7.50(m,8H),7.01(d,4H)。质谱(布鲁克ESI‑Q‑TOF):[M+H+
]:531.2。
[0046] (2)所述化合物双(氨基甲酸酯)SDC的结构式为 通过以下方法制备得到:
[0047] 在N2气氛下,向4‑硝基苯基氯甲酸酯(0.51g)的四氢呋喃(10mL)溶液中滴加4,4‑二氨基二苯基硫醚(0.22g)的四氢呋喃(10mL)溶液,升温到80℃后反应12小时,将反应液冷却至室温,旋蒸除去溶剂,乙醚洗涤,干燥产物,得到白色固体产物,双(氨基甲酸酯)SDC(0.47g,收率85%)。
[0048] 实施例1
[0049] 步骤一:在N2气氛下,称取1,2‑邻苯二胺(0.66g)溶于10毫升的四氢呋喃中得到溶液Ⅰ,称取4,4'‑亚甲基双(异氰酸苯酯)(MDI)(0.5g)溶于10毫升四氢呋喃中得到溶液Ⅱ,将所述溶液Ⅱ逐滴加入到溶液Ⅰ中,水浴(0℃)条件下反应15分钟后,通过薄层色谱分析检测到MDI已反应完全,抽滤,得到的固体用四氢呋喃和乙醚洗涤,真空干燥得到目标中间产物(白色固体),双胺中间体S1(0.91g,收率99%)。
[0050] 所述目标中间产物的氢谱和质谱结果如下:一维氢谱核磁(布鲁克400MHz,DMSO‑d6,ppm):δ=8.67(2H),7.67(2H),7.36‑7.32(6H),7.09(4H).6.81(2H),6.72(2H),6.58+(2H),4.72(4H),3.80(2H)。质谱(布鲁克ESI‑Q‑TOF):[M+Na]:489.2。
[0051] 步骤一的反应方程式如下:
[0052]
[0053] 步骤二:在N2气氛下,称取所述双胺中间体S1(233mg)溶于10毫升的N,N‑二甲基甲酰胺并超声使其全部溶解得到溶液Ⅲ,将所述溶液Ⅲ转移到三颈瓶中并加热至100℃;称取4,4'‑亚甲基双(异氰酸苯酯)(MDI)(125mg)溶于5毫升的四氢呋喃中得到溶液Ⅳ,将所述溶液Ⅳ加入到三颈瓶中,100℃下反应1h后,通过薄层色谱分析检测到MDI已反应完全,得到反应液,旋蒸所述反应液至有沉淀析出,然后加入丙酮逼出白色固体至沉淀完全,过滤,得到的固体用丙酮洗涤,真空干燥得到目标产物(白色固体),环四脲分子MU(325mg,收率92%)。
[0054] 所述目标产物的氢谱和质谱结果如下:一维氢谱核磁(布鲁克400MHz,DMSO‑d6,ppm):δ=9.01(2H),8.02(2H),7.57(2H),7.36(4H).7.10(4H),7.04(2H),3.80(2H)。质谱+(布鲁克ESI‑Q‑TOF):[M+K]:755.3。
[0055] 步骤二的反应方程式如下:
[0056]
[0057] 实施例2
[0058] 步骤一:同实施例1步骤一。
[0059] 步骤二:在N2气氛下,称所述双胺中间体S1(233mg)溶于10毫升的N,N‑二甲基甲酰胺中得到溶液Ⅲ,将所述溶液Ⅲ转移到三颈瓶中并加热到100℃。称取化合物EDC(265mg)溶于10毫升的N,N‑二甲基甲酰胺中得到溶液Ⅳ,将所述溶液Ⅳ缓慢加入到三颈瓶中并加入三乙胺(0.5毫升),100℃下反应3h后,通过薄层色谱分析检测到EDC已反应完全,得到反应液,旋蒸所述反应液至有沉淀析出,然后加入丙酮逼出白色固体至沉淀完全,过滤,得到的固体用乙醚洗涤,真空干燥得到目标产物(白色固体),环四脲分子MUE(320mg,收率89%)。
[0060] 所述目标产物的氢谱和质谱结果如下:一维氢谱核磁(布鲁克400MHz,DMSO‑d6,ppm):δ=9.04(4H),8.02(4H),7.59(4H),7.46‑7.43(4H).7.38‑7.35(4H).7.12‑7.08(4H),+7.07‑7.03(4H),6.92‑6.90(4H).3.79(2H)。质谱(布鲁克ESI‑Q‑TOF):[M+Na]:741.3。
[0061] 步骤二的反应方程式如下:
[0062]
[0063] 实施例3
[0064] 步骤一:在N2气氛下,称取1,2‑邻苯二胺(500mg)溶于10毫升的四氢呋喃中得到溶液Ⅰ,将化合物EDC(1.06g)溶于5毫升的四氢呋喃中得到溶液Ⅱ,将所述溶液Ⅱ滴加到所述溶液Ⅰ并加入2毫升的三乙胺,冰水浴(0℃)条件下反应2h后,通过薄层色谱分析检测到EDC已反应完全,抽滤,得到的固体用乙醚多次洗涤,真空干燥后得到目标中间产物(白色固体),双胺中间体S2(895mg,收率95%)。
[0065] 所述目标中间产物的氢谱和质谱结果如下:一维氢谱核磁(布鲁克400MHz,DMSO‑d6,ppm):δ=8.72(2H),7.68(2H),7.43(4H),7.32(2H).6.91(4H),6.82(2H),6.73(2H),+6.57(2H),4.77(4H)。质谱(布鲁克ESI‑Q‑TOF):[M+Na]:491.2。
[0066] 步骤一的反应方程式如下:
[0067]
[0068] 步骤二:在N2气氛下,称取所述双胺中间体S2(186mg)和三乙胺(0.5毫升)溶于10毫升的N,N‑二甲基甲酰胺中得到溶液Ⅲ,将所述溶液Ⅲ转移到三颈瓶中并加热到100℃,称取化合物EDC(212mg)溶于10毫升的N,N‑二甲基甲酰胺溶液中得到溶液Ⅳ,将所述溶液Ⅳ滴加到三颈瓶中,100℃下搅拌反应2h后,通过薄层色谱分析检测到EDC已反应完全,得到反应液,旋蒸所述反应液至有沉淀析出,然后加入丙酮逼出固体至沉淀完全,所述固体用乙醚多次洗涤,真空干燥得到目标产物(淡黄色固体),环四脲分子EU(273mg,收率95%)。
[0069] 所述目标产物的氢谱和质谱结果如下:一维氢谱核磁(布鲁克400MHz,DMSO‑d6,ppm):δ=9.05(4H),8.03(4H),7.58(4H),7.45(8H).7.08(4H),6.93(8H)。质谱(布鲁克ESI‑+Q‑TOF):[M+Na]:743.2。
[0070] 步骤二的反应方程式如下:
[0071]
[0072] 实施例4
[0073] 步骤一:同实施例1步骤一。
[0074] 步骤二:在N2气氛下,称取所述双胺中间体S1(184mg)溶于10毫升N,N‑二甲基甲酰胺中得到溶液Ⅲ,将所述溶液Ⅲ转移到三颈瓶中并加热到100℃,称取六亚甲基双异氰酸酯(HDI)(67mg)溶于7毫升的二氯甲烷中得到溶液Ⅴ,将所述溶液Ⅴ滴加到三颈瓶中,100℃下搅拌反应1h后,通过薄层色谱分析检测到HDI已反应完全,反应结束后得到反应液,旋蒸所述反应液至有沉淀析出,然后加入丙酮逼出大量白色固体至沉淀析出完全,过滤,得到的固体用乙醚多次洗涤,真空干燥得到目标产物(白色固体),环八脲分子MUH(237mg,收率94%)。
[0075] 所述目标产物的氢谱和质谱结果如下:一维氢谱核磁(布鲁克400MHz,DMSO‑d6,ppm):δ=9.00(4H),7.96(4H),7.79(4H),7.54‑7.47(8H),7.36(8H),7.09(8H),7.01‑6.98(8H),6.51(4H),3.78(4H),3.08(8H),1.44(8H),1.30(8H)。质谱(布鲁克ESI‑Q‑TOF):[M+K+]:1307.5。
[0076] 步骤二的反应方程式如下:
[0077]
[0078] 实施例5
[0079] 步骤一:同实施例3步骤一。
[0080] 步骤二:在N2气氛下,称取所述双胺中间体S2(186mg)溶于10毫升N,N‑二甲基甲酰胺中得到溶液Ⅲ,将所述溶液Ⅲ转移到三颈瓶中并加热到100℃,称取六亚甲基双异氰酸酯(HDI)(67mg)溶于2毫升的二氯甲烷中得到溶液Ⅴ,将所述溶液Ⅴ滴加到三颈瓶中,100℃下搅拌反应1h后,通过薄层色谱分析检测到HDI已反应完全,得到反应液,旋蒸所述反应液至有沉淀析出,然后加入丙酮逼出大量白色固体至沉淀析出完全,过滤,得到的固体用乙醚多次洗涤,真空干燥得到目标产物(白色固体),环八脲分子EUH(234mg,收率92%)。
[0081] 所述目标产物的氢谱和质谱结果如下:一维氢谱核磁(布鲁克400MHz,DMSO‑d6,ppm):δ=9.06(H),7.99(4H),7.81(4H),7.53‑7.49(8H),7.43(8H),7.04‑6.98(8H),6.90+(8H),6.51(4H),3.08(8H),1.44(8H),1.30(8H)。质谱(布鲁克ESI‑Q‑TOF):[M+Na] :
1295.5。
[0082] 步骤二的反应方程式如下:
[0083]
[0084] 实施例6
[0085] 步骤一:在N2气氛下,将1,2‑邻苯二胺(0.162g)溶于10毫升的四氢呋喃中得到溶液Ⅰ,将化合物SDC(0.273g)溶于10毫升的四氢呋喃中得到溶液Ⅱ,将所述溶液Ⅱ滴加到所述溶液Ⅰ并加入三乙胺(0.5毫升),冰水浴(0℃)条件下反应1h后,通过薄层色谱分析检测到SDC已反应完全,抽滤,得到的固体用乙醚洗涤,干燥,得到目标中间产物(白色固体),双胺中间体S3(0.25g,收率93%)。
[0086] 所述目标中间产物的氢谱和质谱结果如下:一维氢谱核磁(布鲁克400MHz,DMSO‑d6,ppm):δ=8.99(2H),7.73(2H),7.45(4H),7.32(2H).7.23(4H),6.84(2H),6.73(2H),+6.57(2H),4.78(4H)。质谱(布鲁克ESI‑Q‑TOF):[M+Na]:507.2。
[0087] 步骤一的反应方程式如下:
[0088]
[0089] 步骤二:在N2气氛下,称取所述双胺中间体S3(145mg)溶于10毫升N,N‑二甲基甲酰胺中得到溶液Ⅲ,将所述溶液Ⅲ转移到三颈瓶中并加热到100℃,称取六亚甲基双异氰酸酯(HDI)(50mg)溶于5毫升二氯甲烷中得到溶液Ⅴ,将所述溶液Ⅴ滴加到三颈瓶中,100℃下搅拌反应2h后,通过薄层色谱分析检测到HDI已反应完全,得到反应液,旋蒸所述反应液至有沉淀析出,然后加入丙酮逼出大量白色固体至沉淀析出完全,过滤,固体用乙醚洗涤,干燥,得到目标产物(黄灰色固体),环八脲分子SUH(178mg,收率72%)。
[0090] 所述目标产物的氢谱和质谱结果如下:一维氢谱核磁(布鲁克400MHz,丙酮‑d6,ppm):δ=11.36(s,4H),11.14(s,4H),10.16(s,4H),8.77(t,4H),8.27(d,4H),7.81(d,8H),+7.60(d,4H),7.26(d,8H),6.85(t,4H),6.76(t,4H).质谱(布鲁克ESI‑Q‑TOF):[M+H] :
1305.6。
[0091] 步骤二的反应方程式如下:
[0092]
[0093] 实施例7
[0094] 步骤一:在N2气氛下,称取1,2‑邻苯二胺(0.66g)溶于10毫升的四氢呋喃中得到溶液Ⅰ,称取2,2‑双(4‑异氰酸苯基)六氟丙烷(0.5g)溶于10毫升四氢呋喃中得到溶液Ⅱ,然后将所述溶液Ⅱ逐滴加入到溶液Ⅰ中,冰水浴(0℃)条件下反应15分钟后,通过薄层色谱分析检测到2,2‑双(4‑异氰酸苯基)六氟丙烷已反应完全,抽滤,得到的固体用大量四氢呋喃和乙醚洗涤多次,真空干燥得到目标中间产物,双胺中间体S4。
[0095] 步骤二:在N2气氛下,称取所述双胺中间体S4(210mg)溶于10毫升的N,N‑二甲基甲酰胺得到溶液Ⅲ,将所述溶液Ⅲ加入到三颈瓶中并加热至100℃。称取2,2‑双(4‑异氰酸苯基)六氟丙烷(125mg)溶于5毫升四氢呋喃中得到溶液Ⅳ,将所述溶液Ⅳ加入到三颈瓶中,100℃下反应1h后,通过薄层色谱分析检测到2,2‑双(4‑异氰酸苯基)六氟丙烷已反应完全,得到反应液,旋蒸所述反应液至有沉淀析出,然后加入丙酮逼出固体至沉淀完全,过滤,得到的固体用丙酮洗涤,真空干燥得到目标产物,所述目标产物的氢谱和质谱结果表明所述目标产物为环四脲分子CF3U。
[0096] 反应方程式如下:
[0097]
[0098] 实施例8
[0099] 称取实施例1所述环四脲分子MU(20mg),加入到四乙基硫酸铵(20mg)的乙腈(5mL)溶液中,室温下搅拌过夜。离心,收集上清液,将所述上清液加入到装有乙腈的烧杯中,将所述烧杯与另一装有乙醚的烧杯共同放置在同一密闭环境中进行气相扩散,在装有乙腈的烧杯中得到无色晶体,对所述晶体进行单晶衍射结构分析,其结构如图1所示,结果表明,一个环四脲分子MU可以与两个硫酸根离子结合配位。
[0100] 实施例9
[0101] 称取实施例3所述环四脲分子EU(30mg),加入到四乙基硫酸铵(30mg)的乙腈溶液中(7mL),室温下搅拌过夜。离心,收集上清液,将所述上清液加入到装有乙腈的烧杯中,将所述烧杯与另一装有乙醚的烧杯共同放置在同一密闭环境中进行气相扩散,在装有乙腈的烧杯中得到无色晶体,对所述晶体进行单晶衍射结构分析,其结构如图2所示,结果表明,一个环四脲分子EU可以与两个硫酸根离子结合配位。
[0102] 实施例10
[0103] 称取实施例2所述环四脲分子MUE(25mg),加入到四乙基硫酸铵(25mg)的乙腈溶液中(10mL),室温下搅拌过夜。离心,收集上清液,将所述上清液加入到装有乙腈的烧杯中,将所述烧杯与另一装有乙醚的烧杯共同放置在同一密闭环境中进行气相扩散,在装有乙腈的烧杯中得到无色晶体,对所述晶体进行单晶衍射结构分析,其结构如图3所示,结果表明,一个环四脲分子MUE可以与两个硫酸根离子结合配位。
[0104] 实施例11
[0105] 称取实施例4所述环八脲分子MUH(50mg),加入到四乙基硫酸铵(50mg)的丙酮(6mL)和N,N‑二甲基甲酰胺溶液中(1mL),室温下搅拌过夜。离心,收集上清液,将所述上清液加入到装有丙酮和N,N‑二甲基甲酰胺的烧杯中,将所述烧杯与另一装有乙醚的烧杯共同放置在同一密闭环境中进行气相扩散,在装有丙酮和N,N‑二甲基甲酰胺的烧杯中得到无色晶体,对所述晶体进行单晶衍射结构分析,其结构如图4所示,结果表明,一个环八脲分子MUH可以与两个硫酸根离子结合配位。
[0106] 实施例12
[0107] 称取实施例5所述环八脲分子EUH(50mg),加入到四乙基硫酸铵(50mg)的丙酮(10mL)和N,N‑二甲基甲酰胺溶液中(1mL),室温下搅拌过夜。离心,收集上清液,将所述上清液加入到装有丙酮和N,N‑二甲基甲酰胺的烧杯中,将所述烧杯与另一装有乙醚的烧杯共同放置在同一密闭环境中进行气相扩散,在装有丙酮和N,N‑二甲基甲酰胺的烧杯中得到无色晶体,对所述晶体进行单晶衍射结构分析,其结构如图5所示,结果表明,一个环八脲分子EUH可以与两个硫酸根离子结合配位。
[0108] 综上所述,发明包括但不限于以上实施例,凡是在本发明的精神和原则之下进行的任何等同替换或局部改进,都将视为在本发明的保护范围之内。
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