技术特征：
1.一种杯芳烃衍生化的超分子大环主体化合物，其特征在于：其具有至少四层芳香结构，能溶解在水中，并具有能容纳客体分子的疏水空腔结构，还能在水中选择性识别亲水小分子，其结构为如下超分子杯1和超分子杯2中的至少一种结构：分子杯1的结构式为：分子杯2的结构式为：2.根据权利要求1所述杯芳烃衍生化的超分子大环主体化合物，其特征在于：当其具有分子杯1的结构时，该化合物具有深空腔，空腔主体部分为苯并咪唑基团，上缘连有氮原子在4号位的吡啶基团，下缘为羧酸钠盐，在水中与客体分子形成“花瓶”构象，将客体分子包裹于超分子杯的空腔中；当其具有分子杯2的结构时，该化合物具有深空腔，空腔主体部分为苯并咪唑基团，上缘连有氮原子在3号位的吡啶基团，下缘为羧酸钠盐，在水中与客体分子形成“花瓶”构象，将客体分子包裹于超分子杯的空腔中。3.一种权利要求1所述杯芳烃衍生化的超分子大环主体化合物的制备方法，其特征在于：以间苯二酚或其衍生物为起始反应原料，制备水溶性吡啶基超分子杯化合物，在下缘通过氧化反应和水解反应引入羧酸钠盐以达到整体具有水溶性，在上缘引入通过与二胺的缩合引入不同的吡啶基团，使中间部分成为了苯丙咪唑基团，并使上缘吡啶的加入缩小空腔口径，减缓客体交换。4.根据权利要求3所述杯芳烃衍生化的超分子大环主体化合物的制备方法，其特征在于，包括如下合成步骤：a.采用以间苯二酚或其衍生物为原料，将不低于0℃下向原料的丙酮溶液中加入jones
试剂，将反应混合物加热至室温并搅拌至少10小时；通过加入2
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异丙醇将反应淬灭并过滤；利用旋转蒸发仪浓缩滤液得到固体，并将固体分别用丙酮和甲醇彻底洗涤至少3次，然后干燥处理；b.将在步骤a中制备的产物和二水合二氯化锡作为反应物，向在冰浴中冷却的圆底烧瓶中加入在步骤a中制备的产物，使产物悬浮在预冷至不高于0℃的乙醇中搅拌；向悬浮液中缓慢加入二水合二氯化锡和质量分数不低于20％的浓盐酸，置换氮气至少3次；然后将圆底烧瓶浸入预热至不低于110℃的油浴中，并剧烈加热回流至少4小时；将反应混合物冷却至室温，过滤，并将得到的固体用浓度不高于3mol/l的盐酸溶液洗涤至少3次，再用不高于0℃的乙腈洗涤至少5次，最后用乙醚洗涤至少5次，然后干燥处理；c.将在步骤b中制备的产物和2
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(4
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吡啶基亚甲基)丙二腈作为反应物，用甲醇溶解在步骤b中制备的产物，并加入质量分数为25
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28％的氨水，得到白色沉淀物，然后使用旋转蒸发仪除去溶剂，将甲醇加入烧瓶中，同时加入2
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(4
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吡啶基亚甲基)丙二腈，在氮气下，并在不高于80℃下剧烈搅拌至少15个小时，然后过滤得到固体，将固体用甲醇洗涤至少3次，水洗涤至少2次，二氯甲烷洗涤至少1次，收集固体，并于真空下干燥；d.将在步骤c中制备的产物和氢氧化钠作为反应物，将在步骤c中制备的产物添加到的另外一个圆底烧瓶中，加入乙醇和四氢呋喃混合溶剂，然后在不高于0℃下加入氢氧化钠水溶液；然后将反应混合物移至不低于40℃下，并搅拌至少10小时；然后将所得固体过滤并用乙醇洗涤至少3次；再将回收的固体悬浮在的丙酮中，然后剧烈搅拌并在回流下加热至少1小时，将悬浮液冷却至室温，过滤，用丙酮洗涤，并在真空下干燥，得到白色固体超分子杯1；e.将在步骤b中制备的产物和2
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(3
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吡啶基亚甲基)丙二腈作为反应物，用甲醇溶解在步骤b中制备的产物，并加入质量分数为25
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28％的氨水，得到白色沉淀物，然后使用旋转蒸发仪除去溶剂，将甲醇加入烧瓶中，同时加入2
‑
(3
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吡啶基亚甲基)丙二腈，在氮气下，并在不高于80℃下剧烈搅拌至少15个小时，然后过滤得到固体，将固体用甲醇洗涤至少3次，乙腈洗涤至少2次，收集固体，并于真空下干燥；f.将在步骤e中制备的产物和氢氧化钠作为反应物，将在步骤e中制备的产物添加到的其他一个圆底烧瓶中，加入乙醇和四氢呋喃混合溶剂，然后在不高于0℃下加入氢氧化钠水溶液；然后将反应混合物移至不低于40℃下，并搅拌至少10小时；然后将所得固体过滤并用乙醇洗涤至少3次；再将回收的固体悬浮在的丙酮中，然后剧烈搅拌并在回流下加热至少1小时，将悬浮液冷却至室温，过滤，用丙酮洗涤，并在真空下干燥，得到白色固体超分子杯2。5.根据权利要求4所述杯芳烃衍生化的超分子大环主体化合物的制备方法，其特征在于：在步骤a中，在浓缩滤液时采用真空浓缩处理，真空浓缩处理的条件为温度不高于50℃，真空度0.09～0.1mpa；采用的jones试剂浓度不低于2.5mol/l，起始反应原料和jones试剂的混合质量比例为1:10。6.根据权利要求4所述杯芳烃衍生化的超分子大环主体化合物的制备方法，其特征在于：在步骤b中，在步骤a中制备的产物和二水合二氯化锡的反应物混合质量比为1:120。7.根据权利要求4所述杯芳烃衍生化的超分子大环主体化合物的制备方法，其特征在于：在步骤c中，在步骤b中制备的产物和2
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(4
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吡啶基亚甲基)丙二腈的反应物混合质量比为1:12，氨水和甲醇的体积比为1:10；或者，在步骤d中，在步骤c中制备的产物和氢氧化钠的反应物混合质量比为1:5，其中
氢氧化钠水溶液的浓度不低于1mol/l，加入乙醇和四氢呋喃的体积比为1:1。8.根据权利要求4所述杯芳烃衍生化的超分子大环主体化合物的制备方法，其特征在于：在步骤e中，在步骤b中制备的产物和2
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(3
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吡啶基亚甲基)丙二腈的反应物混合质量比为1:12，氨水和甲醇的体积比为1:10；或者，在步骤f中，在步骤e中制备的产物和氢氧化钠的反应物混合质量比为1:5，其中氢氧化钠水溶液的浓度不低于1mol/l，加入乙醇和四氢呋喃的体积比为1:1。9.根据权利要求4所述杯芳烃衍生化的超分子大环主体化合物的制备方法，其特征在于：在步骤d中或者在步骤f中，在得到超分子杯1或者超分子杯2之前，进行后处理操作，包括加入大量水，加入大量二氯甲烷洗涤，加入大量乙腈洗涤，真空干燥，减压浓缩，得到超分子杯1或者超分子杯2。10.一种权利要求1所述杯芳烃衍生化的超分子大环主体化合物的应用，其特征在于：所述杯芳烃衍生化的超分子大环主体化合物具有可容纳客体分子的疏水空腔，能识别极性小分子，包括水污染物中含有1,4
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二氧六环的化合物，在识别1，4
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二氧六环后荧光会发生较大的变化，用来检测水中是否含有极性小分子污染物。
技术总结
本发明公开了一种杯芳烃衍生化的超分子大环主体化合物、其制备方法及其应用，以间苯二酚衍生物为起始原料在下缘通过氧化反应和水解反应引入羧酸钠盐以达到整体具有水溶性，在上缘引入通过与二胺的缩合引入不同的吡啶基团，一方面使中间部分成为了苯丙咪唑基团，另一方面上缘吡啶的加入缩小了空腔口径，减缓了客体交换。该制备方法路线工艺简便，原料易得，反应条件温和，产率高，重复性好。本发明公开的超分子杯化合物具有较好的水溶性，同时又提供了一个可以容纳客体分子的疏水空腔，可在水中选择性的识别亲水小分子，包括水污染物1,4
技术研发人员：于洋 关华伟 朱玉洁 陈永青
受保护的技术使用者：上海大学
技术研发日：2021.06.03
技术公布日：2021/10/8