一种基于偶氮苯的笼状化合物及其制备方法

本发明涉及偶氮苯化合物，尤其涉及一种基于偶氮苯的笼状化合物及其制备方法。

背景技术：

1、偶氮苯(azobenzene,简称azo)是一类具有独特的光致变色特性的光开关，由于其合成简单、e/z异构前后长度改变明显的特性，引起了人们的广泛关注。这些特性已被用作各种聚合物、表面改性材料、蛋白质探针、分子机器、全息记录设备中的光触发开关，异构化时几何形状的变化可以调节相互作用，从而改变体材料的结构、改变光谱特性或移动阻止或解除阻止活性的取代基。

2、将偶氮苯引入分子笼是其作为光致异构分子的一种重要应用。基于偶氮苯的新型分子笼可以在异构前后结构发生巨大变化，性质发生显著改变；同时由于分子笼本身以及其空腔的变化，使得其可以跟特异性的客体分子结合并且通过光照释放客体，从而在分子机器、发光材料、药物运输和反应催化等诸多领域具有应用潜力。

3、因此，亟需开发一种新的基于偶氮苯的笼状化合物。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种基于偶氮苯的笼状化合物及其制备方法。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

3、本发明第一方面是提供一种如式(ⅵ)所示的基于偶氮苯的笼状化合物：

4、

5、本发明第二方面是提供上述笼状化合物的制备方法，包括如下步骤：

6、步骤一，将如式(ⅰ)所示的化合物1用溶剂溶解，得到第一溶液；将二碳酸二叔丁酯用溶剂溶解，得到第二溶液；在保护气下，将所述第二溶液滴加至所述第一溶液中，于室温条件下搅拌反应，反应结束后进行后处理，得到如式(ⅱ)所示的化合物2；

7、

8、步骤二，在保护气下，将4,4-联苯甲醛溶液滴加至装有化合物2溶液的反应器中，搅拌加热回流，反应结束后冷却；再分批加入nabh4，旋蒸除去大部分溶剂，加入甲醇进行搅拌溶解后，在60-70℃条件下搅拌反应12-24h，结束反应后进行后处理，得到如式(ⅲ)所示的化合物3；

9、

10、步骤三，将盐酸滴入化合物3溶液中，搅拌，旋干溶剂，再加入溶剂，调节ph至碱性，回流反应，结束反应后进行后处理，得到如式(ⅳ)所示的化合物4；

11、

12、步骤四，在保护气下，将如式(ⅴ)所示的化合物5的溶液滴加至化合物4溶液中，进行回流搅拌，回流结束后先降温再旋蒸除去溶剂，然后加入甲醇溶液并搅拌溶解，加入nabh4反应12-24h，结束反应后进行后处理，得到如式(ⅵ)所示的基于偶氮苯的笼状化合物；

13、

14、进一步地，步骤一中，所述化合物1与二碳酸二叔丁酯的摩尔比为1:(1-3)。

15、进一步地，步骤一中，所述溶剂为二氯甲烷；所述反应的时间为18-24h；所述保护气为氩气。

16、进一步地，步骤二中，所述化合物2、4,4-联苯甲醛、nabh4的摩尔比为1:(1-3):(15-20)。

17、进一步地，步骤二中，所述4,4-联苯甲醛溶液、化合物2溶液采用的溶剂均为氯仿；所述保护气为氩气；加热回流的时间为20-30h。

18、进一步地，步骤三中，所述化合物3溶液中的溶剂为50v/v％的甲醇水溶液。

19、进一步地，步骤三中，调节ph的试剂为碳酸氢钠溶液；所述回流反应的反应时间为2-5h。

20、进一步地，步骤四中，所述化合物4、化合物5、nabh4的摩尔比为1:(1-4):(10-15)。

21、进一步地，步骤四中，所述化合物5的溶液、化合物4溶液采用的溶剂均为氯仿；所述保护气为氩气；所述回流搅拌的时间为12-20h。

22、本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

23、常见的偶氮苯笼状化合物为求简化合成步骤通常会引入复数的偶氮苯基团，这样的方法会造成多偶氮苯的笼状化合物异构之后产生多种异构体，严重影响化合物的应用及分析。本发明提供的偶氮苯笼状化合物在异构之后只有两种异构体，极大的拓宽了化合物的应用前景以及简化了物质的分析难度。

技术特征：

1.一种如式(ⅵ)所示的基于偶氮苯的笼状化合物：

2.一种如权利要求1所述的笼状化合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述化合物1与二碳酸二叔丁酯的摩尔比为1:(1-3)。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述溶剂为二氯甲烷；所述反应的时间为18-24h；所述保护气为氩气。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤二中，所述化合物2、4,4-联苯甲醛、nabh4的摩尔比为1:(1-3):(15-20)。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤二中，所述4,4-联苯甲醛溶液、化合物2溶液采用的溶剂均为氯仿；所述保护气为氩气；加热回流的时间为20-30h。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤三中，所述化合物3溶液中的溶剂为50v/v％的甲醇水溶液。

8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤三中，调节ph的试剂为碳酸氢钠溶液；所述回流反应的反应时间为2-5h。

9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤四中，所述化合物4、化合物5、nabh4的摩尔比为1:(1-4):(10-15)。

10.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤四中，所述化合物5的溶液、化合物4溶液采用的溶剂均为氯仿；所述保护气为氩气；所述回流搅拌的时间为12-20h。

技术总结
本发明公开了一种基于偶氮苯的笼状化合物及其制备方法，该基于偶氮苯的笼状化合物如式(Ⅵ)所示。常见的偶氮苯笼状化合物为求简化合成步骤通常会引入复数的偶氮苯基团，这样的方法会造成多偶氮苯的笼状化合物异构之后产生多种异构体，严重影响化合物的应用及分析。本发明提供的偶氮苯笼状化合物在异构之后只有两种异构体，极大的拓宽了化合物的应用前景以及简化了物质的分析难度。

技术研发人员：王巧纯,陈迪志
受保护的技术使用者：华东理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21