專利名稱：一種制備含羥基杯[4]芳烴衍生物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備含羥基杯[4]芳烴衍生物的方法，具體涉及一種 25, 26, 27， 28-四羥基乙氧基-杯[4]芳烴的制備方法。
背景技術(shù)：
杯芳烴(Calixarene )是由苯酚單元通過亞甲基在酚羥基鄰位連接而構(gòu)成的一 類大環(huán)化合物，它的出現(xiàn)是與酚醛樹脂的研究密切相關(guān)的。1942年，奧地利化 學(xué)家Alois Zinke發(fā)現(xiàn)叔丁基苯酚與甲醛水溶液在氫氧化鈉存在下的反應(yīng)產(chǎn)物不 是他預(yù)期的線型酚醛樹脂，而是一個(gè)高熔點(diǎn)的晶狀化合物，經(jīng)鑒定為環(huán)狀的四聚 體(如下圖)，這是杯芳烴發(fā)現(xiàn)的淵源。
20世紀(jì)70年代末，隨著冠醚、環(huán)糊精等大環(huán)化合物研究工作的深入，發(fā)現(xiàn)它 們有作為模擬酶的可能性，于是這類大環(huán)化合物引起了科學(xué)界的廣泛重視，并將 這類化合物命名為"杯芳烴"(Calixarene,calk源于希臘文酒杯，arene為芳香烴類)。
作為第三代超分子主體化合物，杯芳烴具有獨(dú)特的空穴結(jié)構(gòu)，與冠醚和環(huán)糊 精相比具有如下特點(diǎn):(I)它是一類合成的低聚物，它的空穴結(jié)構(gòu)大小的調(diào)節(jié)具有 較大的自由度；(2)通過控制不同的反應(yīng)條件及引入適當(dāng)?shù)娜〈?，可固定所?要的構(gòu)象；(3)不但可以在杯芳烴下緣的酚輕基和上緣的苯環(huán)對(duì)位發(fā)生衍生化反 應(yīng)，而且連接苯環(huán)單元的亞甲基都能進(jìn)行各種選擇性功能化，這不僅能改善杯芳 烴自身水溶性差的不足，而且還可以改善其分子絡(luò)合能力和模擬酶活力；(4)它 的熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性很好，可溶性雖較差，但這各有利弊的一面，通過衍生 化之后，某些衍生物具有很好的溶解性；(5)杯芳烴不但能與離子，且能與中性 分子形成主客體包合物，這是容冠醚和環(huán)糊精兩者之長；(6)杯芳烴的合成較為
簡單，可望獲得較為廉價(jià)的產(chǎn)品。
基于杯芳烴上述的一些特點(diǎn)，自70年代末至整個(gè)80年代，杯芳烴的研究工作 發(fā)展非常迅速，到現(xiàn)在已有多本專著和多篇綜述性文章報(bào)道杯芳烴在液膜傳輸、 絡(luò)合萃取分子探針、分子器件、傳感器、液晶、非線性光學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。
上世紀(jì)70年代，美、日、德、英等國化學(xué)家先后就衍生物的合成及其性能開 展了系列研究，并在配合物、分析化學(xué)、分子識(shí)別、分子催化等領(lǐng)域的應(yīng)用中取 得了突破性進(jìn)展。國內(nèi)的研究起步于卯年代初期，中國科學(xué)院北京化學(xué)研究所、 南開大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、武漢大學(xué)等單位開展了系列研究并取得了一些有價(jià)值的研 究成果。杯芳烴研究熱點(diǎn)之一是新型杯芳烴衍生物的合成，合成熱點(diǎn)主要表現(xiàn)在 新型杯芳烴基體的采用、上沿取代基的多位功能化、下沿取代基的橋聯(lián)、醚化、 酯化和多穴化及在分子中導(dǎo)入含有O,N， S及兩性金屬的基團(tuán)等方面。另一個(gè)熱點(diǎn) 是在應(yīng)用功能及性能上向電學(xué)、光學(xué)、手性識(shí)別、催化反應(yīng)等方向發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種制備含羥基杯[4]芳烴衍生物方法，具體為 25, 26， 27， 28-四羥基乙氧基-杯[4]芳烴的制備方法。
為達(dá)上述目的，我們進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)，得到了一條易于規(guī)?；a(chǎn)，成 本低廉的合成路線。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案如下
以式(I)表示的25， 26, 27, 28-四羥基乙氧基-杯[4]芳烴按照如下步驟獲得
OCH2CH2OH
A. 25，26,27，28-四(乙酸乙酯基-a-氧)-杯[4]芳烴(III)的制備 先量取25,26,27，28-四羥基一杯[4]芳烴(II):溴乙酸乙酯或氯乙酸乙酯 碳酸鉀或碳酸鈉=1: 1一10: 1 — 15摩爾比，然后將它們放在反應(yīng)器中，再加入 無水乙腈，無水乙腈的加入量為25,26,27,28-四羥基一杯[4]芳烴(II)重量的 5-30倍，攪拌下加熱至8(TC進(jìn)行取代反應(yīng)20-30小時(shí)，停止加熱，冷卻至室溫， 然后再升溫至9(TC蒸餾除去乙腈，得到固體，最后在固體中加入甲醇進(jìn)行重結(jié) 晶，得到25，26，27，28-四(乙酸乙酯基-a-氧)-杯[4]芳烴(III)，作為重結(jié)晶的
甲醇的加入量為固體重量的4倍;
<formula>formula see original document page 5</formula>OCH2^DCH2CH3
<formula>formula see original document page 5</formula>貴金屬含量為
10%的鈀碳催化劑甲醇或者乙醇=1: 0.1: 5 — 15重量比，然后將它們放在高
壓反應(yīng)釜中，密封后開動(dòng)攪拌，并加熱至80-12(TC，通入氫氣至壓力為10 — 15MPa，攪拌反應(yīng)4小時(shí)后，停止加熱冷卻至室溫，緩慢放氣，使壓力將至0. lMPa， 開啟高壓釜后，將反應(yīng)混合物過濾，濾渣為鈀碳催化劑，回收再用，濾液升溫至 80。C蒸餾除去溶劑甲醇或乙醇，得到固體，最后在固體中加入甲醇，重結(jié)晶得到 25,26,27,28-四羥基乙氧基-杯[4]芳烴(1)，甲醇的加入量為固體重量的4倍。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)
1. 本發(fā)明在還原步驟中采用氫氣加壓還原，反應(yīng)條件較為成熟,可操作性 大為提高，并且具有接近80%或以上的高產(chǎn)率，以及產(chǎn)品質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)。
2. 本發(fā)明采用的各歩原料均為市售工業(yè)級(jí)，來源廣泛，供應(yīng)充足。便于規(guī) 模量制備，成本相對(duì)較低。
3. 本發(fā)明合成的25，26，27，28-四羥基乙氧基-杯[4]芳烴，由于羥基本身具 備的活性基團(tuán)，該類化合物的活性就較強(qiáng)，因此更加拓寬了該化合物的應(yīng)用范圍。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
A. 25， 26， 27， 28-四(乙酸乙酯基-a-氧)-杯[4]芳烴的制備 在250mL三頸瓶中加入5g(11.8mmo1) 25， 26， 27， 28-四羥基一杯[4]芳烴， 9.1mL(94mol)溴乙酸乙酯，16.67g(118mmol)碳酸鉀，用100mL無水乙腈溶解加 熱至8(TC。加熱攪拌反應(yīng)大約24小時(shí)，停止加熱，冷卻至室溫，然后再升溫至 9(TC蒸餾除去乙腈，得到固體。得到的固體加入40ml甲醇重結(jié)晶，得到白色晶 體7.5g，為產(chǎn)物25，26，27，28-四(乙酸乙酯基-a-氧)-杯[4]芳烴。產(chǎn)率:82%。
B. 25, 26, 27， 28-四羥基乙氧基-杯[4]芳烴的制備
在高壓反應(yīng)釜中加入30ml無水甲醇，3g(3.9mmo1) 25， 26, 27, 28-四(乙酸 乙酯基-a-氧)-杯[4]芳烴和0.3g鈀碳催化劑，然后通入氫氣至壓力為15MPa， 升溫至10(TC，攪拌反應(yīng)4小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后過濾回收鈀碳催化劑，剩余液體再 升溫至8(TC蒸餾除去甲醇，得到固體。最后固體用13ml甲醇重結(jié)晶，得白色畫 體2g，為產(chǎn)物25，26，27，28-四羥基乙氧基-杯[4]芳烴。產(chǎn)率:86%。 實(shí)施例2
其他步驟與實(shí)施例1相同，只是A步驟的25, 26， 27， 28-四(乙酸乙酯基-ct-氧) -杯[4]芳烴的制備方法如下
在250mL三頸瓶中加入5g(11.8mmo1) 25， 26， 27, 28-四羥基—杯[4]芳烴， 8.2mL(94mol)溴乙酸乙酯，16.67g(118mmol)碳酸鉀，用100mL無水乙腈溶解.加 熱8(TC。加熱攪拌反應(yīng)大約20小時(shí)，停止加熱，冷卻至室溫，然后再升溫至90 。C蒸餾除去乙腈，得到固體。得到的固體加入37ml甲醇重結(jié)晶，得到白色晶體 6.5g，為產(chǎn)物25，26，27，28-四(乙酸乙酯基-a-氧)-杯[4]芳烴。產(chǎn)率:71%。
實(shí)施例3
其他步驟與實(shí)施例1相同，只是A步驟的25, 26， 27， 28-四(乙酸乙酯基-a-氧)-杯[4]芳烴的制備方法如下
在250mL三頸瓶中加入5g(11.8mmo1) 25, 26, 27， 28-四羥基一杯[4]芳烴， 9.1mL(94mol)溴乙酸乙酯，12.5g(118mmol)碳酸鈉，用100mL無水乙腈溶解.加 熱8(TC。加熱攪拌反應(yīng)大約30小時(shí)，停止加熱，冷卻至室溫，然后再升溫至90 t蒸餾除去乙腈，得到固體。得到的固體加入38ml甲醇重結(jié)晶，得到白色晶體 7.2g，為產(chǎn)物25， 26， 27, 28-四(乙酸乙酯基-a-氧)-杯[4]芳烴。產(chǎn)率:79%。
實(shí)施例4
其他步驟與實(shí)施例1相同，只是A步驟的25， 26， 27， 28-四(乙酸乙酯基-a-氧)-杯[4]芳烴的制備方法如下
在250mL三頸瓶中加入5g(11.8mmo1) 25， 26, 27, 28_四羥基—杯[4]芳烴， U4mL(11.8mol)溴乙酸乙酯，16.67g(118mmol)碳酸鉀，用100mL無水乙腈溶解. 加熱8(TC。加熱攪拌反應(yīng)大約24小時(shí)，停止加熱，冷卻至室溫，然后再升溫至 9(TC蒸餾除去乙腈，得到固體。得到的固體加入18ml甲醇重結(jié)晶，得到白色晶
體3.4g，為產(chǎn)物25，26，27，28-四(乙酸乙酯基-a-氧)-杯[4]芳烴。產(chǎn)率:37%。 實(shí)施例5
其他步驟與實(shí)施例1相同，只是A歩驟的25, 26， 27, 28-四(乙酸乙酯基-a-氧)-杯[4]芳烴的制備方法如下-
在250mL三頸瓶中加入5g(11.8mmo1) 25， 26， 27, 28-四羥基一杯[4]芳烴， 11.4mL(118mol)溴乙酸乙酯，16.67g(118mmol)碳酸鉀，用100mL無水乙腈溶解. 加熱8(TC。加熱攪拌反應(yīng)大約24小時(shí)，停止加熱，冷卻至室溫，然后再升溫至 9(TC蒸餾除去乙腈，得到固體。得到的固體加入42ml甲醇重結(jié)晶，得到白色晶 體7.6g，為產(chǎn)物25，26，27，28-四(乙酸乙酯基-ot-氧)-杯[4]芳烴。產(chǎn)率:83%。
實(shí)施例6
其他歩驟與實(shí)施例1相同，只是A歩驟的25， 26, 27， 28-四(乙酸乙酯基-a-氧)-杯[4]芳烴的制備方法如下
在250mL三頸瓶中加入5g(11.8mmo1) 25， 26， 27， 28-四羥基一杯[4]芳烴， 9.1mL(94mol)溴乙酸乙酯，1.67g(11.8mmol)碳酸鉀，用lOOmL無水乙腈溶解.加 熱8(TC。加熱攪拌反應(yīng)大約24小時(shí)，停止加熱，冷卻至室溫，然后再升溫至90 C蒸餾除去乙腈，得到固體。得到的固體加入23ml甲醇重結(jié)晶，得到白色晶體 4.1g，為產(chǎn)物25,26，27，28-四(乙酸乙酯基-a-氧)-杯[4]芳烴。產(chǎn)率:45%。
實(shí)施例7
其他步驟與實(shí)施例1相同，只是A歩驟的25， 26， 27, 28-四(乙酸乙酯基-a-氧)_杯[4]芳烴的制備方法如下
在250mL三頸瓶中加入5g(11.8mmo1) 25， 26， 27, 28-四羥基一杯[4]芳烴， 9.1mL(94mol)溴乙酸乙酯，25g(177mmol)碳酸鉀，用100mL無水乙腈溶解.加熱 8(TC。加熱攪拌反應(yīng)大約24小時(shí)，停止加熱，冷卻至室溫，然后再升溫至9(TC 蒸餾除去乙腈，得到固體。得到的固體加入42ml甲醇重結(jié)晶，得到白色晶體7.6g， 為產(chǎn)物25， 26， 27, 28-四(乙酸乙酯基-a-氧)-杯[4]芳烴。產(chǎn)率:83%。
實(shí)施例8
其他步驟與實(shí)施例1相同，只是B步驟的25， 26， 27, 28-四羥基乙氧基-杯[4] 芳烴的制備方法如下
在高壓反應(yīng)釜中加入30ml無水乙醇，3g(3.9mmo1) 25, 26, 27, 28-四(乙酸乙
酯基-a-氧)-杯[4]芳烴和0.3g鈀碳催化劑，然后通入氫氣至壓力為15MPa，升 溫至100'C，攪拌反應(yīng)4小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后過濾回收鈀碳催化劑，剩余液體再升 溫至8(TC蒸餾除去乙醇，得到固體。最后固體用13ml甲醇重結(jié)晶，得白色固體 1.95g，為產(chǎn)物25，26,27，28-四羥基乙氧基-杯[4]芳烴。產(chǎn)率:84%。 實(shí)施例9
其他步驟與實(shí)施例1相同，只是B步驟的25, 26, 27， 28-四羥基乙氧基-杯[4] 芳烴的制備方法如下
在高壓反應(yīng)釜中加入30ml無水甲醇，3g(3.9mmo1) 25, 26， 27, 28-四(乙酸 乙酯基-a-氧)-杯[4]芳烴和0.3g鈀碳催化劑，然后通入氫氣至壓力為lOMPa, 升溫至10(TC，攪拌反應(yīng)4小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后過濾，回收鈀碳催化劑，剩余液體 再升溫至8(TC蒸餾除去甲醇，得到固體。最后固體用12ml甲醇重結(jié)晶，得白色 固體1.79g，為產(chǎn)物25，26，27,28-四羥基乙氧基-杯[4]芳烴。產(chǎn)率:77%。
實(shí)施例10
其他步驟與實(shí)施例1相同，只是B步驟的25, 26, 27， 28-四羥基乙氧基-杯[4] 芳烴的制備方法如下
在高壓反應(yīng)釜中加入30ml無水甲醇，3g(3.9mmo1) 25， 26， 27， 28-四(乙酸 乙酯基-cr氧)-杯[4]芳烴和0. 3g鈀碳催化劑，然后通入氫氣至壓力為15MPa， 升溫至8(TC,攪拌反應(yīng)4小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后過濾回收鈀碳催化劑，剩余液體再 升溫至8(TC蒸餾除去甲醇，得到固體。最后固體用13ml甲醇重結(jié)晶，得白色固 體1.91g，為產(chǎn)物25，26,27，28-四羥基乙氧基-杯[4]芳烴。產(chǎn)率:82%。
實(shí)施例11
其他步驟與實(shí)施例1相同，只是B步驟的25， 26, 27， 28-四羥基乙氧基-杯[4] 芳烴的制備方法如下
在高壓反應(yīng)釜中加入30ml無水甲醇，3g(3.9mmo1) 25， 26, 27, 28-四(乙酸 乙酯基-or氧)-杯[4]芳烴和0.3g鈀碳催化劑，然后通入氫氣至壓力為15MPa， 升溫至12(TC，攪拌反應(yīng)4小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后過濾回收鈀碳催化劑，剩余液體再 升溫至80'C蒸餾除去甲醇，得到固體。最后固體用13ml甲醇重結(jié)晶，得白色固 體1.88g,為產(chǎn)物25，26,27，28-四羥基乙氧基-杯[4]芳烴。產(chǎn)率:81%。
權(quán)利要求
1.一種制備含羥基杯[4]芳烴衍生物的方法，其特征在于含羥基杯[4]芳烴衍生物是以式(I)表示的25，26，27，28-四羥基乙氧基-杯[4]芳烴，按照如下步驟獲得A.25，26，27，28-四(乙酸乙酯基-α-氧)-杯[4]芳烴(III)的制備先量取25，26，27，28-四羥基-杯[4]芳烴(II)∶溴乙酸乙酯或氯乙酸乙酯∶碳酸鉀或碳酸鈉＝1∶1-10∶1-15摩爾比，然后將它們放在反應(yīng)器中，再加入無水乙腈，無水乙腈的加入量為25，26，27，28-四羥基-杯[4]芳烴(II)重量的5-30倍，攪拌下加熱至80℃進(jìn)行取代反應(yīng)20-30小時(shí)，停止加熱，冷卻至室溫，然后再升溫至90℃蒸餾除去乙腈，得到固體，最后在固體中加入甲醇進(jìn)行重結(jié)晶，得到25，26，27，28-四(乙酸乙酯基-α-氧)-杯[4]芳烴(III)，甲醇的加入量為固體重量的4倍；B.25，26，27，28-四羥基乙氧基-杯[4]芳烴(I)的制備量取25，26，27，28-四(乙酸乙酯基-α-氧)-杯[4]芳烴(III)∶貴金屬含量為10％的鈀碳催化劑∶甲醇或者乙醇＝1∶0.1∶5-15重量比，然后將它們放在高壓反應(yīng)釜中，密封后開動(dòng)攪拌，并加熱至80-120℃，通入氫氣至壓力為10-15MPa，攪拌反應(yīng)4小時(shí)后，停止加熱，冷卻至室溫，緩慢放氣，使壓力降至0.1MPa，開啟高壓釜后，將反應(yīng)混合物過濾，濾渣為鈀碳催化劑，回收再用，濾液升溫至80℃蒸餾除去溶劑甲醇或乙醇，得到固體；最后在固體中加入甲醇重結(jié)晶得到25，26，27，28-四羥基乙氧基-杯[4]芳烴(I)，甲醇的加入量為固體重量的4倍。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備含羥基杯[4]芳烴衍生物的方法，具體是25，26，27，28-四羥基乙氧基-杯[4]芳烴的制備方法。通過兩步反應(yīng)得到25，26，27，28-四羥基乙氧基-杯[4]芳烴，先以25，26，27，28-四羥基-杯[4]芳烴作為起始原料制備25，26，27，28-四(乙酸乙酯基-α-氧)-杯[4]芳烴；然后再在25，26，27，28位上進(jìn)行官能團(tuán)修飾在鈀碳催化劑和溶劑中，80-120℃，10-15MPa，攪拌反應(yīng)4小時(shí)后過濾，回收鈀碳催化劑，濾液蒸餾除去溶劑得到固體；最后在固體中加入甲醇重結(jié)晶得到25，26，27，28-四羥基乙氧基-杯[4]芳烴。本發(fā)明采用的所有原料均為市售工業(yè)級(jí)，來源廣泛、充足，價(jià)格便宜、工藝簡單，各步反應(yīng)均為常規(guī)操作，并且產(chǎn)率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，成本相對(duì)較低，便于規(guī)模量制備，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)C07C41/00GK101337865SQ20081004155
公開日2009年1月7日 申請(qǐng)日期2008年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月11日
發(fā)明者輝 段, 蔣忠良, 靳向樂 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)