三齒硝酸根受體的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種化合物或其質(zhì)子化形式或鹽，其具有式I：其中Y表示任選地被取代的芳族基團(tuán)；n為1或2；a為0至4；R1和R2均獨(dú)立地為H；任選地被取代的烷基；任選地被取代的芳烷基；?；?；膦酰基；?SO2R12；?C(O)R13；?C(O)OR14；?C(O)NR15R16；?C(O)CH2R17；或?C(S)?NR18R19；?S(O)R20；或?SO2NR21R22，其中R12?R22均獨(dú)立地為H、任選地被取代的烷基、任選地被取代的芳烷基、任選地被取代的芳基或?C(O)R23，其中R23是H、任選地被取代的烷基、任選地被取代的芳烷基或任選地被取代的芳基；并且每個(gè)R3均獨(dú)立地為任選地被取代的烷基、鹵素、任選地被取代的烷氧基、任選地被取代的羧基、酰胺、氨基或硝基。
【專利說(shuō)明】H齒硝酸根受體
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求2013年12月13日提交的U. S.臨時(shí)申請(qǐng)No. 61 /916，026的權(quán)益，該申請(qǐng) 通過(guò)引用并入本文。
[0003] 感謝政府的支持
[0004] 本發(fā)明是在美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院授予的資助號(hào)GM087398和由美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金 會(huì)授予的資助號(hào)DGE0742540下在美國(guó)政府支持下完成的。美國(guó)政府在本發(fā)明中享有一定的 權(quán)利。
[0005] 發(fā)明背景
[0006] 陰離子被日益地認(rèn)為是有問(wèn)題的環(huán)境污染物。例如，由過(guò)度施肥導(dǎo)致±壤中硝酸 根過(guò)量，運(yùn)已經(jīng)在世界范圍內(nèi)的水源中造成污染。硝酸根流失到水源中導(dǎo)致藻類大量繁殖 (此過(guò)程被稱為水體富營(yíng)養(yǎng)化），最終奪走水中的氧并在世界湖泊和海洋中形成死亡區(qū)域。 考慮到硝酸根對(duì)水源具有的負(fù)面影響，一直對(duì)設(shè)計(jì)和合成能夠感測(cè)溶液中分子的受體具有 相當(dāng)大的興趣。大量研究已經(jīng)報(bào)道了能夠結(jié)合溶液中硝酸根的合成的中性受體;然而，大多 數(shù)表現(xiàn)出低的親和力。一些報(bào)道已經(jīng)展現(xiàn)出在極性溶劑(諸如CHCh)中增強(qiáng)的硝酸根結(jié)合 性，甚至一些展示出在更具競(jìng)爭(zhēng)性(competitive)的溶劑中高的硝酸根結(jié)合性;然而，對(duì)硝 酸根的選擇性仍然非常罕見(jiàn)。
[0007] 發(fā)明概述
[0008] 本文公開(kāi)了結(jié)合感興趣的目標(biāo)物的主體化合物或受體化合物。在一個(gè)實(shí)施方式 中，化合物結(jié)合離子。具體地，所公開(kāi)的主體化合物的實(shí)施方式結(jié)合毒性離子，包括陰離子 和陽(yáng)離子。在某些實(shí)施方式中，受體化合物結(jié)合硝酸根。
[0009] 在一個(gè)實(shí)施方式中，本文公開(kāi)了一種化合物或其鹽或質(zhì)子化形式，其具有式I:
[0010]
[0011]其中Y表示任選地被取代的芳族基團(tuán)；
[0012] n為 I 或 2;
[0013] a為0 至4;
[0014] Ri和R2均獨(dú)立地為H;任選地被取代的烷基；任選地被取代的芳烷基；酷基；麟酷 基；-S〇2R12;-C(0)r13 廣 C(0)Or14;-C(0)NR1 日 Ris 廣 C(O)C 出 R";或-C(S)-NR18r"廣 S(0)r2°;或-SOsNR2V2,其中Ri2-R2咱獨(dú)立地為H、任選地被取代的烷基、任選地被取代的芳烷基、任選地 被取代的芳基或-C(O)R 23,其中R23是H、任選地被取代的烷基、任選地被取代的芳烷基或任 選地被取代的芳基;并且
[0015] 每個(gè)R3均獨(dú)立地為任選地被取代的烷基、面素、任選地被取代的烷氧基、任選地被 取代的簇基、酷胺、氨基或硝基。
[0016] 本文中還公開(kāi)了檢測(cè)感興趣的目標(biāo)物在體系中的存在的方法，其包括使本文中所 公開(kāi)的化合物與來(lái)自體系的樣品接觸。
[0017] 在配體結(jié)合后，示例性化合物展現(xiàn)出在其光譜特性方面上的移動(dòng)和/或陽(yáng)性/陰性 的響應(yīng)。因此，本文還公開(kāi)了使用主體化合物來(lái)檢測(cè)感興趣的目標(biāo)物(包括中性離子、陽(yáng)離 子和陰離子目標(biāo)物)的方法。
[0018] 從結(jié)合參考附圖的下文詳細(xì)描述來(lái)看，前述內(nèi)容將變得更加顯而易見(jiàn)。
[0019] 附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明
[0020] 圖1示出了化合物1的晶體堆積，（上圖）示出了由總計(jì)八個(gè)丙酬分子封端的 (capped)二聚體，并且（下圖）示出了運(yùn)些二聚體大多是離散的，彼此僅通過(guò)JT-堆疊相互作 用(為清楚起見(jiàn)省略了溶劑）。
[0021] 圖2示出了化合物1與（a，c，e，g)TBACl和(b，d，f，h)TBAN〇3的晶體堆積，突出顯示 了在(a,b)單體、（c，d)堆積柱中主體與陰離子客體之間的總體1:1相互作用，W及化合物1 與共輛的體系(e，f)的晶體堆積。陽(yáng)離子(藍(lán)色)和溶劑(澄色)相互作用示于g和h中。
[0022] 圖3是示出如下內(nèi)容的圖：將硝酸根滴定到在10%DMS0-d6/CDCl3中的ImM受體溶液 中的一個(gè)示例性堆積的Ih NMR譜。
[0023] 圖4是示出如下內(nèi)容的圖：將(a)Cr和(b) NO3-滴定到在10 % DMSO-ds/CDCl 3中的ImM 受體溶液中的一個(gè)示例性堆積的Ih NMR譜。
[0024] 發(fā)明詳述
[0025] 提供對(duì)術(shù)語(yǔ)和方法的W下解釋，使得更好地描述本發(fā)明化合物、組合和方法，W及 指導(dǎo)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員實(shí)施本發(fā)明。還應(yīng)理解的是，本公開(kāi)內(nèi)容中所使用的術(shù)語(yǔ)僅用于 描述具體的實(shí)施方式和實(shí)施例的目的，而不意圖起限制作用。
[0026] "酷基"指的是式RC(O)-的基團(tuán)，其中R是有機(jī)基團(tuán)。
[0027] 術(shù)語(yǔ)"脂族"包括烷基、締基、烘基、面代烷基和環(huán)烷基基團(tuán)。"低級(jí)脂族基團(tuán)"是具 有1至10個(gè)碳原子的支化或未支化的脂族基團(tuán)。
[0028] 術(shù)語(yǔ)"烷氧基"是指在連接點(diǎn)上包含氧原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀控結(jié)構(gòu)及其組合， 其包含1至20個(gè)碳原子、優(yōu)選地1至10個(gè)碳原子、更優(yōu)選地1至4個(gè)碳原子(被稱為"低級(jí)燒氧 基。"烷氧基基團(tuán)"的示例由式-OR表示，其中R可W是烷基基團(tuán)，任選地被例如上文所述的 締基、烘基、芳基、芳烷基、環(huán)烷基、面化烷基或雜環(huán)烷基取代。合適的烷氧基基團(tuán)包括甲氧 基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正下氧基、異下氧基、仲下氧基、叔下氧基、環(huán)丙氧基、環(huán)己 氧基等。
[0029] 術(shù)語(yǔ)"烷基"是指如下的脂族基團(tuán)：其為I至24個(gè)碳原子的支化或未支化的飽和控 基團(tuán)，例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正下基、異下基、叔下基、戊基、己基、庚基、辛基、癸 基、十四烷基、十六烷基、二十烷基、二十四烷基等等。"低級(jí)烷基"基團(tuán)是具有1至6個(gè)碳原子 的飽和的支化或未支化的控。優(yōu)選的低級(jí)烷基基團(tuán)具有1至4個(gè)碳原子。烷基基團(tuán)可W是"被 取代的烷基"，其中一個(gè)或多個(gè)氨原子被取代基取代，取代基例如面素、環(huán)烷基、烷氧基、氨 基、徑基、芳基、締基或簇基。例如，（C3-C6)環(huán)烷基(Ci-Cs)烷基可W是環(huán)丙基甲基、環(huán)下基甲 基、環(huán)戊基甲基、環(huán)己基甲基、2-環(huán)丙基乙基、2-環(huán)下基乙基、2-環(huán)戊基乙基或2-環(huán)己基乙 基；面代(C廣Cs)烷基可W是艦甲基、漠甲基、氯甲基、氣甲基、S氣甲基、2-氯乙基、2-氣乙 基、氣乙基或五氣乙基;徑(&-C6)烷基可W是徑甲基、1-徑乙基、2-徑乙基、1-徑丙 基、2-徑丙基、3-徑丙基、1-徑下基、4-徑下基、1-徑戊基、5-徑戊基、1-徑己基或6-徑己基。
[0030] 術(shù)語(yǔ)"酷胺"或"酷氨基"（amido)由式-C(O)NRR/表示，其中R和R/可W獨(dú)立地為上 文所描述的氨、烷基、締基、烘基、芳基、芳基烷基、環(huán)烷基、面代烷基或雜環(huán)烷基基團(tuán)。合適 的酷氨基基團(tuán)是乙酷氨基。
[00川術(shù)語(yǔ)"肢'或"氨基"（amino)指由-NRR/表示的基團(tuán)，其中R和R/可W獨(dú)立地為氨或 烷基(具體地低級(jí)烷基）、締基、烘基、芳基、芳基烷基、幾基(例如-C(O)R",其中R"可W是氨、 烷基、締基、烘基、芳基或芳基烷基）、環(huán)烷基、面代烷基或雜環(huán)烷基基團(tuán)。例如"烷基氨基"或 "烷基化的氨基"指-NRR/，其中R或R/中至少一個(gè)是烷基(具體地低級(jí)烷基）。
[0032] 術(shù)語(yǔ)"芳烷基"指被一個(gè)或多個(gè)芳基基團(tuán)取代的烷基基團(tuán)。芳烷基的一個(gè)具體例子 是芐基。
[0033] 術(shù)語(yǔ)"芳基"指任何碳基芳族基團(tuán)，包括但不限于苯基、糞基等。術(shù)語(yǔ)"芳族"也包括 "雜芳基基團(tuán)"，其被定義為具有至少一個(gè)滲到芳族基團(tuán)的環(huán)內(nèi)的雜原子的芳族基團(tuán)。雜原 子的例子包括但不限于氮、氧、硫和憐。芳基基團(tuán)可W用一個(gè)或多個(gè)包括但不限于如下的基 團(tuán)取代:烷基、烘基、締基、芳基、面素、硝基、氨基、醋、酬、醒、徑基、簇酸或烷氧基，或者芳基 可W是未被取代的。
[0034] "幾基"指式-C(O)-的基團(tuán)。含幾基基團(tuán)包括含有碳-氧雙鍵(C = O)的任何取代基， 包括酷基、酷胺、簇基、醋、脈、氨基甲酸醋、碳酸醋和酬和醒，例如基于-COR或-RCHO的取代 基，其中R是脂肪族、雜脂肪族、烷基、雜烷基、徑基或仲胺、叔胺或季胺。
[00對(duì)"碳酸醋"指式-OC(O)O-的基團(tuán)。"被取代的碳酸醋"指式-OC(O)OR的基團(tuán)。同樣地， 本文所使用的術(shù)語(yǔ)"氨基甲酸醋"指式OC(O)N(R)-的基團(tuán)，其中R是H，或脂族基團(tuán)，諸如低級(jí) 烷基基團(tuán)或芳烷基基團(tuán)。
[0036] "簇基"指的是-COOH基團(tuán)。被取代的簇基指的是-C00R，其中R是脂肪族、雜脂肪族、 烷基、雜烷基、或簇酸或醋。
[0037] 術(shù)語(yǔ)"環(huán)烷基"指的是由至少=個(gè)碳原子組成的非芳族的碳基環(huán)。環(huán)烷基實(shí)例包 括，但不限于，環(huán)丙基、環(huán)下基、環(huán)戊基、環(huán)己基等。術(shù)語(yǔ)"雜環(huán)烷基"是上文定義的環(huán)烷基基 團(tuán)，其中至少一個(gè)環(huán)碳原子被雜原子取代，所述雜原子例如但不限于氮、氧、硫或憐。
[0038] 術(shù)語(yǔ)"徑基"由式-OH表示。
[0039] 術(shù)語(yǔ)"徑烷基"指的是至少一個(gè)氨原子被徑基取代的烷基基團(tuán)。術(shù)語(yǔ)"烷氧基烷基" 定義為至少一個(gè)氨原子被上文描述的烷氧基取代的烷基。
[0040] "任選的"或"任選地"是指隨后描述的事件或環(huán)境可W發(fā)生但非必須發(fā)生，并且運(yùn) 種描述包括了所述事件或環(huán)境發(fā)生的情形W及不發(fā)生的情形。任選地被取代的基團(tuán)（例如 "被取代的烷基"）指是具有1-5個(gè)取代基、典型地1-3個(gè)取代基的基團(tuán)（例如烷基），所述取代 基選自烷氧基、任選地被取代的烷氧基、酷基、酷基氨基、酷氧基、氨基、氨基酷基、氨基酷氧 基、芳基、簇基烷基、任選地被取代的環(huán)烷基、任選地被取代的環(huán)締基、任選地被取代的雜芳 基、任選地被取代的雜環(huán)基、徑基、琉基、硫代烷氧基。
[0041] 術(shù)語(yǔ)"憐酷基"指式-P(O)OR-的片段，其中R可W是H、脂族或芳族片段、陽(yáng)離子或孤 對(duì)電子。憐酷基片段可W被進(jìn)一步取代，W形成氨基憐酸醋(Phosphoramidate)、憐酸醋和 麟酸醋。
[0042] 術(shù)語(yǔ)"聚酸片段"可W是低聚物(其包括二聚體和更高的重復(fù)單元)或高聚物。說(shuō)明 性聚酸片段包括衍生自脂族聚酸的那些（例如多聚甲醒、聚乙二醇(PEG)、聚丙二醇和聚四 亞甲基二醇，W及衍生自芳族聚酸的那些（例如聚苯酸或聚（對(duì)亞苯基氧化物）（P〇ly(p-地enylene oxide))。一個(gè)優(yōu)選的聚酸片段衍生自PEG,其在本文中也被稱為聚(環(huán)氧乙燒）。 陽(yáng)G可W是直鏈陽(yáng)G或支鏈PEG。陽(yáng)G也包括甲氧基聚乙二醇。在某些實(shí)施方式中，在陽(yáng)G片段 中的環(huán)氧乙燒重復(fù)單元的數(shù)目可W在2至50、更具體地2至10的范圍內(nèi)。聚酸片段可W經(jīng)由 PEG化過(guò)程與核基序(motif)共價(jià)鍵連。
[0043] 術(shù)語(yǔ)"橫酷基"指基團(tuán)-S化-。橫酷基可W被各種基團(tuán)進(jìn)一步取代，W形式例如橫 酸、橫酷胺、橫酸醋和諷。
[0044] 也設(shè)及所公開(kāi)的化合物的經(jīng)保護(hù)的衍生物。用于本公開(kāi)化合物的多種合適的保護(hù) 基團(tuán)公開(kāi)于Greene和Wuts在第S版有機(jī)合成（(Organic Synthesis)的Protective Groups; ]〇11]1胖;[1巧&50]13，化￥￥〇'4，1999中。
[0045] 應(yīng)理解本文中記載的化合物的取代基和取代形式可W由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員選 擇，W提供化學(xué)穩(wěn)定且可通過(guò)本領(lǐng)域已知技術(shù)來(lái)簡(jiǎn)單合成和本發(fā)明中闡述的方法進(jìn)一步簡(jiǎn) 單合成的化合物。
[0046] 所公開(kāi)的主體化合物是有用的，尤其用作離子結(jié)合化合物。舉例而言，被所公開(kāi)的 化合物結(jié)合的具體陰離子包括但不限于毒性金屬陰離子、面素陰離子、簇酸根、憐酸根、硫 酸根、草酸根、對(duì)苯二甲酸根、憐脂、核巧酸、寡核巧酸、DNA、RNA、多金屬氧酸鹽陰離子 (anionic polyoxometalates)或含氧陰離子（oxoanions)例如高得酸根（pe;rtechne1:ate)。
[0047] 本文中提供的結(jié)構(gòu)式包括所說(shuō)明的化合物的鹽。當(dāng)所公開(kāi)的主體化合物具有至少 一個(gè)堿性基團(tuán)且所述堿性基團(tuán)能夠與酸形成酸-堿鹽時(shí)，可W形成運(yùn)種鹽。在示例性公開(kāi)的 主體化合物中存在的堿性基團(tuán)的實(shí)例包括氨基基團(tuán)或亞氨基基團(tuán)。能夠與運(yùn)種堿性基團(tuán)形 成鹽的無(wú)機(jī)酸的實(shí)例包括但不限于礦物酸諸如鹽酸、氨漠酸、硫酸或憐酸。堿性基團(tuán)也可W 與有機(jī)簇酸、橫酸、硫代酸、憐酸或N-取代的氨基橫酸形成鹽，例如乙酸、丙酸、乙醇酸、班巧 酸、馬來(lái)酸、徑基馬來(lái)酸、甲基馬來(lái)酸、富馬酸、蘋(píng)果酸、酒石酸、葡糖酸、葡糖二酸、葡糖醒 酸、巧樣酸、苯甲酸、肉桂酸、扁桃酸、水楊酸、4-氨基水楊酸、2-苯氧基苯甲酸、2-乙酷氧基 苯甲酸、撲酸、煙酸或異煙酸，并且此外，與氨基酸(例如與a-氨基酸)形成鹽，還可W與甲橫 酸、乙橫酸、2-徑基甲燒橫酸、乙燒-1，2-二橫酸、苯二橫酸、4-甲基苯橫酸、糞-2-橫酸、2-憐 酸甘油酸或3-憐酸甘油酸（911〇3911〇旨17。6腳16)、葡萄糖-6-憐酸（旨111(3〇36-6-911〇3911日16)或 N-環(huán)己基氨基橫酸(形成環(huán)己基氨基橫酸鹽)形成鹽，或者與其它酸性有機(jī)化合物如抗壞血 酸形成鹽。
[0048] 類似地，當(dāng)所公開(kāi)的主體化合物具有至少一個(gè)酸性基團(tuán)且所述酸性基團(tuán)能夠與堿 形成酸-堿鹽時(shí)，可W形成鹽。在示例性公開(kāi)的主體化合物中存在的酸性基團(tuán)的實(shí)例包括簇 酸片段和橫酷胺基團(tuán)。包含至少一個(gè)酸性基團(tuán)的化合物能夠與無(wú)機(jī)或有機(jī)堿形成酸-堿鹽。 由無(wú)機(jī)堿形成的鹽的例子包括本文公開(kāi)的化合物與堿金屬(諸如鐘和鋼）的鹽W及與堿± 金屬(包括巧和儀等)的鹽。類似地，還設(shè)及酸性化合物與有機(jī)堿(例如胺(本文中使用時(shí)，除 非上文中明確指出意圖指的是游離胺，否則設(shè)及"胺"的術(shù)語(yǔ)應(yīng)被理解為包括它們的共輛 酸））的鹽，包括與堿性氨基酸、脂族胺、雜環(huán)胺、芳族胺、郵晚、脈和脈形成的鹽。此外，也可 W使用季錠抗衡離子。
[0049] 此外，本文中的結(jié)構(gòu)式意欲涵蓋（當(dāng)適用時(shí))化合物的溶劑化形式W及非溶劑化形 式。"溶劑合物"指與一個(gè)或多個(gè)溶劑分子物理地締合的化合物。該物理締合設(shè)及不同程度 的離子鍵合和共價(jià)鍵合，包括通過(guò)例如共價(jià)加合物和氨鍵合溶劑合物。在某些情況下，溶劑 合物能夠分離，例如當(dāng)一個(gè)或多個(gè)溶劑分子被包含在結(jié)晶固體的晶格內(nèi)時(shí)。"溶劑合物"包 括溶液相和可分離的溶劑合物二者。典型的溶劑合物包括與乙醇締合的化合物，與甲醇締 合的化合物等。"水合物"是其中溶劑分子是出0的溶劑合物。溶劑合物復(fù)合物可W W簡(jiǎn)寫(xiě)形 式描述，例如描述為(1 ?出0)2,其指水合物、更具體地化合物1與水的2巧復(fù)合物。
[0050] 本文中公開(kāi)的化合物可W被結(jié)晶，并且可W W單一晶體形式或者作為不同晶體多 晶型物的組合來(lái)提供。就本身而言，化合物可W W-種或多種物理形式來(lái)提供，例如不同的 晶型、晶體、液晶或非晶體(無(wú)定形)形式。運(yùn)種不同物理形式的化合物可W使用例如用于重 結(jié)晶的不同溶劑或不同溶劑混合物來(lái)制備。替換性地或者另外，可W制備不同的多晶型物， 例如通過(guò)在不同溫度下進(jìn)行重結(jié)晶和/或通過(guò)重結(jié)晶時(shí)改變冷卻速率。多晶型物的存在可 W通過(guò)X-射線晶體學(xué)來(lái)確定，或者在一些情況下通過(guò)其他光譜技術(shù)諸如固相NM時(shí)普、IR光譜 法或者通過(guò)差示描述量熱法來(lái)確定。
[0051] 本文中公開(kāi)了新的=齒受體，其展現(xiàn)出在極性、競(jìng)爭(zhēng)性溶劑(例如丙酬、二甲亞諷 和水）中對(duì)硝酸根的強(qiáng)結(jié)合性質(zhì)。在某些實(shí)施方式中，受體還表現(xiàn)出與普通干擾物(例如氯 離子)相比對(duì)硝酸根的適度選擇性。受體2(如下所示)缺乏缺電子芳香環(huán)，其沒(méi)有展現(xiàn)出對(duì) 硝酸根的運(yùn)種選擇性。在受體內(nèi)烘和硝酸根的緊密接觸表明陰離子-K-型相互作用可W增 強(qiáng)硝酸根結(jié)合性質(zhì)。
[0052] 最近，已經(jīng)出現(xiàn)表明在溶液中存在陰離子-31相互作用的例子，其往往伴隨互補(bǔ)性 固態(tài)證據(jù)出現(xiàn)。官能化的糞二酷亞胺鏈已經(jīng)表現(xiàn)出與乙酸根相比對(duì)在囊泡中傳輸硝酸根具 有高的選擇性化awson等，Nat. Chem. 2010，2，533-538)。類似地，盡管沒(méi)有經(jīng)由19F NMR譜檢 測(cè)到氯結(jié)合，但基于全氣苯杯芳控的雙配位(ditopic)受體表明氯離子穿過(guò)脂質(zhì)膜傳輸 (Jentzsch等，Angew.Qiem. Int.Ed. 2011，50,11675-11678)。已經(jīng)證明試圖量化非電荷轉(zhuǎn)移 陰離子相互作用是非常困難的，運(yùn)是因?yàn)樗鼈兙哂袃?nèi)在弱點(diǎn)；但是，已經(jīng)使用一種"被迫 接近"（"enforced proximity")的方法來(lái)量化在硝基取代的八甲基杯[4]化咯中的運(yùn)種小 且有利的陰離子相互作用(GU-Ramirez等，Angew.Che. Int.Ed.2008,47,4114-4118)。最 近，已經(jīng)對(duì)一系列二取代的杯[4]化咯進(jìn)一步量化硝酸根-JI相互作用，其中硝酸根很可能被 夾在兩個(gè)缺電子芳基取代基之間（Adrianes sens等，J .Am.畑em. Soc . 2013，135，8324-8330)。兩種運(yùn)樣的受體表現(xiàn)出與面化物相比對(duì)硝酸根傳輸穿過(guò)脂質(zhì)膜具有選擇性 (A化ianessens等，J.Am.Chem. Soc. 2013，135,8324-8330)。本文中所公開(kāi)的工作表明了陰 離子-n-型相互作用對(duì)所觀察的硝酸根選擇性的影響。
[0053] 分子模型表明=齒結(jié)構(gòu)和脈官能團(tuán)很可能結(jié)合平面=角形陰離子。硝酸根應(yīng)當(dāng)能 夠容納六個(gè)氨鍵供體，運(yùn)更容易與雙質(zhì)子供體(例如脈)來(lái)完成。此外，=齒受體的缺電子中 屯、芳控會(huì)提高=重對(duì)稱結(jié)合基序的機(jī)會(huì)。
[0054] 在一個(gè)實(shí)施方式中，本文公開(kāi)了化合物或其鹽或質(zhì)子化形式，其具有式I:
[0化5]
[0056]其中Y表示任選地被取代的芳族基團(tuán)；
[0化7] n為1或2;
[0化引 a為0至4;
[0059] Ri和R2均獨(dú)立地為H;任選地被取代的烷基；任選地被取代的芳烷基；酷基；麟酷 基；-502護(hù)；-(：(0)1?13;-(：(0)0護(hù)廣(：（0^1?151?16;-(：(0)邸2護(hù)；或-(：(5)-順181?";-5(0)1?2°;或-S化NR21r22，其中R12-R22均獨(dú)立地為H、任選地被取代的烷基、任選地被取代的芳烷基、任選地 被取代的芳基或-C(O)R 23,其中R23是H、任選地被取代的烷基、任選地被取代的芳烷基或任 選地被取代的芳基;并且
[0060] 每個(gè)R3均獨(dú)立地為任選地被取代的烷基、面素、任選地被取代的烷氧基、任選地被 取代的簇基、酷胺、氨基或硝基。
[0061] 在某些實(shí)施方式中，公開(kāi)了化合物或其鹽或質(zhì)子化形式，其具有式II:
[0062
[0063] 其中n、a、Y、Ri、R哺R3與式忡相同。
[0064] 在式I或II的某些實(shí)施方式中，n為1。
[0065] 在式I或II的某些實(shí)施方式中，a為1，并且R3基團(tuán)位于相對(duì)于NRiR2基團(tuán)的位置的對(duì) 位上。
[0066] 在式I或II的某些實(shí)施方式中，NRiR2是雙質(zhì)子供體。
[0067] 在式I或II的某些實(shí)施方式中，Ri或R2中至少一個(gè)獨(dú)立地選自：
[0化
[0化
[0070] R4是H或任選地被取代的烷基；
[0071 ] R5是H或任選地被取代的芳基；
[0072] R6是H、酷基、任選地被取代的芳基或任選地被取代的烷基；
[0073] R7和R8均獨(dú)立地為H或任選地被取代的烷基；
[0074] 每個(gè)X均獨(dú)立地選自低級(jí)烷基、面素、硝基、任選地被取代的烷氧基、任選地被取代 的簇基或酷胺；
[00對(duì) Z是0或S;并且 [0076] b是0至5。
[0077 ^ 化甘nl曰"44~單每個(gè)R2均獨(dú)立地選自；
[0078
[0079
[0080] R4是H或任選地被取代的烷基；
[0081 ] R5是H或任選地被取代的芳基；
[0082] R6是H、酷基、任選地被取代的芳基或任選地被取代的烷基；
[0083] R7和R8均獨(dú)立地為H、任選地被取代的芳基或任選地被取代的烷基；
[0084] 每個(gè)X均獨(dú)立地選自任選地被取代的低級(jí)烷基、面素、硝基、任選地被取代的低級(jí) 烷氧基、任選地被取代的芳氧基、任選地被取代的簇基、疊氮化物、橫酸醋/鹽、橫酸或酷胺； [00化]Z是0或S;并且
[0086] b是0至5。
[0087] 在某些實(shí)施方式中，R4是H.
[0088] 在某些實(shí)施方式中，R5是苯基或用低級(jí)烷基、面素、硝基、任選地被取代的烷氧基、 任選地被取代的簇基或酷胺取代的苯基。
[0089] 在某些實(shí)施方式中，R6是H、任選地被取代的苯基或任選地被取代的低級(jí)烷基。
[0090] 在某些實(shí)施方式中，R7或R8中至少一個(gè)為任選地被取代的低級(jí)烷基。
[0091] 在某些實(shí)施方式中，b是1。在某些實(shí)施方式中，b是1并且X基團(tuán)位于相對(duì)于NR4C (O)-NH基團(tuán)或NR4S(0)2基團(tuán)的位置的對(duì)位上。
[0092] 選擇X基團(tuán)用于多種目的。典型地，通過(guò)選擇給電子基團(tuán)或吸電子基團(tuán)和/或共輛 基團(tuán)，來(lái)選擇X，W調(diào)整或定制環(huán)的電子性質(zhì)。在其他例子中，選擇X用于檢測(cè)目的，或者例如 用于影響蔣個(gè)分子的溶解麼。合適的X基閉巧巧巧不限于表1中所列出的那些。
[0093]
在式I或II的某些實(shí)施方式中，R3是低級(jí)烷基，例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正 下基、異下基、叔下基、戊基或己基
[00M]在式I或II的某些實(shí)施方式中，Y是任選地被取代的芳基或雜芳基、具體地N-雜芳 基。在某些實(shí)施方式中，Y是缺電子芳族基團(tuán)。尤其優(yōu)選的Y是任選地被取代的亞苯基。例如， Y可W是
[009d
[0097]其中R9、RW或Rii中的每一個(gè)均獨(dú)立地選自H、烷基或吸電子基團(tuán)，例如面素、臘、S 氣甲基。在某些實(shí)施方式中，R9、RW和Rii中的每一個(gè)均為吸電子基團(tuán)。在某些實(shí)施方式中， R9、RW和Rii中的每一個(gè)均為面素、具體地相同面素諸如F。
[009引說(shuō)明性的N-雜芳基包括：
[0<
[0100]在式I或II的某些實(shí)施方式中，n為1 ;a為1 ;Ri是H;R2是
R3是位于相對(duì)于NRiR2基團(tuán)的位置的對(duì)位上 的低級(jí)烷基;R4是H;X位于相對(duì)于NR4C(O)-NH基團(tuán)的位置的對(duì)位上;并且Y是
[01
[0102] 其中R9、RW或Rii中的每一個(gè)均為面素或烷基。在某些實(shí)施方式中，R9、RW和Rii中的 每一個(gè)均為面素、具體地相同面素諸如F。
[0103] 說(shuō)明性=齒受體化合物包括：
[0104]
12 本文中所公開(kāi)的化合物包括它們的質(zhì)子化形式、鹽形式或N-氧化物形式。 2 所公開(kāi)的主體化合物可用于結(jié)合和/或檢測(cè)配體、具體地離子配體，包括陰離子配 體、尤其包括含氧陰原子。配體可W是無(wú)機(jī)的或有機(jī)的，但通常是無(wú)機(jī)的。本文公開(kāi)的主體 化合物結(jié)合和/或識(shí)別的陰離子配體的具體例子包括但不限于硫酸根(例如硫酸氨根）、憐 酸根(例如憐酸氨根或憐酸二氨根）、高氯酸根、高鍊酸根、硝酸根、氯離子或漠離子。示例性 主體化合物展現(xiàn)出配體結(jié)合選擇性或識(shí)別性，尤其對(duì)硝酸根(例如硝酸鋼或硝酸鐘)來(lái)說(shuō)。 主體化合物可W展現(xiàn)出在配體結(jié)合中的選擇性或報(bào)告配體的存在。
[0107] 在某些實(shí)施方式中，可W使用本文中所公開(kāi)的受體檢測(cè)樣品（例如從水體得到的 樣品諸如河流、湖泊或池塘，或者±壤樣品）中硝酸根或感興趣的其他陰離子的存在(包括 定量水平）。例如，受體可W被嵌入到聚合物/膜/支持物中用于對(duì)分析物進(jìn)行感測(cè)和/或預(yù) 濃縮。 實(shí)施例
[0108] 經(jīng)由 1，3，5-S氣-2，4，6-S艦苯化ennriCh等Tetr址e化on Lett. 2004，45，1147-1149)與4-叔下基-2-乙烘基苯胺在70°C下進(jìn)行SonogasMra交叉偶聯(lián)(方案I)，W93%的產(chǎn) 率獲得了1，3,5-^氣苯核（3)(〔日''〇11等如6111.(：〇1111111111.2009,2520-2522;胖日11等 J.Org.Chem.2001，66,3893-3901)。類似地，由S艦苯W60%的產(chǎn)率合成未被取代的核(4) (化aikovskii等Russ. J.0巧.化em. 2007,43,1291-1296)。為了進(jìn)行比較，合成未被取代的 更加富電子的版本(2)。隨后在甲苯中使3和4與對(duì)硝基苯基異氯酸醋反應(yīng)，分別W67%產(chǎn)率 和57 %產(chǎn)率提供受體1和受體2。
[0109
12 方案 I 2 通過(guò)戊燒蒸氣擴(kuò)散到丙酬中，來(lái)獲得化合物I的單晶。固態(tài)結(jié)構(gòu)示出了通過(guò)錯(cuò)綜復(fù) 雜的氨鍵網(wǎng)絡(luò)保持在一起的緊密二聚體（圖1)。兩個(gè)單體經(jīng)由中屯、苯的滑移堆疊的相互 作用彼此堆疊。一個(gè)主體分子上的兩個(gè)脈臂與第二主體上的兩個(gè)脈臂結(jié)合，一個(gè)作為供體， 另一個(gè)作為受體。脈質(zhì)子不參與自締合結(jié)合丙酬分子的相互作用。每個(gè)單體的第=個(gè)臂伸 出由核和其他兩個(gè)臂所限定的平面。二聚體在每一側(cè)均被總計(jì)八個(gè)丙酬分子封端。每個(gè)二 聚體通過(guò)伸出的第S臂的堆疊與另一個(gè)二聚體相互作用。
[0112] 通過(guò)IH醒R譜研究溶液中I與陰離子的相互作用。盡管潛在溶劑作為氨鍵受體進(jìn) 行競(jìng)爭(zhēng)，但是由于1在其他溶劑中的溶解度有限，在〇.5mM的在丙酬-d6中的1下進(jìn)行初始滴 定實(shí)驗(yàn)。添加氯離子、漠離子和硝酸根的四下基錠(TBA)鹽導(dǎo)致兩種脈質(zhì)子巧和巧(標(biāo)記指的 是方案1中所示出的歸屬）的低場(chǎng)位移。還觀察到W和Hd的化學(xué)位移發(fā)生變化，但程度較輕， 其中Hd向高場(chǎng)移動(dòng)。脈質(zhì)子的低場(chǎng)位移較大表明脈與陰離子的氨鍵作為主要的結(jié)合模型。 對(duì)應(yīng)于N03^或Br^添加的化學(xué)位移的變化在大約0.5當(dāng)量客體處開(kāi)始最大化，運(yùn)表明在丙酬 中可能是2:1結(jié)合模型。對(duì)運(yùn)些數(shù)據(jù)進(jìn)行線性回歸分析沒(méi)能提供對(duì)N03^或化-來(lái)說(shuō)1:1或2:1 模型的可再現(xiàn)的締合常數(shù)。在結(jié)合曲線中所觀察到的尖峰過(guò)渡通常表明Ka>104M^i的強(qiáng)結(jié) 合，運(yùn)通常過(guò)于大，而無(wú)法由醒R譜精確地測(cè)定。用cr滴定表明A S最大接近于1當(dāng)量客體。 對(duì)運(yùn)些數(shù)據(jù)進(jìn)行線性回歸分析得出對(duì)Cr來(lái)說(shuō)的1:1締合常數(shù)為8620±1170M^1。該證據(jù)單獨(dú) 不足W證實(shí)所提出的對(duì)于1來(lái)說(shuō)對(duì)N〇3l勺結(jié)合比對(duì)Cr的結(jié)合更強(qiáng);然而，其確實(shí)說(shuō)明在丙酬 中NCV的結(jié)合非常強(qiáng)，并且表明了NCV締合常數(shù)的下限。相比較而言，據(jù)我們所知，文獻(xiàn)中前 面所報(bào)道的在丙酬中中性受體的硝酸根結(jié)合的最大締合常數(shù)為3470M-1(對(duì)于基于脈化晚的 受體來(lái)說(shuō))和910M^ (對(duì)于1,4-二芳基S挫低聚物來(lái)說(shuō)）。
[0113] 在固態(tài)中也證實(shí)了，與競(jìng)爭(zhēng)溶劑丙酬相比，氯離子和硝酸根對(duì)1優(yōu)先結(jié)合（圖2)。通 過(guò)戊燒蒸氣擴(kuò)散到丙酬，生長(zhǎng)出結(jié)合TBACl和TBAN03的1的單晶。對(duì)固態(tài)結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較，表明 1與N03(圖2c，g)和與Cr(圖2d，h)的堆積(packing)相當(dāng)近似。經(jīng)由結(jié)合于兩個(gè)臂的脈的氨 鍵，單個(gè)主體分子結(jié)合兩個(gè)陰離子（圖2a和化）。1與N03-之間的氨鍵比1與Cl-之間的氨鍵短， 其中對(duì)一個(gè)脈來(lái)說(shuō)N腺…0欄觀距離為2.874(6)和3.089(6)1，對(duì)另一個(gè)來(lái)說(shuō)為3.008(5)和 2.887(5) A，與之相比，對(duì)一個(gè)脈來(lái)說(shuō)N腺…Cr距離為3.324(3)和3.244(3)A，對(duì)另一個(gè)來(lái)說(shuō) 為3.175(3)和3.314(3) A。每個(gè)陰離子位于單個(gè)單體的整個(gè)烘基上方。再次，如圖2e和2f中 可W看出，與Cr相比，m)3-更靠近單體。Cr與單體最近的相互作用是與一個(gè)烘基碳的距離 為3.796A。然而，對(duì)于硝酸根來(lái)說(shuō)，陰離子體系似乎與受體的體系對(duì)齊，從而有助于一 些分子間距離<3.7A(圖2f)。結(jié)晶堆積表明總的1:1結(jié)合，其中主體與陰離子被排列在主 體:客體:主體:客體等等的無(wú)限鏈中（圖2c)。如所提到，經(jīng)由對(duì)在結(jié)構(gòu)的單個(gè)臂上的兩個(gè)脈 氨的氨鍵，陰離子被結(jié)合于主體。同一臂的脈幾基被氨鍵結(jié)合于受體上的臂，所述受體同時(shí) 結(jié)合陰離子。TBA配對(duì)陽(yáng)離子與NCV(圖2g)和Cr(圖化)形成溶劑分離的離子對(duì)，并且在每個(gè) 晶體結(jié)構(gòu)中牌大約相同的位置。
[0114] 為了簡(jiǎn)化運(yùn)些受體中的結(jié)合模型并降低硝酸根和漠離子的締合常數(shù)至可測(cè)量的 量，研究其他溶劑體系。=齒受體的低溶解度限制其溶劑可能性。我們也旨在維持陰離子和 溶劑分子的結(jié)合之間的競(jìng)爭(zhēng)，W進(jìn)一步提供在競(jìng)爭(zhēng)性溶劑(在環(huán)境監(jiān)測(cè)中應(yīng)用的關(guān)鍵特征） 中硝酸根結(jié)合非常強(qiáng)的證據(jù)。提高DMSO在氯仿中的濃度已經(jīng)表現(xiàn)出，通過(guò)破壞自締合簡(jiǎn)化 結(jié)合模型，從而獲得較高階的結(jié)合。此外，DMSO是強(qiáng)的氨鍵受體，因此將預(yù)期的是較低的締 合常數(shù)。在向化合物1在2 % DMSO-ds/CDCl 3和5 % DMSO-ds/CDCl 3中的ImM溶液添加 TBAN03后， 觀察到脈質(zhì)子初始高場(chǎng)位移，隨后是脈質(zhì)子的低場(chǎng)位移。滴定曲線表明比1:1模型更復(fù)雜的 體系；但是，數(shù)據(jù)仍然不能擬合到標(biāo)準(zhǔn)的模型。將DMSO濃度提高至10%DMS0-d6/CDCl3,則降 低脈質(zhì)子化學(xué)位移的總體變化（圖3)，但觀察到平滑的結(jié)合曲線，表明不再發(fā)生自聚集（W 及可能的離子配對(duì)）。如所懷疑，當(dāng)在10 % DMSO-ds/CDCl3 (表1)中進(jìn)行時(shí)，滴定硝酸根、漠離 子、氯離子和艦離子的TBA鹽擬合至I: I模型。
[0115] 在10%DMS0-d6/CDCl3中的滴定是在恒定ImM濃度的化合物1上進(jìn)行的。監(jiān)測(cè)在整個(gè) 滴定中的化學(xué)位移變化，并使用線性回歸分析擬合至1:1模型。采用1進(jìn)行N〇3\cr和化-的 滴定表明A S穩(wěn)定在大約1當(dāng)量的客體，而廠開(kāi)始最大化接近3當(dāng)量。所研究的每種陰離子的 締合常數(shù)和基于所測(cè)定的常數(shù)計(jì)算的總A S值示于表2中。對(duì)于每種陰離子來(lái)說(shuō)，在1的脈質(zhì) 子巧和巧中觀察到最大的化學(xué)位移變化。巧向低場(chǎng)移動(dòng)最快，運(yùn)表明陰離子與該質(zhì)子之間的 氨鍵最強(qiáng)。雖然面化物在Hb中具有最大的位移，但其測(cè)得的12200M-1的Ka在所觀察到的與1 的締合中并不是最高的。
[0116] 表2.通過(guò)在Ih NMR滴定中監(jiān)測(cè)脈質(zhì)子巧和Hb測(cè)定的化合物1和2與四下基錠陰離子 在10 % DMSO-ds/CDCl3中的締合常數(shù)化a，M-I)。
[01171
[0118] 采用N03-，獲得24100M-1的最大締合常數(shù)，其也是在r中所觀察到的最大位移， 0.26ppm，相比而言對(duì)于Cr、Br-和F來(lái)說(shuō)分別為0.21、0.16和0.12ppm。將r的其他值與締合 常數(shù)作比較，觀察到一個(gè)趨勢(shì):滬中位移越大，測(cè)得的1:1締合常數(shù)越高。不僅1能夠從競(jìng)爭(zhēng) 性介質(zhì)中結(jié)合陰離子，而且硝酸根的結(jié)合比氯離子高得多。發(fā)明人所知的在10%DMS0-d6/ CDCb中僅有的比較是具有126M可勺1:1N03屬合常數(shù)的中性；齒環(huán)膚，并且沒(méi)有觀察到對(duì) N03-的選擇性。在100%DMS0-d6中用于具有20M-1的N03-締合常數(shù)的NHBoc-取代的大環(huán)S酷 胺，已經(jīng)證實(shí)了與Cr和F相比對(duì)N03^的選擇性。據(jù)我們所知，S齒主體1展現(xiàn)出在競(jìng)爭(zhēng)性溶 劑中對(duì)于中性受體來(lái)說(shuō)最強(qiáng)的硝酸根結(jié)合，并且陰離子相互作用表現(xiàn)出促進(jìn)(如果不是 增強(qiáng))運(yùn)種結(jié)合。
[0119] 締合常數(shù)的運(yùn)種趨勢(shì)對(duì)應(yīng)于所觀察到的r的A S值。A S值越大通常會(huì)表明脈質(zhì)子 對(duì)陰離子的氨鍵更強(qiáng)更短，運(yùn)將對(duì)應(yīng)于陰離子更靠近芳基核。運(yùn)也證明了存在陰離子相 互作用。結(jié)合硝酸根的主體的晶體結(jié)構(gòu)支持了運(yùn)種假說(shuō)，并且掲示出硝酸根陰離子與芳基 核和烘基的體系之間存在明確的相互作用(例如參見(jiàn)圖2f，其示出了 N/05離fg…切遙接觸距 離為3.596和3.650A )。如之前所討論，^3^與芳基核和烘基的距離(：1-的那些距離短得多。1 的靜電電位圖表明在芳控中W及共輛烘中電子密度低。提出的問(wèn)題是為何硝酸根會(huì)比氯離 子具有與JT-體系更強(qiáng)的相互作用。硝酸根本身具有共輛的JT-體系，因此運(yùn)可能暗示了有利 的K-JT型相互作用；盡管如此，運(yùn)種相互作用的搭檔之一是陰離子，使得運(yùn)成為某種類型或 "n-Ji-輔助陰離子-31"相互作用的陰離子-31相互作用的一個(gè)明確例子。
[0120] 為了進(jìn)一步調(diào)查運(yùn)種說(shuō)法，使用了未被取代的且更富電子的受體2,來(lái)與缺電子的 1相比較。除了電子特征方面的變化提供弱化的陰離子相互作用外，2中的額外質(zhì)子1#還 可W提供對(duì)結(jié)合模型的進(jìn)一步了解。
[0121] 與1類似，通過(guò)在10%DMS0-d6/CDCl3中的IH NMR譜滴定來(lái)研究2的主體:客體復(fù)合 物。滴定在約ImM 2下采用Cr和N03^勺TB A鹽進(jìn)行。在整個(gè)滴定中監(jiān)測(cè)脈質(zhì)子(r和Hb)、硝基 苯基質(zhì)子化。和Hd似及核質(zhì)子(#)。為了保持一致性，如采用I時(shí)所做，僅使用巧、116^。和114 來(lái)將數(shù)據(jù)擬合至1:1模型?；瘜W(xué)位移的所有變化開(kāi)始穩(wěn)定在接近1當(dāng)量的陰離子，并且列于 表1中，并給出對(duì)n〇3^和Cr的相應(yīng)締合常數(shù)。所報(bào)道的r、Hb、HK和Hd的值是由每次滴定的各 個(gè)締合常數(shù)獲得的平均值，而的值則是由滴定中所觀察到的變化獲得的平均值。用氨替 換氣原子不僅改變電子特性，而且改變氨鍵供體的數(shù)目。運(yùn)種組合導(dǎo)致相比于Cr時(shí)對(duì)NCV 的選擇性損失?，F(xiàn)在加強(qiáng)氯結(jié)合，對(duì)2來(lái)說(shuō)締合常數(shù)為63700M-1，而硝酸根結(jié)合力被減弱到 11800M-1。由于中性環(huán)內(nèi)的電子特性改變，任何陰離子-JI相互作用均會(huì)被減弱或者現(xiàn)在是排 斥的，因此預(yù)期的將是結(jié)合減弱，正如采用MV時(shí)所看到的。對(duì)于Cr來(lái)說(shuō)Ka的最大增加可W 歸因于添加與的氨鍵，該氨鍵歸屬于2的滴定（圖4a)。觀察到運(yùn)種氨鍵比r的氨鍵更強(qiáng) (AS = 〇.31ppm，與之相比的是0.12ppm)，H3的氨鍵與1的Ka相關(guān)聯(lián)。NCV與2的締合常數(shù)傾向 于具有所指出的相關(guān)性，并且表明2可W通過(guò)與1相類似的模式結(jié)合N(V，但經(jīng)由不同的模式 結(jié)合cr。更重要的是，在向2添加硝酸根后，沒(méi)有發(fā)生的明顯位移，因而沒(méi)有形成陰離子 與11@的氨鍵，運(yùn)表明盡管存在更富電子芳控，但陰離子-JT相互作用可能仍然是優(yōu)選的結(jié)合 模式。從2的研究中得出=個(gè)重要的結(jié)果:硝酸根選擇性損失，硝酸根的締合常數(shù)減小，并且 硝酸根經(jīng)由與氯不同的模式結(jié)合。運(yùn)些數(shù)據(jù)支持了硝酸根經(jīng)由陰離子相互作用與受體結(jié) 合的模式，與電子特性無(wú)關(guān)，而氯離子傾向于經(jīng)由氨鍵而非體系來(lái)與2的核結(jié)合，從而有 效地提高了締合常數(shù)。
[0122] 本文中所呈現(xiàn)的S齒受體證實(shí)了與競(jìng)爭(zhēng)性氨鍵溶劑（丙酬-d6和10%DMS0-d6/ CDCI3)相比優(yōu)先結(jié)合陰離子。在丙酬-d6中不能精確地測(cè)定1與硝酸根和漠離子的結(jié)合。事實(shí) 上，氯離子與1的締合在10%DMS0-d6/CDCl3溶液中比在丙酬-d6中更高，而漠離子和硝酸根 二者的締合均較低。受體1和擬1:1化學(xué)計(jì)量從10 % DMS0-d6/CDCl3中結(jié)合出陰離子。甚至在 DMso-d6存在下觀察到對(duì)陰離子的強(qiáng)親合力，并且1的結(jié)合趨勢(shì)為:N〇3->cr>^->r，硝酸 根的適度選擇性可W由陰離子相互作用引起的。通過(guò)證實(shí)硝酸根選擇性的損失并指明陰 離子型相互作用對(duì)硝酸根來(lái)說(shuō)仍然是優(yōu)選模式，2的結(jié)合研究支持了有利的陰離子-JT相 互作用的存在。
[0123] 鑒于公開(kāi)的試劑和方法的原則可適用的許多可能的實(shí)施方案，應(yīng)認(rèn)識(shí)到所示例的 實(shí)施方案僅僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例且不應(yīng)被用于限制本發(fā)明的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種化合物或其質(zhì)子化形式或鹽，其具有式I:其中Y表示任選地被取代的芳族基團(tuán)； η為1或2; a為0至4; R1和R2均獨(dú)立地為Η;任選地被取代的烷基；任選地被取代的芳烷基；?；?；膦?；籣 S02R12;-C(0)R13;-C(0)0R14;-C(0)NR 15R16;-C(0)CH2R17;S-C(S)-NR 18R19;-S(0)R2();S-S02NR21R 22，其中R12-R22均獨(dú)立地為H、任選地被取代的烷基、任選地被取代的芳烷基、任選地 被取代的芳基或_C(0)R 23,其中R23是H、任選地被取代的烷基、任選地被取代的芳烷基或任 選地被取代的芳基;并且 每個(gè)R3均獨(dú)立地為任選地被取代的烷基、鹵素、任選地被取代的烷氧基、任選地被取代 的羧基、酰胺、氨基或硝基。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物，其具有式II:3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的化合物，其中η為1。4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的化合物，其中a為1，并且R3基團(tuán)位于相對(duì)于 NR1!?2基團(tuán)的位置的對(duì)位上。5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的化合物，其中NR1!?2是雙質(zhì)子供體。6. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的化合物，其中R1或R2中至少一個(gè)獨(dú)立地選自：R4是Η或任選地被取代的烷基； R5是Η或任選地被取代的芳基； R6是Η、酰基、任選地被取代的芳基或任選地被取代的烷基； R7和R8均獨(dú)立地為Η或任選地被取代的烷基； 每個(gè)X均獨(dú)立地選自低級(jí)烷基、鹵素、硝基、任選地被取代的烷氧基、任選地被取代的羧 基或酰胺； Ζ是0或S;并且 b是0至5。7. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的化合物，其中R1是Η并且每個(gè)R2均獨(dú)立地選自：R4是Η或任選地被取代的烷基； R5是Η或任選地被取代的芳基； R6是Η、酰基、任選地被取代的芳基或任選地被取代的烷基； R7和R8均獨(dú)立地為Η、任選地被取代的芳基或任選地被取代的烷基； 每個(gè)X均獨(dú)立地選自任選地被取代的低級(jí)烷基、鹵素、硝基、任選地被取代的低級(jí)烷氧 基、任選地被取代的羧基或酰胺； Ζ是0或S;并且 b是0至5。8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的化合物，其中R4是H。9. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述化合物，其中R7或R8中至少一個(gè)為任選地被取代的低級(jí)烷基。10. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述化合物，其中X是鹵素或硝基。11. 根據(jù)權(quán)利要求6、7或10中任意一項(xiàng)所述的化合物，其中b是1并且X基團(tuán)位于相對(duì)于 NR4C (0) -NH基團(tuán)或NR4S (0) 2基團(tuán)的位置的對(duì)位上。12. 根據(jù)權(quán)利要求1至11中任意一項(xiàng)所述的化合物，其中R3是低級(jí)烷基，例如甲基、乙基、 正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、叔丁基、戊基或己基。13. 根據(jù)權(quán)利要求1至12中任意一項(xiàng)所述的化合物，其中Y是任選地被取代的芳基或雜 芳基。14. 根據(jù)權(quán)利要求1至12中任意一項(xiàng)所述的化合物，其中Y是缺電子芳族基團(tuán)。15. 根據(jù)權(quán)利要求1至14中任意一項(xiàng)所述的化合物，其中Y是任選地被取代的亞苯基。16. 根據(jù)權(quán)利要求1至15中任意一項(xiàng)所述的化合物，其中Y是 其中R9、R1Q或R11中的每一曰Η、阮港現(xiàn)u漢電·^港團(tuán)。17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的化合物，其中R9、R1()和R11中的每一個(gè)均為鹵素或烷基。18. 檢測(cè)感興趣的目標(biāo)物在體系中的存在的方法，其包括使根據(jù)權(quán)利要求1至17中任意 一項(xiàng)所述的化合物與來(lái)自所述體系的樣品接觸。19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述體系包含水性體系。20. 根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的方法，其中所述方法包括檢測(cè)鹵素陰離子的存在。21. 根據(jù)權(quán)利要求18至20中任意一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括檢測(cè)硝酸根的存 在。22. 根據(jù)權(quán)利要求18至21中任意一項(xiàng)所述的方法，其中所述化合物是能夠與感興趣的 目標(biāo)物結(jié)合的主體化合物。
【文檔編號(hào)】G01N31/22GK105873903SQ201480067676
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2014年12月11日
【發(fā)明人】米歇爾·瓦特, 達(dá)倫·W·約翰遜, 邁克·M·哈利
【申請(qǐng)人】俄勒岡大學(xué)