阳离子型水溶性柱[5]芳烃及其制备和作为受体在检测银离子中的应用的制作方法
【专利摘要】本发明设计合成了一种阳离子型水溶性柱[5]芳烃化合物，其结构中不仅拥有一个有五个苯环组成了柱框架，还在上下边缘各连接五个三甲胺基团，是一种含有多个识别位点的柱芳烃，并且在水中有很好的溶解性，从而可以在纯水相中通过阳离子型的三甲胺基团与银离子络合形成稳定的配合物。实验表明，在阳离子型水溶性柱芳烃的水溶液中，只有Ag+的加入能使其在293nm处的紫外吸收峰明显增强，而其余阳离子的加入不能使其水溶液在293nm处的紫外吸收发生变化。因此，该柱芳烃对Ag+具有很好的选择性紫外识别能力，可作为Ag+受体分子在纯水相中检测银离子。滴定实表明，该柱芳烃对Ag+的最低检测限能达到1.25×10-5 M。
【专利说明】阳离子型水溶性柱[5]芳烃及其制备和作为受体在检测银 离子中的应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种柱芳烃类化合物，尤其涉及一种阳离子型水溶性柱[5]芳烃及其 制备方法；本发明同时还涉及该阳离子型水溶性柱[5]芳烃作为受体分子在检测银离子中 的应用，属于阳离子检测【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 新型大环主体分子柱芳烃于2008年首次被报道后引起世界科学家浓厚的研宄兴 趣。其与客体分子的主客体键合作用与自组装行为均成为研宄的热点。同时，作为新型的主 体分子通过与无机纳米材料的复合展示新的功能同样成为近年来研宄的热点。而作为一类 新颖大环主体分子的柱芳烃相比较于杯芳烃，它具有较对称的柱状结构，故取名"柱芳烃"。 由于柱芳烃的衍生化相对容易，故其研宄成果日新月异。
[0003] 随着现代科技的日新月异，日常生活使用银及其化合物的范围也日益增加。银以 及银的相关产品广泛应用于电子、电镀、感光材料、化工工业和科研领域。在涉及到银的各 行各业的生产和应用中会产生各种各样的含银废水。与其他工业相比，虽然产生的废水量 不是很大，但其废水的性质却决定了它对环境的污染影响却非常严重。废水中的银离子在 环境中的迀移、扩散将污染自然水体，对人体及水生生物的健康将产生严重的危害。因此， 银离子的识别和检测在环境科学、生命科学和医学等领域都有着重要的应用。检测银离子 的方法很多，而比色法由于方便快捷等原因而倍受关注。但是，大多数受体化合物的水溶性 差，只能在有机相中进行离子识别，无法实现在纯水相中对银离子进行识别。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种阳离子型水溶性柱[5]芳烃； 本发明的另一目的是提供一种阳离子型水溶性柱[5]芳烃的制备方法； 本发明还有一个目的，就是提供上述水溶性柱[5]芳烃作为银离子受体分子在纯水相 中检测银离子的应用。
[0005] -、阳离子型水溶性柱芳烃 本发明的阳离子型水溶性柱芳烃(记为P)，其结构中不仅拥有一个有五个苯环组成了 柱框架，还在上下边缘各连接五个三甲胺基团，是一种含有多个识别位点的柱芳烃，并且在 水中有很好的溶解性，从而可以在纯水相中通过阳离子型的三甲胺基团与银离子络合形成 稳定的配合物来识别银离子。其结构式如下：
【权利要求】
1. 一种阳离子型水溶性柱[5]芳烃，其结构式如下：
2. 如权利要求1所述阳离子型水溶性柱[5]芳烃的制备方法，包括以下工艺步骤： (1) 1，4-二（4-溴丁氧基）苯的合成：以丙酮为溶剂，碳酸钾和碘化钾为催化剂，氮气 保护下，使对苯二酚和1，4-二溴丁烷回流反应48~72h;用冷水沉淀，过滤，水洗，柱层分离 纯，得到白色粉末状固体，即得； (2) 二（4-溴丁氧基）柱[5]芳烃的合成：以1，2-二氯乙烷为溶剂，三氟化硼乙醚为催 化剂，使1，4-二（4-溴丁氧基）苯与多聚甲醛于室温搅拌反应l~3h，得到绿色的混合物；旋 蒸除去溶剂，固体用柱层析分离，得到白色粉末状固体即为化合物二（4-溴丁氧基）柱[5] 方径； (3) 阳离子型水溶性柱[5]芳烃的合成：将二（4-溴丁氧基）柱[5]芳烃与三甲胺加 入到溶剂乙醇中，回流12~36h;旋蒸除去乙醇，所得固体用去离子水溶解，过滤，旋蒸除去 溶剂水，得到无色透明的固体，即为阳离子型水溶性柱芳烃。
3. 二（4-溴丁氧基）柱[5]芳烃与三甲胺的摩尔比为1:15~1:30。
4. 如权利要求2所述阳离子型水溶性柱芳烃的制备方法，其特征在于：步骤（1)中，对 苯二酚和1，4-二溴丁烷的摩尔比为1:5~1:10。
5. 如权利要求2所述阳离子型水溶性柱芳烃的制备方法，其特征在于：步骤（1)中，对 苯二酚与碳酸钾的摩尔比为1:2~1:8 ; 如权利要求2所述阳离子型水溶性柱芳烃的制备方法，其特征在于：步骤（1)中，对苯 二酚与碘化钾的摩尔比为1:2~1:4。
6. 如权利要求2所述阳离子型水溶性柱芳烃的制备方法，其特征在于：步骤（2)中， 1，4-二（4-溴丁氧基）苯与多聚甲醛的摩尔比为1:2~1:5。
7. 如权利要求2所述阳离子型水溶性柱芳烃的制备方法，其特征在于：步骤（2)中， 1，4-二（4-溴丁氧基）苯与三氟化硼乙醚的摩尔比为4。
8. 如权利要求2所述阳离子型水溶性柱芳烃的制备方法，其特征在于：步骤（3)中，二 (4-溴丁氧基）柱[5]芳烃与三甲胺的摩尔比为1:15~1:30。
9.如权利要求1所述阳离子型水溶性柱[5]芳烃作为受体分子在检测Ag+中的应用。
10.如权利要求1所述阳离子型水溶性柱芳烃作为受体分子在检测Ag+中的应用，其特 征在于：只有Ag+的加入能使阳离子型水溶性柱[5]芳烃水溶液在293nm处的紫外吸收峰 明显增强，而其余阳离子的加入不能使阳离子型水溶性柱[5]芳烃水溶液在293nm处的紫 外吸收发生变化。
【文档编号】G01N21/33GK104447363SQ201410631270
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月11日 优先权日:2014年11月11日
【发明者】魏太保, 吴贵渊, 林奇, 姚虹, 张有明 申请人:西北师范大学