摘 要

在超分子化学的研究中最受注目的课题就是大环主体分子,大环分子的研究进程很大程度上影响着超分子化学的发展。最近的这一段时间里，有一类新的大环分子引起了研究者的关注，这种新型物质就是柱芳烃。柱芳烃的应用十分广泛，目前在医药、工业、农业、环境科学、能源科学、国防科学等多个领域中都有应用。

我们首先对柱芳烃的结构、合成方法、柱芳烃衍生物、柱芳烃的功能及应用等进行了总结。本文以对甲氧基苯酚为起始原料，在乙腈回流条件下与氯乙酸乙酯反应得到乙酸乙酯基取代的对甲氧基苯醚；然后与1,4-二甲氧基苯在氮气保护，氯仿为溶剂，氯化铁为催化剂条件下缩合反应得到粗产物，粗产物经过水洗，分离有机相，旋蒸，固体用二氯甲烷溶解，然后柱层析分离即可得到最终产物。然后经过核磁共振图谱分析确认其正确性。

关键词：柱芳烃 合成 缩合

Synthesis of Monoester Pillar [5] arene

Abstract

The most attentive issue in the investigation of supramolecular chemistry is macrocyclic host molecules, The research process of macrocyclic molecules significantly affects the development of supramolecular chemistry. Recently, there is a new class of macrocyclic molecules attracts the attention of researchers that is the pillar arenes. The pillar arenes are widely used , in the fields of medicine, industry, agriculture, environmental science, energy science and national defense.

First, the structure, the methods of synthesis, functionalization, and application of pillararenes are summarized. In this paper, we used p-methoxyphenol as a starting material, under the refluxing condition acetonitrile as solvent reacted with ethyl chloroacetate to give ethyl p-methoxyphenoxyacetate. Then reacted with 1,4-dimethoxybenzene in nitrogen , chloroform as a solvent, ferric chloride as a catalyst to give the crude product, the crude product was washed with water, the organic phase was separated, rotary evaporated, the solid was dissolved in dichloromethane and then was separated by column chromatography to give the pure product. Then its structure was confirmed by ¹HNMR.

Keywords: pillar arenes; Synthesis; Condesation

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1 前言 1

1.2柱芳烃的结构及构象 1

1.2.1 柱芳烃的结构 1

1.2.2 构象异构 2

1.3柱芳烃的合成研究 3

1.4 柱芳烃的功能化衍生 5

1.4.1 单官能化柱芳烃 6

1.4.2 双官能化柱芳烃 9

1.4.3 RIM分化柱[n]芳烃 13

1.5柱芳烃的应用 15

1.5.1 柱[6]芳烃在可控自组装和控释方面的应用 15

1.5.2 柱[5]芳烃在磁响应控释方面的应用 18

1.6 本课题的研究内容和意义 19

第二章 实验部分 20

2.1 实验材料与仪器 20

2.1.1 材料 20

2.1.2 仪器与设备 21

2.2实验内容 21

2.2.1合成化合物a 21

2.2.2合成化合物b 22

第三章 实验结果与讨论 24

3.1 产物结构表征 24

3.2小结 25

第四章 结论与展望 26

4.1 结论 26

4.2 展望 26

参考文献 27

致 谢 29

附图 30

第一章 文献综述

1.1 前言

1987年,Donald J. Cram、Jean-Marie Lehn、Charles J. Pedersen 3 位被授予了诺贝尔化学奖。他们三个人对超分子化学的研讨做出了巨大的贡献, 自激起了学者们对超分子化学的研讨兴趣,在世界范围内引起了不小的关注。超分子化学就成为了化学研究界的新宠儿。在超分子化学的研讨中最受注目的课题就是大环主体分子,大环分子的研讨进程很大程度上影响着超分子化学的发展。早在历史上,科学家们已经合成了各种超分子,这些分子都有着优异的性能: 如第一代主体化合物分子:冠醚;第二类主体化合物分子:环糊精;第三类主体化合物分子:杯芳烃和第四代主体化合物分子:葫芦脲。由于这些主体分子具备特殊的结构和功能而受到学者们的追捧,这四类主体化合物分子在超分子化学体系中占据了不可或缺的地位,同时他们也显示了主客体化学的研讨进程。

最近的这一段时间里，有一类新的大环分子引起了研究者的关注，这种新型物质就是柱芳烃。2008年， 日本化学家Ogoshi等首次成功地合成了一种结构对称、苯酚对位桥联的“柱”状大环低聚超分子主体化合物，被命名为柱芳烃。由此引发了柱芳烃的研究热潮，包括柱芳烃的合成方法、柱芳烃衍生物的研究、柱芳烃分子的功能及应用等。自柱芳烃问世以来，由于其易合成、高功能性、结构对称性好、主客体识别能力强以及旋转属性、平面手性等性质，柱芳烃得到了快速的发展。根据形成的柱芳烃单元数的不同，柱芳烃可以分为柱[n]芳烃，其中柱[5]芳烃最稳定，于是成了研究最多的柱芳烃。柱芳烃的应用十分广泛，目前在医药、工业、农业、环境科学、能源科学、国防科学等多个领域中都有应用。

1.2柱芳烃的结构及构象

1.2.1 柱芳烃的结构

柱［n］芳烃是通过亚甲基桥连接在其2-和5-定位的n氢醌环，是大环的一个相对较新的家族，在大环化学领域日益占据主导地位，柱芳烃的结构与环番相似，都是对位连接的，用线性五聚为前体来制备，其分子链开头的基团为苄醇（合成路线见图1-1)。

图1-1：环芳烷［］的合成

柱芳烃的结构是圆柱形对称柱代替了杯芳烃圆锥形状,因而它的构造更刚性的。柱芳烃的几何结构相似于葫芦[n]脲,但我们要进一步调整葫芦脲的结构是很不容易的。(见图1-2)但是,在相对缓和的条件下烷基取代的柱[n]的芳烃的1位和4位上的基团可以脱去,而且也能够进一步的调整,杯[n]芳烃也有类似的性质。

图1-2：杯[4]芳烃（A），葫芦[5]脲（B），柱[5]芳烃（C）和支柱[5]芳烃（D）的结构

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