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背景技术：
瓜环(cucurbit[n]urils，q[n])是一类由n个苷脲单元和2n个亚甲基桥连起来的大环笼状化合物，是近十几年发现的一种新型材料，但由于其溶解性问题及其反应条件苛刻，在一定条件下限制了瓜环的发展。原有路线合成环己基甘脲是由环己酮通过二氧化硒氧化成1,2-环己二酮，再通过1,2-环己二酮与尿素在无机酸下反应得到环己基甘脲，其缺点主要有二氧化硒毒性较大，1,2-环己二酮水溶性差，反应产率低和污染大。由于这些改性瓜环在合成路线上都存在反应步骤繁琐、反应产率低下、污染环境和价格昂贵的因素。
技术实现要素：
本发明的目的，在于公开一种环己基改性瓜环合成犯法，该方法简单易操作，能够克服原有方法反应步骤繁琐、反应产率低下、污染环境和价格昂贵的缺点，避免其中二氧化硒的毒性，降低污染，提高产率。本发明重在对已有的环己基瓜环的合成路线进行优化，希望将其合成方法推上一个更高的台阶，为往后研究提供更好的原料保证。
本发明的技术方案主要通以环己醇与硝酸为原料合成1,2-环己二酮半水合物，再由1,2-环己二酮半水合物与尿素为原料合成环己基甘脲，再以其与多聚甲醛反应生成环己基二醚，由环己基二醚进一步制得环己基瓜环。其步骤主要为：
步骤一：向浓硝酸中加入催化剂后，将浓硝酸溶液放入冰盐浴中降温，将温度控制在-5-20℃；取环己醇缓慢滴入浓硝酸中，把温度控制在10-15℃，2h滴完；待温度降到0℃以下之后，向液面吹空气2-4h，用75-80℃的热水洗3次，合成1,2-环己二酮半水化合物；
步骤二：1,2-环己二酮半水合物与尿素在酸性条件下合成环己基甘脲；
步骤三：环己基甘脲与多聚甲醛在酸性条件下合成环己基二醚。
步骤四：环己基二醚在酸性条件下加热溶解、回流合成环己基改性瓜环。
所述步骤2中尿素与1,2-环己二酮半水合物的用量比大于4:1。
所述步骤2中尿素与1,2-环己二酮半水合物反应的条件为在水中用无机酸或有机酸酸化。
所述步骤二中反应温度为0-100℃。
所述步骤2反应时间≧0.5h。
所述步骤三多聚甲醛与环己基甘脲的用量比大于4:1。
和现有技术相比，本发明的益处在于：采用1,2-环己二酮半水合物，在一定条件下与尿素反应合成环己基改性甘脲，以此为原料进一步合成环己基改性甘脲二醚和全取代的环己基瓜环。该方法简单易操作，能够克服原有方法反应步骤繁琐、反应产率低下、污染环境和价格昂贵的缺点，避免其中二氧化硒的毒性，降低污染，提高产率。
附图说明
图1为1,2-环己二酮半水合物的核磁氢谱；
图2为1,2-环己二酮半水合物的x-射线单晶衍射图；
图3为环己基甘脲的核磁氢谱；
图4为环己基甘脲二醚的核磁氢谱；
图5为环己基五元瓜环的核磁氢谱。
具体实施方式
实施例1
步骤一：合成1,2--二环己酮半水合物
量取104.3ml的浓硝酸加入三颈烧瓶中，加入适量的催化剂(v2o5)待瓶中有棕色气体放出时，将其放入冰盐浴中降温，将温度控制在-5-20℃，取52ml的环己醇于滴管中，将环己醇缓慢滴入硝酸中，在滴加的过程中把温度控制在10-15℃，2h滴完。当环己醇滴完，待温度将到0℃以下之后，向液面吹空气2-4h。用75-80℃的热水洗3次，得到白色固体1,2-环己二酮半水合物，产率42％；
步骤二：环己基甘脲的合成
取1,2-环己二酮半水合物2.4g和尿素4.8g于200ml的圆颈烧瓶中，加入60ml水和30ml乙醇提高1,2-环己二酮半水合物溶解性，在室温下搅拌30min，加入1ml浓盐酸室温反应12h后，用多孔抽滤漏斗进行抽滤，得白色固体环己基甘脲1.06g，其转化率为41.40％；
步骤三：环己基甘脲二醚的合成
取6g多聚甲醛于100ml圆颈烧瓶中，加入6mol盐酸40ml，加热溶解，待溶清后，温度降至室温再加入3.92g环己基甘脲反应1h，有大量白色固体析出即为环己基甘脲二醚粗品，将粗品用甲酸：1,4-二氧六环体积比为3:4的溶液中加热到60℃重结晶，得纯品。
步骤四：环己基改性瓜环的合成
取2g环己基甘脲二醚于100ml圆颈烧瓶中,加入8mol盐酸50ml，加热溶解，待溶清后，回流24h即能得到环己基改性瓜环。
实施例2-20
一种环己基改性瓜环的方法，实施例2-20与实施例1不同之处在于步骤二中反应条件为不同酸或不同温度，如表所示：
环己基甘脲在不同的酸或同种酸不同温度下的合成
以酸提供质子使其质子化，有利于促进半水合物脱水，使1,2-环己二酮半水合物与尿素合成甘脲。把盐酸作为质子剂从上表看出，利用控制变量法，以温度作为变量，随温度从室温到65℃的上升甘脲的产率从41.40％-96.60％呈现出递增的趋势，在大于65℃呈现出平稳的趋势，温度过高不利于反应的控制，所以选择在65℃反应最为合适。把硫酸作为质子剂从上表可以看出出现同样的现象，以温度为变量，当温度从室温到65℃的变化过程中，随温度的上升甘脲的产率从42.2％-91.4％递增，大于65℃时产率平稳并有下降的趋势，同理为了实验的方便，取65℃为反应条件。再以温度不变硫酸与盐酸作为变量，从表中可以明确的看出当温度相同是盐酸与硫酸作为质子剂时，都呈现出相同的趋势，在考虑到价格与安全的情况下，应该选择盐酸做为质子剂。结论是合成甘脲时应以盐酸作为质子剂并在65℃下反应为最适宜的条件。
以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。