4,13-二氮杂-18-冠-6-醚的合成与应用

4,13-二氮杂-18-冠-6-醚是一类含双仲胺的氮杂冠醚，环腔拥有氧、氮双重配位位点，可络合多种金属离子；其氨基易于化学修饰，是构建离子识别传感器、功能化冠醚衍生物的重要超分子中间体。

合成方法

步骤一：三乙烯二醇二对甲苯磺酸酯（1）的合成

将三乙二醇（26mmol）、三乙胺（78mmol）与 4‑二甲氨基吡啶（DMAP）置于二氯甲烷中搅拌30min。向混合液中加入对甲苯磺酰氯（52mmol）的无水溶液，继续搅拌反应12h。经水萃取后，使用旋转蒸发仪除去二氯甲烷，粗产物用甲醇重结晶。过滤收集固体并干燥，得到产物7.643 g，收率64%。熔点：82‑83℃。薄层色谱R_f值（二氯甲烷体系）：0.78。¹HNMR（CDCl₃，TMS）：δ 1.57(s，H₂O)，2.44(s，6H，CH₃‑Ar)，3.53(s，4H，CH₂‑CH₂‑OTs)，3.65(t，4H，CH₂‑CH₂‑O)，4.13(t，4H，CH₂‑CH₂‑O)，7.34(d，4H，Ar)，7.79(d，4H，Ar)ppm。

步骤二：4,13-二氮杂-18-冠-6-醚（2）的合成

将三乙烯二醇二对甲苯磺酸酯（9.65mmol）、乙二胺（9.65mmol）和碳酸钠（96mmol）溶于无水乙腈中。回流反应3天后，过滤反应液，旋转蒸发除去乙腈。粗产物以氧化铝为固定相进行柱层析纯化，洗脱剂为乙醇‑四氢呋喃（体积比1:9）；洗脱液经旋转蒸发除去溶剂，得到4,13-二氮杂-18-冠-6-醚为白色固体0.658 g，收率26%。熔点：115‑116℃。¹HNMR（CDCl₃，TMS）：δ 1.42(s，H₂O)，2.20(s，2H，NH)，2.79(m，8H，NH‑CH₂‑CH₂)，3.59(m，16H，‑OCH₂‑)ppm。¹³C NMR（CDCl₃，TMS）：δ77.5，69.8，48.8 ppm[1]。

有机应用

二氮杂冠醚苯酚的合成：将4,13-二氮杂-18-冠-6-醚（2mmol）、苯酚（4.80mmol）与多聚甲醛（4.90mmol）混合于甲苯中，回流反应12h，减压蒸除溶剂。加入少量甲醇促进结晶；超声处理30min 后，过滤收集固体并干燥，得到产物0.135g，收率14%。熔点：93‑94℃[1]。

参考文献

[1]Koonrugsa N, Fuangswasdi S. Metal ion chemosensors based on diaza?18?crown?6 coupling with azobenzene dye[J]. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 2019, 215:15?23.