本发明涉及超分子化学，更具体地，涉及一种不对称杂[4]芳烃及其制备方法与应用。
背景技术：
1、自20世纪60年代，美国杜邦公司的c.j.pedersen发现冠醚以来，越来越多的大环化合物被合成出来，成为超分子化学的主要研究对象。其中大环芳烃(例如，杯芳烃、柱芳烃、联苯芳烃、棱镜芳烃)由于其特殊的结构和优异的主客体化学性质而引起了广泛的关注。然而，目前大多数的大环芳烃都是通过相同的结构单元组成的，限制了它们的进一步应用。杂芳烃是由不同结构单元组成的大环芳烃，其多样的结构单元为杂芳烃的合成提供了许多反应位点，从而得到结构、形状、性质各异的杂芳烃，使杂芳烃产生更广泛的应用。因此设计合成具有不同结构单元的新型杂芳烃对超分子化学具有重要意义。
2、公开号为cn117534547a的专利公布了一种杂[3]芳烃大环化合物的合成方法，该合成方法具有操作简单、反应条件温和、原料成本低等优点，此外该大环化合物还具有高效捕获碘单质的能力，因此，该杂[3]芳烃大环化合物具有一定的工业价值。公开号为cn116621681a的专利公布了一种杂[4]芳烃大环化合物的合成方法，将2,6-二乙氧基萘、1,3-二甲氧基苯和多聚甲醛在三氟乙酸催化下反应，后柱层析分离得到最终产物。该合成方法反应条件温和、快速、转化率高，并且在石油化工原料提纯等方面具有潜在的应用前景。以上的研究为本发明中化合物的合成提供了指导。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种不对称杂[4]芳烃及其制备方法与应用，利用一锅法成功设计合成了一种新型的大环化合物，即不对称杂[4]芳烃，过程操作简单，设备要求低，转化率高，并且为大环化合物家族添加了新成员；并且基于该大环化合物的富电子特性，将其与缺电子受体1,2,4,5-四氰基苯以摩尔比1:1在二氯甲烷中混合，成功制备了一种基于不对称杂[4]芳烃的共晶材料。
2、为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
3、一种不对称杂[4]芳烃，所述不对称杂[4]芳烃的结构如下所示：
4、
5、本发明还公开了一种如上述的不对称杂[4]芳烃的制备方法，包括以下步骤：
6、(1)将2,6-二乙氧基萘、1,3-二甲氧基苯和多聚甲醛以及催化剂三氟乙酸加入到有机溶剂中进行热反应，并通过薄层色谱监测反应，反应结束后，通过中和三氟乙酸淬灭反应，经分液，得到有机层溶液；
7、(2)将所述有机层溶液经柱层析纯化并活化，得到不对称杂[4]芳烃。
8、可选的，所述步骤(1)中，所述2,6-二乙氧基萘、所述1,3-二甲氧基苯、所述多聚甲醛的当量比(0.9～1.1):(2.9～3.1):(2～3)。
9、可选的，所述步骤(1)中，所述热反应的温度为60℃～65℃；所述热反应的时间为28min～32min。
10、可选的，步骤(1)中，所述有机溶剂为氯仿溶液；使用饱和的碳酸钠水溶液中和三氟乙酸。
11、可选的，所述步骤(2)中，所述活化的温度为120℃～150℃；所述活化的时间为6h～9h。
12、可选的，所述步骤(2)中，柱层析洗脱剂包括石油醚和二氯甲烷中的一种。
13、本发明还公开了上述的不对称杂[4]芳烃在制备共晶材料中的应用，以不对称杂[4]芳烃为电子供体，以1,2,4,5-四氰基苯为电子受体，电子供体与电子受体按摩尔比1:1在二氯甲烷中混合，得到基于杂[4]芳烃的共晶材料。
14、可选的，具体包括：
15、(1)将杂[4]芳烃和1,2,4,5-四氰基苯按摩尔比为1:1混合，并滴加二氯甲烷直至粉末全部溶解，得到混合溶液；
16、(2)将所述混合溶液放置于0℃下保存过夜，过滤收集析出的晶体并经活化，得到所述基于不对称杂[4]芳烃的共晶材料。
17、可选的，步骤(2)中，所述活化的温度为120℃～150℃；所述活化的时间为6h～9h。
18、实施本发明实施例，将具有如下有益效果：
19、本发明利用一锅法成功制备了一种新型的不对称杂[4]芳烃，与现有技术相比，该过程操作简单，设备要求低，转化率高，并且为大环化合物家族添加了新成员。此外，利用该大环化合物还可用于共晶材料的制备。
1.一种不对称杂[4]芳烃，其特征在于，所述不对称杂[4]芳烃的结构如下所示：
2.一种如权利要求1所述的不对称杂[4]芳烃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述2,6-二乙氧基萘、所述1,3-二甲氧基苯、所述多聚甲醛的当量比(0.9～1.1):(2.9～3.1):(2～3)。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述热反应的温度为60℃～65℃；所述热反应的时间为28min～32min。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述有机溶剂为氯仿溶液；使用饱和的碳酸钠水溶液中和三氟乙酸。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述活化的温度为120℃～150℃；所述活化的时间为6h～9h。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，柱层析洗脱剂包括石油醚和二氯甲烷中的一种。
8.权利要求1所述的不对称杂[4]芳烃在制备共晶材料中的应用，其特征在于，以不对称杂[4]芳烃为电子供体，以1,2,4,5-四氰基苯为电子受体，电子供体与电子受体按摩尔比1:1在二氯甲烷中混合，得到基于杂[4]芳烃的共晶材料。
9.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，具体包括：
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，步骤(2)中，所述活化的温度为120℃～150℃；所述活化的时间为6h～9h。
