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本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种基于柱芳烃的[2]轮烷及其制备和在催化偶联反应中的应用。
背景技术：
机械互锁结构由于其优异的结构特点近些年被广泛应用于生物技术和纳米科学领域。[2]轮烷作为一种典型的机械互锁结构，是由一个哑铃状的轴和套在轴上的大环组成。到目前为止，很多大环化合物都用于制备[2]轮烷，例如环糊精、杯芳烃、葫芦脲等。柱芳烃作为最新一类大环主体化合物，它是通过对苯二酚醚及其衍生物，在2，5-位通过亚甲基桥连得到的一类结构高度对称的低聚柱状化合物。和冠醚、杯芳烃相比，柱芳烃的结构更为刚性，对称性更好，和环湖精、葫芦脲相比，柱芳烃更易于进行功能化修饰。柱芳烃不仅能够和阳离子、阴离子客体络合，还能和中性客体络合，这使得柱芳烃可以方便地构筑[2]轮烷。
目前合成基于柱芳烃的[2]轮烷都是通过线性客体和一个体积较大的封端基团作用来实现的，很少有关于通过两种以上的小体积分子，利用“组合化学”的策略来构筑基于柱芳烃的[2]轮烷。更重要的是目前基于柱芳烃的[2]轮烷研究主要集中在其结构上，对于其性质研究较少。
技术实现要素：
针对上述现有技术的不足，本发明通过“组合化学”的策略，利用柱芳烃和中性客体之间的主客体络合，构建了新型基于柱芳烃的[2]轮烷，进一步的通过此类[2]轮烷和pd配位制备新型基于柱芳烃的[2]轮烷催化剂，所得催化剂在催化偶联反应中具有明显的优势。
为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于柱芳烃的[2]轮烷，其结构式如下式所示：
具体地，为下列化合物中的任意一种：
上述[2]轮烷的制备方法，是以式ⅰ所示的化合物为客体，与式ⅱ所示的柱芳烃、5，5-二甲基环己二酮、丙二腈、哌啶进行反应得到，
上述[2]轮烷在制备偶联反应催化剂中的应用。
一种偶联反应催化剂，是由上述[2]轮烷与pd配位后形成。[2]轮烷轴上的三氮唑基团可以和pd配位从而将[2]轮烷铰链起来形成含有pd的超分子聚合物材料，该聚合物材料可催化suzuki-miyaura偶联反应。
有益效果：本发明通过“组合化学”的策略，利用柱芳烃和中性客体之间的主客体络合，成功且高效构筑了5个新型基于柱芳烃的[2]轮烷，进一步的通过此类[2]轮烷和pd配位制备新型基于柱芳烃的[2]轮烷催化剂，柱芳烃较大的体积抑制了pd之间的致密堆积，使得最终制备的催化剂具有较宽松的反应位点，从而提高了催化效率。
附图说明
图1为本发明中柱芳烃[2]轮烷的合成路线图。
图2为实施例1中客体(a)、柱芳烃[2]轮烷r3(b)、柱5芳烃(c)的氢谱谱图。
图3为实施例1中柱芳烃[2]轮烷r3的二维核磁谱图。
图4为实施例1中r3分子在dmso中利用dft计算的能量最低模型(a)侧面图(b)俯视图。
图5为实施例2中催化剂pd@r3的制备过程及催化剂的结构图。
图6为实施例2中催化剂pd@r3的射电镜(a)和能谱分析(b)。