具体实施方式
<1>分子内具有三亚甲基结构的化合物(2位具有取代基的三亚甲基化合物)
本发明的化合物如下述式1所示。即,本发明的化合物是具有经由三亚甲基结构(三亚甲基型连结部)相互键合的共轭结构部位(π-共轭基团)的化合物,且在三亚甲基结构的2位位置具有R1、R2的取代基的化合物。
[化11]
进而,为了使上述式1中的共轭结构部位(π-共轭基团,Z1和Z2)支配性地发生堆叠而支配性地得到通过单独π-共轭基团难以获得的光学特性、电学特性、电化学的特性等,更优选以下的式2所示的结构,该结构中,三亚甲基结构结合了Ar1和Ar2,所述Ar1和Ar2是从由C和H形成的二价的芳香环以及由C、H和X(X是杂原子)形成的二价的芳香环中选择的基团。此外,所谓单独π-共轭基团,是指与π-共轭基团部分相对应的化合物,具体地说,是指在π-共轭基团上添加氢原子而成的化合物。
[化12]
其中,式1和式2中,
R1和R2分别独立地为氢;以及从由C、H和/或X(X是杂原子)形成的取代基中选择的基团,
Z1~Z4分别独立地为,从由C和H形成的芳香族取代基团;由C、H和X(X是杂原子)形成的芳香族取代基团;含有芳香环和由C和H形成的双键性和/或三键性的共轭结构的基团;以及含有芳香环和由C、H和/或X(X是杂原子)形成的双键性和/或三键性的共轭结构的基中选择的基团,
Ar1和Ar2分别独立地为,从由C和H形成的二价的芳香环;以及由C、H和X(X是杂原子)形成的二价的芳香环中选择的基团。
此外,Z1~Z4可以具有非共轭部位。Z1~Z4可以含有从上述的基团中选择的2种以上的基团。R1和R2不同时为氢。
另外,C为碳原子、H为氢原子。作为X,可举出O(氧原子)、N(氮原子)、S(硫原子)、Si(硅原子)、卤原子等。
在此,对于R1和R2进行说明。
R1和R2从氢;以及由C、H和/或X形成的取代基中选择。作为由C、H和/或X形成的取代基,可举出由C和H形成的脂肪族取代基团、由C和H形成的芳香族取代基团、由C、H和X形成的芳香族取代基团、这些以外的由C、H和/或X形成的取代基(含有脂肪族取代基)等。
作为由C和H形成的脂肪族取代基,可举出直链状或者支链状的碳数1~12的烷基、碳数1~12的环烷基、碳数1~12的烯基、碳数1~12的炔基等。
作为由C和H形成的芳香族取代基,可举出可以具有直链状或者支链状的碳数1~12的烷基、碳数1~12的环烷基等作为取代基的芳基、芳基烷基、芳基烯基、芳基炔基、联苯基等多环芳基,萘基、蒽基等稠环芳基等。
作为由C、H和X形成的芳香族取代基,可举出可以具有直链状或者支链状的碳数1~12的烷基、碳数1~12的环烷基、或碳数1~12的烷氧基等作为取代基的芳基氧基、芳基硫基、芳基烷氧基、芳基烷基硫基、噻吩基、吡咯基、呋喃基、吡啶基、哌啶基、喹啉基、异喹啉基等。
所谓由C、H和/或X形成的取代基(包含脂肪族取代基),具体地说,可举出由C、H和X形成的取代基、由C和X形成的取代基、由H和X形成的取代基、由X形成的取代基等。
作为由C、H和/或X形成的取代基,可举出烷氧基、烷硫基、羟基、羟基烷基、氨基、取代氨基、甲硅烷基、取代甲硅烷基、甲硅烷基氧基、取代甲硅烷基氧基、卤原子、酰基、酰氧基、亚氨基、酰胺基、酰亚胺基、羧基、取代羧基、氰基、具有这些取代基的烷基等。
R1和R2可以具有取代基,作为取代基的例子,可举出由C、H和/或X形成的取代基中举出过的例子。
为了使共轭结构部位支配性地堆叠、从而支配性地得到通过单独π-共轭基团难以得到的光学特性、电学特性、电化学的特性等,这些化合物中,优选R1是氢原子的化合物,更优选R1是氢原子且R2是所结合的氢原子数为2以下的碳原子的化合物。进一步优选R1是氢原子且R2是所结合的氢原子数为1以下的碳原子的化合物,最优选R1是氢原子且R2是所结合的氢原子数为0的碳原子的化合物。
此外,本发明中,所谓R2为所结合的氢原子数为2以下(或1以下,0)的碳原子,是指R2为具有游离碳的取代基,且游离碳上结合的氢原子数为2以下的取代基。换言之,R2是碳原子(与三亚甲基结构结合的碳原子)拥有自由价的一价基团,且与该碳原子结合的氢原子数为2以下。
例如,对下式所示的R2进行比较时,优选(b)~(d),更优选(c)和(d),最优选(d)。
[化13]
在此,RH2C-、R'RHC-和R”R'RC-可以分别从由C、H和/或X形成的取代基中选择。另外,RH2C-、R'RHC-和R”R'RC-可以形成环状结构。
对于Z1~Z4(有时写作Zn(n=1~4))进行说明。
作为由C和H形成的芳香族取代基,可举出可以具有直链状或者支链状的碳数1~12的烷基、碳数1~12的环烷基等作为取代基的芳基、芳基烷基、芳基烯基、芳基炔基、联苯等多环芳基,萘基、蒽基等稠环芳基等。还可以举出在后述的Ar1和Ar2中的由C和H形成的二价的芳香环上添加氢原子而成的一价的芳香环。
作为由C、H和X(X是杂原子)形成的芳香族取代基,可举出可以具有直链状或者支链状的碳数1~12的烷基、碳数1~12的环烷基、碳数1~12的烷氧基等作为取代基的芳基氧基、芳基硫基、芳基烷氧基、芳基烷基硫基、噻吩基、吡咯基、呋喃基、吡啶基、哌啶基、喹啉基、异喹啉基等。进而,还可以举出在后述的Ar1和Ar2中的由C、H和X形成的二价的芳香环上添加氢原子而成的一价的芳香环。
作为含有芳香环和由C和H形成的双键性和/或三键性的共轭结构的基团,可举出含有芳香环和碳-碳双键性和/或碳-碳三键性的共轭结构的基团。作为碳-碳双键性的共轭结构,可举出乙烯基、丙烯基等,作为碳-碳三键性的共轭结构,可举出乙炔基团、丙炔基等。
作为含有芳香环和由C、H和/或X(X是杂原子)形成的双键性和/或三键性的共轭结构的基团,具体地说,可举出含有芳香环以及以下共轭结构的基团,所述共轭结构是由C、H和X形成的双键性和/或三键性的共轭结构、由C和X形成的双键性和/或三键性的共轭结构或由H和X形成的双键性和/或三键性的共轭结构。作为含有芳香环和由C、H和/或X(X是杂原子)形成的双键性和/或三键性的共轭结构的基团,可举出含有芳香环和亚氨基等共轭结构的基团。
作为Zn中的芳香环,可举出由C和H形成的芳香环、由C、H和X(X为杂原子)形成的芳香环。作为由C和H形成的芳香环,由C、H和X(X为杂原子)形成的芳香环,可举出后述的Ar1和Ar2中的由C和H形成的二价的芳香环,以及,与由C、H和X(X是杂原子)形成的二价的芳香环同样的芳香环(其中,有时也形成一价的芳香环。)。
Zn可以由这些基团中的一个构成,还可以由从这些基团中选择的相同或不同的2个以上基团构成。即,Zn例如可以为从上述中例示的基团的中选择的相同或不同的2~20个、2~10个或2~5个的基团连结而成的基团。
Zn优选具有宽广的π平面的基团,从该观点出发可以适宜地使用稠环。
以下对于Ar1和Ar2进行说明。
作为由C和H形成的二价的芳香环,可举出二价的单环,或者2个以上、最好2~5个的环稠合而成的稠环等芳香族烃环。具体地说,可举出各二价的苯环、萘环、蒽环、菲环、芘环、苝环、并四苯环、并五苯环、芴环、茚并芴环、甘菊环、庚间三烯并庚间三烯环、亚联苯环、吲达省环、苊烯环、迫苯并萘环、荧蒽环、醋菲烯(acephenanthrylene)、苯并苊(aceanthrylene)环、亚三苯环、环、并四苯环、苉环、戊芬环、亚四苯基环、己芬环、并六苯环、玉红省环、晕苯环、联三萘环、庚芬环、并七苯环等芳香族烃环。
作为由C、H和X(X是杂原子)形成的二价的芳香环,可举出二价的杂单环,或2个以上、最好2~5个环的稠合而成的稠环等杂芳香环。具体地说,可举出各二价的吡啶环、嘧啶环、哒嗪环、吡嗪环、喹啉环、异喹啉环、喹喔啉环、喹唑啉环、吖啶环、菲咯啉环、噻吩环、苯并噻吩环、二苯并噻吩环、氧化噻吩环、苯并氧化噻吩环、二苯并氧化噻吩环、二氧化噻吩环、苯并二氧噻吩环、二苯并噻吩砜环、呋喃环、苯并呋喃环、二苯并呋喃环、吡咯环、吲哚环、二苯并吡咯环、噻咯环、苯并噻咯环、二苯并噻咯环、硼杂环戊二烯环、苯并硼杂环戊二烯环、二苯并硼杂环戊二烯环、吡唑环、咪唑环、噁二唑环、咔唑环、吡咯并咪唑环、吡咯并吡唑环、吡咯并吡咯环、噻吩并吡咯环、噻吩并噻吩环、呋喃吡咯环、呋喃呋喃环、噻吩并呋喃环、苯并异噁唑环、苯并异噻唑环、苯并咪唑环、三嗪环、噌啉环、菲啶环、伯啶环、喹唑啉酮环、异苯并呋喃环、异吲哚环、吲嗪环、色烯环、苯并吡喃环、呫吨环、喹嗪环、菲啶环、萘啶环、吲唑环、酞嗪环、嘌呤环、蝶啶环、噻蒽环、吩噁嗪环、吩噁嗪环、吩噻嗪环、吩嗪环等杂芳香环。
作为Ar1和Ar2,优选其中的芳香族烃环,更优选苯环、萘环和蒽环。
另外,作为Ar1和Ar2,优选具有宽广的π平面的基团,从该观点出发,可以适宜地使用稠环。
Zn、以及Ar1和Ar2的基团可以具有取代基,作为取代基,例如可举出烷基、烷氧基、烷基硫基、芳基、芳基氧基、芳基硫基、芳基烷基、芳基烷氧基、芳基烷基硫基、芳基烯基、芳基炔基、羟基、羟基烷基、氨基、取代氨基、甲硅烷基、取代甲硅烷基、甲硅烷基氧基、取代甲硅烷基氧基、卤原子、酰基、酰氧基、亚氨基、酰胺基、酰亚胺基、羧基、取代羧基、氰基、1价的杂环基等。
本发明的化合物中,化合物中的2个以上的芳香环彼此可以形成堆叠结构。另外,本发明的化合物的发光波长,与化合物中的芳香环单独的发光波长不同。例如,上述式1所示的化合物的发光波长与Z1或Z2的单独的发光波长不同,上述式2所示的化合物的发光波长与Z3、Z4、Ar1或Ar2的单独的发光波长不同。即,由本发明的化合物的芳香环引起的吸光系数,比对应于用来导入芳香环的取代基(上述式1所示的化合物的Z1或Z2,上述式2所示的化合物的Z3、Z4、Ar1或Ar2)的吸光系数小。由此,可形成紫外线透射材料,并且作为耐光性材料也是有用的。
<2>分子内含有具有三亚甲基结构的单元的高分子化合物(具有三亚甲基型连结部的高分子化合物)
本发明的高分子化合物是含有具有经由三亚甲基结构(三亚甲基型连结部)相互键合的共轭结构部位(π-共轭基团)的、且三亚甲基结构的2位的位置具有R1、R2的取代基的单元的高分子化合物。本发明的高分子化合物如以下所示。
本发明的高分子化合物是含有下述式11所示的单元的高分子化合物。
[化14]
作为本发明的高分子化合物的例,可举出含有下述式3所示的单元的高分子化合物。
[化15]
另外,作为本发明的高分子化合物的例子,可举出含有下述式9所示的单元中的至少一个的高分子化合物。
[化16]
进而,作为本发明的高分子化合物的例子,可举出含有下述式6所示的单元的高分子化合物。
[化17]
另外,本发明的高分子化合物是含有下述式12所示的单元的高分子化合物。
[化18]
作为本发明的高分子化合物的例子,可举出含有下述式5所示的单元的高分子化合物。
[化19]
其中,在式11、式3、式9、式6、式12和式5中,
R1~R4分别独立地为氢;以及从由C、H和/或X(X是杂原子)形成的取代基中选择的基团,
Z5~Z7和Z11~Z15分别独立地为,从由C和H形成的二价的芳香环;由C、H和X(X是杂原子)形成的二价的芳香环;含有芳香环和由C和H形成的双键性和/或三键性的共轭结构的二价的基团;以及,含有芳香环和由C、H和/或X(X是杂原子)形成的双键性和/或三键性的共轭结构的二价的基团中选择的基团,
Ar1~Ar4分别独立地为,从由C和H形成的二价的芳香环;以及,从由C、H和X(X是杂原子)形成的二价的芳香环中选择的基团,
n为1以上的整数。
此外,Z5~Z7和Z11~Z15可以具有非共轭部位。Z5~Z7和Z11~Z15可以含有从上述的基团中选择的2种以上的基团。R1和R2不同时为氢,R3和R4不同时为氢。
另外,C为碳原子,H为氢原子。作为X,可举出O(氧原子)、N(氮原子)、S(硫原子)、Si(硅原子)、卤原子等。
本发明的高分子化合物可以是单独聚合物(均聚物),也可以是共聚物(共聚物)。共聚物可以是交替、无规、嵌段或接枝共聚物。本发明的高分子化合物可以是仅由上述各式所示的单元形成的高分子化合物,也可以是含有上述各式所示的单元与其他重复单元的高分子化合物。
本发明的高分子化合物中,上述式所示的单元的含有比例以各单体投料比率计,优选为10~100%,为了有效地形成堆叠结构,更优选25~100%。此外,所谓单体投料比率,是指(用于构成上述式所示的单元的单体的摩尔数/总单体的摩尔数)。
本发明的高分子化合物仅由1种重复单元形成时,本发明的高分子化合物形成上述式所示的高分子化合物(其中,式中的n为2以上)。n从体现通过具有π-共轭基团的单体难以得到的光学特性、电学特性、电化学的特性的观点出发,优选为3~500,更优选4~100。此外,所谓具有π-共轭基团的单体,是指用于得到本发明的高分子化合物而使用的单体、或指与构成本发明的高分子化合物的重复单元对应的化合物。
作为R1~R4、Ar1~Ar4,可举出与上述式1或式2所示的化合物中所举出的基团同样的基团。另外,作为优选的R1~R4、Ar1~Ar4,也与上述式1或式2所示的化合物中所举出的优选基团相同。
为了支配性地形成堆叠结构,支配性地得到通过单独的具有π-共轭基团的单体、芳香环、或芳香环和双键性和/或三键性的共轭结构部位难以得到的光学特性、电学特性、电化学的特性等,作为R1和R2,优选R1是氢原子的高分子化合物,更优选R1是氢原子且R2为所结合的氢原子数为2以下的碳原子的高分子化合物。进一步优选R1是氢原子且R2为所结合的氢原子数为1以下的碳原子的高分子化合物,最优选R1是氢原子且R2为所结合的氢原子数为0的碳原子的化合物。作为R3和R4,也优选R3是氢原子的高分子化合物,更有选R3是氢原子且R4为所结合的氢原子数为2以下的碳原子的高分子化合物。进一步优选R3是氢原子且R4为所结合的氢原子数为1以下的碳原子的高分子化合物,最优选R3是氢原子且R4为所结合的氢原子数为0的碳原子的化合物。
对于Z5~Z7和Z11~Z15(Zn(n=5~7和11~15)进行说明。
Zn是从由C和H形成的二价的芳香环;由C、H和X(X是杂原子)形成的二价的芳香环;含有芳香环和由C和H形成的双键性和/或三键性的共轭结构的二价的基团;以及,含有芳香环和由C、H和/或X(X是杂原子)形成的双键性和/或三键性的共轭结构的二价的基团中选择的基团。Zn也可以具有非共轭部位。
作为含有芳香环和由C和H形成的双键性和/或三键性的共轭结构的二价的基团,可举出含有芳香环和碳-碳双键性和/或碳-碳三键性的共轭结构的二价的基团。作为碳-碳双键性的共轭结构,可举出亚乙烯基等,作为碳-碳三键性的共轭结构,可举出亚乙炔基等。
作为含有芳香环、和由C、H和/或X(X是杂原子)形成的双键性和/或三键性的共轭结构的基团,具体地说,可举出含有芳香环以及共轭结构的基团,所述共轭结构是,由C、H和X形成的双键性和/或三键性的共轭结构、由C和X形成的双键性和/或三键性的共轭结构、或由H和X形成的双键性和/或三键性的共轭结构的基。
作为含有芳香环和由C和H形成的双键性和/或三键性的共轭结构的二价的基团、以及含有芳香环和由C、H和/或X(X是杂原子)形成的双键性和/或三键性的共轭结构的二价的基团中的芳香环,可举出由C和H形成的二价的芳香环、由C、H和X(X是杂原子)形成的二价的芳香环。
作为Zn中的芳香环,可举出与在上述式2所示的化合物的Ar1、Ar2中使用的芳香环同样的基团。
Zn可以由一个上述基团构成,也可以由从这些基团中选择的相同或不同的2个以上基团构成。例如,Zn可以是从上述中例示的基团中选择的、相同或不同的2~20个、2~10个、或2~5个的基团连结而成的基团。另外,Zn可以具有与上述式1和2所示的化合物中的Zn可以具有的取代基相同的取代基。Zn优选具有宽广的π平面的基团,从该观点出发,可以适宜地使用稠环。
为了支配性地形成堆叠结构,支配性地得到通过单独的具有π-共轭基团的单体、芳香环、或芳香环和双键性和/或三键性的共轭结构部位难以得到的光学特性、电学特性、电化学的特性等,作为Zn优选可举出下述的结构。
[化20]
这里,m为1以上的整数。m从体现通过具有π-共轭基团的单体难以得到的光学特性、电学特性、电化学的特性的观点出发,优选为1~10,更优选1~3。另外,上述式中Ar1、Ar2可举出与上述式2所示的化合物中所举出的基团相同的基团。
本发明的高分子化合物的数均分子量优选为1000~500000。为了高分子化合物的处理的容易度、使高分子化合物的芳香环支配性地体现因堆叠结构引起的光学特性、电学特性、电化学的特性,更优选2500~100000。此外,数均分子量利用凝胶渗透色谱(GPC)可以使用标准聚苯乙烯的标准曲线进行测定。
本发明的高分子化合物中,高分子化合物中的2个以上的芳香环可以彼此形成堆叠结构。另外,本发明的高分子化合物的发光波长,与高分子化合物中的芳香环单独的发光波长或具有π-共轭基团的单体的发光波长不同。例如,作为本发明的高分子化合物,以含有上述式3所示的单元的化合物为例进行说明时,含有上述式3所示的单元的化合物的发光波长与单独的Z5、Ar1或Ar2的发光波长不同,还与由上述式3所示的单元形成的化合物单独的发光波长不同。即,因本发明的高分子化合物的芳香环引起的吸光系数,比对应于用来导入芳香环的取代基(例如,含有上述式3所示的单元的化合物的Z5、Ar1或Ar2)的吸光系数小。由此,能够形成紫外线透射材料,同时作为耐光性高分子材料也是有用的。
<3>分子内具有三亚甲基结构的反应性化合物
本发明的具有三亚甲基结构的反应性化合物能够在本发明的化合物和高分子化合物的制造中使用。
本发明的反应性化合物是下述式13所示的反应性化合物。
[化21]
作为本发明的反应性化合物的例子,可举出下述式4所示的反应性化合物。
[化22]
另外,作为本发明的反应性化合物的例子,可举出下述式7所示的反应性化合物。
[化23]
进而,作为本发明的反应性化合物的例子,可举出下述式8中的任一个所示的反应性化合物。
[化24]
另外,本发明的反应性化合物是下述式14所示的反应性化合物。
[化25]
作为本发明的反应性化合物的例子,可举出下述式10所示的反应性化合物。
[化26]
其中,式13、式4、式7、式8、式14和式10中,
R1~R4分别独立地为,氢;以及从由C、H和/或X(X是杂原子)形成的取代基中选择的基团,
Z8~Z10和Z16~Z20分别独立地为,从由C和H形成的二价的芳香环;由C、H和X(X是杂原子)形成的二价的芳香环;含有芳香环和由C和H形成的双键性和/或三键性的共轭结构的二价的基团;以及含有芳香环和由C、H和/或X(X是杂原子)形成的双键性和/或三键性的共轭结构的二价的基中选择的基团,
Ar1~Ar4分别独立地为,从由C和H形成的二价的芳香环;以及由C、H和X(X是杂原子)形成的二价的芳香环中选择的基团,
Y1和Y2分别独立地表示参与通过缩合反应来成键的过程的官能性取代基。
此外,Z8~Z10和Z16~Z20可以具有非共轭部位。Z8~Z10和Z16~Z20可以含有从上述的基团中选择的2种以上的基团。R1和R2不同时为氢,R3和R4不同时为氢。这里所谓缩合反应,也包括偶联反应。
另外,C为碳原子,H为氢原子。作为X,可举出O(氧原子)、N(氮原子)、S(硫原子)、Si(硅原子)、卤原子等。
上述式所示的反应性化合物中,R1~R4、Ar1~Ar4、Zn(n=8~10,16~20)可举出与在上述化合物和上述高分子化合物中所举出的R1~R4、Ar1~Ar4、Zn相同的基团。另外,作为优选R1~R4、Ar1~Ar4、Zn(n=8~10,16~20),可举出与上述化合物和上述高分子化合物中的优选基团相同的基团。
对于Y1和Y2进行说明。
作为Y1和Y2(参与通过缩合反应来成键的过程的官能性取代基),可举出卤原子、烷基磺酸酯基、芳基磺酸酯基、芳基烷基磺酸酯基、硼酸酯基、锍甲基、鳞甲基、膦酸酯甲基、单卤代甲基、硼酸基、甲酰基、氰基甲基、乙烯基、乙炔基、羧基、酯基、酰胺基等。这里,作为烷基磺酸酯基,可例示甲烷磺酸酯基、乙烷磺酸酯基、三氟甲烷磺酸酯基等,作为芳基磺酸酯基,可例示苯磺酸酯基、对甲苯磺酸酯基等,作为芳基烷基磺酸酯基,可例示苄基磺酸酯基等。
作为参与通过缩合反应来成键的过程的官能性取代基,优选的取代基根据聚合反应的种类而不同,但是例如如Kumada-Tamao偶联反应等那样使用零价镍络合物时,可举出卤原子、烷基磺酸酯基、芳基磺酸酯基或芳基烷基磺酸酯基。另外,如Suzuki偶联反应等那样,使用镍催化剂或钯催化剂时,可举出卤原子、硼酸酯基团、硼酸基等。
此外,本发明的反应性化合物可以通过例如下述的2个方法(a)和(b)得到。以上述式4所示的反应性化合物为例说明。
(a)将丙二酸二酯作为原料的合成途径
将丙二酸二酯或者其衍生物作为原料,通过利用烷基化剂X-CH2-Ar1-Y1和/或X-CH2-Ar2-Y2(X=卤素)进行的烷基化,接着进行脱羧反应,能够得到本发明的反应性化合物。进而,使用通过丙二酸二酯的烷基化得到的α,α-二烷基化的丙二酸二酯、通过脱羧反应得到的α,α-二烷基乙酸酯作为中间体的合成法,能够得到本发明的反应性化合物。下述中,由丙二酸二酯或者其衍生物得到反应性化合物的反应,还记载了与反应性化合物的R1、R2的取代基相关的反应。
将丙二酸二酯作为原料,在碱性条件下使其与X-CH2-Ar1-Y1(X=卤素)反应,进行单烷基化得到单烷基体,或者,进行二烷基化(当Ar1=Ar2,Y1=Y2时)得到二烷基体(反应性化合物)。单烷基化时,再次在碱性条件下与X-CH2-Ar2-Y2(X=卤素)反应,进行烷基化,得到二烷基体(反应性化合物)。
将得到的二烷基体(α,α-二烷基化的丙二酸二酯体或者其衍生物)的1个酯基分解、脱羧,可以制成单酯体(反应性化合物)。另外,使用过量的格氏试剂、烷基锂反应剂对得到的单酯体进行加成反应,可以制成叔醇体(反应性化合物)。进而,在碱性条件下,将得到的叔醇体(反应性化合物)烷基化得到烷氧基体(反应性化合物),或者进行甲硅烷基化得到甲硅烷基氧基体(反应性化合物)。
此外,式4所示的反应性化合物的Ar1、Ar2、Y1、Y2可以通过适当变更与丙二酸二酯发生反应的X-CH2-Ar1-Y1、X-CH2-Ar2-Y2来得到所需的基团。具体地说,通过将X-CH2-Ar1-Y1和X-CH2-Ar2-Y2的Y1、Y2衍生化,能够将所需的官能性取代基引入反应性化合物。
(b)将乙酰乙酸酯作为原料的合成途径
将乙酰乙酸酯或者其衍生物作为原料,通过烷基化剂X-CH2-Ar1-Y1和/或X-CH2-Ar2-Y2(X=卤素)的烷基化,继而通过脱羧反应,能够得到本发明的反应性化合物。进而,使用利用烷基化得到的α,α-二烷基化的乙酰乙酸酯、通过脱羧反应得到的α,α-二烷基酮作为中间体的合成法,能够得到本发明的反应性化合物。下述中,由乙酰乙酸酯或者其衍生物得到反应性化合物的反应,还记载了与反应性化合物的R1、R2的取代基相关的反应。
将乙酰乙酸酯或者其衍生物作为原料,在碱性条件下,使X-CH2-Ar1-Y1(X=卤素)反应而单烷基化得到单烷基体,或者,进行二烷基化(当Ar1=Ar2,Y1=Y2时),得到二烷基体(反应性化合物)。单烷基化时,再次在碱性条件下使X-CH2-Ar2-Y2(X=卤素)反应进行烷基化,得到二烷基体(反应性化合物)。
将得到的二烷基体(α,α-二烷基化的乙酰乙酸酯体或者其衍生物)的酯基分解、脱羧,能够得到酮体(反应性化合物)。另外,使用格氏试剂、烷基锂反应剂对得到的酮体进行加成反应,可以制成叔醇体(反应性化合物)。进而,在碱性条件下对得到的叔醇体进行烷基化,得到烷氧基体(反应性化合物),或者进行甲硅烷基化得到甲硅烷基氧基体(反应性化合物)。
另外,对上述酮体实施Horner-Emmons-Wittig反应得到的α,β-不饱和酯体(反应性化合物),再使其在当量或者催化剂量的铜反应剂存在下,与格氏试剂、烷基锂反应剂反应得到共轭加成体酯(反应性化合物)。另外,将得到的共轭加成体酯还原,得以形成伯醇体(反应性化合物)。进而,将得到的伯醇体在碱性条件下进行烷基化得到烷氧基体(反应性化合物),或者进行酯化得到酯体(反应性化合物),或者进行甲硅烷基化得到甲硅烷基氧基体(反应性化合物)。
此外,式4所示的反应性化合物的Ar1、Ar2、Y1、Y2可以通过适当变更与乙酰乙酸酯或者其衍生物反应的X-CH2-Ar1-Y1或
X-CH2-Ar2-Y2来形成所需的基团。另外,将X-CH2-Ar1-Y1和
X-CH2-Ar2-Y2的Y1、Y2衍生物化,可以将所需的官能性取代基引入反应性化合物中。
<4>化合物和高分子化合物的制造方法
本发明的化合物可以与本发明的反应性化合物相同地将丙二酸酯或者其衍生物或乙酰乙酸酯或者其衍生物作为原料而得到。另外,本发明的化合物和高分子化合物,例如,可以使用本发明的反应性化合物、具有参与缩合反应的取代基的化合物等作为原料进行反应来得到。
本发明的化合物,例如,通过使上述式13、式4、式7或式8所示的反应性化合物与具有1个参与缩合反应的取代基的化合物共存进行反应来得到。
另外,本发明的高分子化合物,例如,通过使上述式13、式4、式7、式8、式14或式10所示的反应性化合物与具有2个参与缩合反应的取代基的化合物或具有3个以上的取代基的化合物共存而使其缩合,或者,通过使上述式13、式4、式7、式8、式14或式10所示的反应性化合物彼此发生缩合而得到。
本发明的化合物或高分子化合物的制造方法中,可使用已知的缩合反应。作为具有参与缩合反应的取代基的化合物,根据聚合反应的种类而不同,但是例如相Kumada-Tamao偶联反应等那样使用零价镍络合物时,只要是具有1个将卤原子、烷基磺酸酯基、芳基磺酸酯基或芳基烷基磺酸酯基作为参与缩合反应的取代基的化合物,就没有特别限制。另外,如Suzuki偶联反应等那样使用镍催化剂或钯催化剂时,只要是具有1个将卤原子、硼酸酯基、硼酸基作为参与缩合反应的取代基的化合物,就没有特别限制。
作为具有参与缩合反应的取代基的化合物,可举出具有卤原子、烷基磺酸酯基、芳基磺酸酯基、芳基烷基磺酸酯基、硼酸酯基、锍甲基、鳞甲基、膦酸酯甲基、单卤代甲基、硼酸基、甲酰基、氰基甲基、乙烯基、乙炔基、羧基、酯基、酰胺基等参与缩合反应的取代基的化合物。这里作为烷基磺酸酯基,可例示甲烷磺酸酯基、乙烷磺酸酯基、三氟甲烷磺酸酯基等,作为芳基磺酸酯基,可举出苯磺酸酯基、对甲苯磺酸酯基等。
作为具有2个参与缩合反应的取代基的化合物,例如,可使用下式所示的化合物。
[化27]
上述式中,Z、Y1和Y2与上述反应性化合物的Zn、Y1、Y2相同。
作为具有2个参与缩合反应的取代基的化合物,优选可使用下式所示的化合物。
[化28]
这里1为1以上的整数。从使用反应性化合物得到的化合物和高分子化合物的光学特性、电学特性、电化学的特性的观点出发,1优选1~10,更优选1~3。
上述式中,Ar1和Ar2,以及Y1和Y2与上述反应性化合物的Ar1和Ar2、以及Y1,Y2相同。
具体地说,作为本发明的高分子化合物的制造方法,可例示Suzuki偶联反应等利用镍催化剂或钯催化剂进行聚合的方法、通过Grignard反应进行聚合的方法、Kumada-Tamao偶联反应等利用零价镍络合物进行聚合的方法、通过FeCl3等氧化剂进行聚合的方法、电化学氧化聚合的方法、或者基于具有适当的离去基团的中间体高分子的分解的方法等。
本发明的高分子化合物通过缩聚,在主链(例如,上述式3所示的高分子化合物的Z5)中生成双键时,可举出例如日本特开平5-202355号公报中记载的方法。即,可例示基于具有甲酰基的化合物和具有鳞甲基的化合物的Wittig反应的聚合、基于具有甲酰基和鳞甲基的化合物彼此之间的Wittig反应的聚合、基于具有乙烯基的化合物和具有卤原子的化合物的Heck反应的聚合、基于具有2个或者2个以上单卤代甲基的化合物的脱卤素化氢法的缩聚、基于具有2个或者2个以上锍甲基的化合物的锍盐分解法的缩聚、基于具有甲酰基的化合物和具有氰基甲基的化合物的Knoevenagel反应的聚合、基于具有2个或者2个以上甲酰基的化合物的McMurry反应的聚合等方法。此外,上述的基团,可以作为反应性化合物的Y1和Y2,具有2个上述参与缩合反应的取代基的化合物或具有3个以上参与缩合反应的取代基的化合物的所述取代基来使用。
本发明的高分子化合物基于缩聚在主链(例如,上述式3所示的高分子化合物的Z5)中生成三键时,可以利用例如Heck反应、Sonogashira反应。
其中,从易于进行结构控制观点出发,优选通过Suzuki偶联反应等镍催化剂或钯催化剂进行聚合的方法、通过Grignard反应进行聚合的方法、Kumada-Tamao偶联反应等通过零价镍络合物进行聚合的方法、基于Wittig反应的聚合、基于Heck反应的聚合、基于Sonogashira反应的聚合和基于Knoevenagel反应的聚合的方法。
<5>本发明的化合物和高分子化合物的用途
本发明的化合物和高分子化合物,由于芳香环容易形成堆叠结构而产生淡色效果,由上述芳香环引起的吸光系数比对应于用来导入该芳香环的取代基(例如,式1中的Z1和Z2,式2中的Z3、Z4、Ar1和Ar2,式3中的z5、Ar1和Ar2)的吸光系数小。因此,本发明的化合物或高分子化合物,作为发光材料、耐光性材料、紫外线透射材料、热传导材料等组合物中所含的材料非常有用。另外,利用本发明的化合物或高分子化合物的激基复合物发光,也能用于作为激光材料、场致发光材料的应用。
本发明的高分子化合物可以通过制成膜状并进行热处理来形成层状结构。本发明中,所谓高分子化合物的层状结构是指高分子链折叠堆积,形成层的状态。具体地说,图3所示的图像。作为用于形成层状结构的热处理的条件,例如可举出,首先,将高分子化合物溶解在二氯甲烷等溶剂中之后,在基板上涂敷为膜状,在40~300℃进行加热。
形成层状结构时,共轭结构部位集积,能得到具有与具有π-共轭基团的单体不同的光学特性、电学特性、电化学的特性的膜,因此优选形成层状结构。
本发明的化合物或高分子化合物也可以作为用于形成电荷传输材料等有机元件中使用的材料的组合物中含有的材料来使用。特别是高分子化合物在有机溶剂中可溶,成膜和加工性优异。将本发明的化合物或高分子化合物用作电荷传输材料时,可以使用这些物质的单体,也可以与其他成分(已知的电荷传输材料,其他高分子、单体,硅烷偶联剂等各种的添加剂等)混合使用。
所谓已知的电荷传输材料,可举出芳基胺衍生物、咔唑衍生物、噻吩衍生物等。作为其他高分子、单体,可使用电荷传输材料中使用的物质,例如,可例示聚乙烯基咔唑及其衍生物、聚咔唑及其衍生物、聚硅烷及其衍生物、侧链或主链具有芳香族胺的聚硅氧烷衍生物、聚芳基胺及其衍生物、聚苯胺及其衍生物、聚噻吩及其衍生物、聚吡咯及其衍生物、聚苯乙炔及其衍生物、聚(2,5-噻吩乙炔)及其衍生物等。
本发明的化合物和高分子化合物根据它们的电荷传输能力,可以用于场效应晶体管(FET)、薄膜晶体管(TFT)、有机发光器件(有机EL)、发光二极管(LED)、太阳能电池(solarcell)。
将本发明的化合物和高分子化合物用于场效应晶体管(FET)、薄膜晶体管(TFT)、有机发光器件(有机EL)、发光二极管(LED)、太阳能电池(solar cell)、化学传感器、生物传感器、激光器、电子复印机等的有机元件中时,有时化合物和高分子化合物的纯度会对有机元件的性能产生影响。因此,本发明的化合物、反应性化合物或高分子化合物的原料,优选在利用蒸馏、升华精制、重结晶等、柱色谱的方法进行精制后,再用于反应。另外,反应后得到的化合物、反应性化合物或高分子化合物优选进行基于酸洗、碱洗、中和、水洗、有机溶剂清洗、再沉淀、离心分离、萃取、柱色谱、透析等惯用的分离操作、精制操作、干燥、利用金属捕捉剂的除去重金属这样的其他操作的纯化处理。
根据本发明的化合物的一个实施方式,能够提供π-共轭基团形成相互重叠的π-堆叠结构的化合物。另外,根据本发明的高分子化合物的一个实施方式,能够提供π-共轭基团形成相互重叠的π-堆叠结构的高分子化合物。另外,根据本发明的反应性化合物的一个实施方式,可以提供能作为上述化合物和上述高分子化合物的原料使用的反应性化合物,以及利用反应性化合物高效地制造目标化合物或高分子化合物的方法。进而,根据本发明的组合物和有机元件的一个实施方式,通过含有具有π-堆叠结构的上述化合物或上述高分子化合物,能够提供具有特异的特性的组合物和有机元件。
进而,本发明的一个实施方式中,化合物和高分子化合物在溶液中和/或固体状态中能够形成π-共轭基团相互重叠的π-堆叠结构。另外,化合物可以发挥与化合物所含的单独π-共轭基团部分的光学特性不同的光学特性,高分子化合物能够发挥与具有π-共轭基团的单体不同的光学特性。另外,优选的是,化合物能够发挥与化合物所含的单独π-共轭基团部分不同的电学特性、电化学的特性等,高分子化合物能够发挥与具有π-共轭基团的单体不同的电学特性、电化学的特性等。
本发明的一个实施方式中,化合物和高分子化合物显示高效且选择性的激基复合物发光,特别可以在蓝色~紫外域使激基复合物发光,因此,在该产业上的利用的可能性很大。另外,含有本发明的化合物和/或高分子化合物的组合物和有机元件,例如,可以作为在紫外线区域~可见区域发光的场致发光材料、激光发光材料来应用,能够作为具有特异的光特性的材料来使用。
实施例
<化合物(π-堆叠单分子)的合成>
(实施例1-1):<2,2-二苄基丙二酸二乙酯(1a-1)的合成>
在氢化钠(55wt%溶于油,2.95g,67.5mmol)和无水N,N-二甲基甲酰胺(60mL)的混合液中,在0℃缓慢加入丙二酸二乙酯(4.53mL,30.0mmol)。在该温度将混合液搅拌30分钟,然后,加入苄基氯(7.25mL,63.0mmol)。将得到的混合液在室温下搅拌1小时,然后,加入饱和氯化铵水溶液终止反应。从混合液中分离有机层,水层用乙酸乙酯进行萃取。用饱和食盐水清洗得到的有机层,使用无水硫酸镁进行干燥,得到标题化合物(1a-1),收率95%。
(实施例1-2):<2-苄基-3-苯基丙酸乙酯(1a-2)的合成>
[化29]
在氢化钠(55wt%溶于油,2.95g,67.5mmol)和无水N,N-Z甲基甲酰胺(60mL)的混合液中,0℃缓慢加入丙二酸二乙酯(4.53mL,30.0mmol)。在该温度下将混合液搅拌30分钟,然后,加入苄基氯(7.25mL,63.0mmol)。
得到的混合液在室温下搅拌1小时,然后,加入饱和氯化铵水溶液终止反应。从混合液中分离有机层,水层用乙酸乙酯进行萃取。用饱和食盐水清洗得到的有机层,使用无水硫酸镁进行干燥。
过滤有机层后,减压下浓缩滤液,在得到的残渣中加入氯化锂(5.09g,120mmol)、水(1.08mL)、N,N-二甲基甲酰胺(100mL)制成混合液,将混合液,在160℃加热24小时。将混合液冷却至室温,加入水(100mL),然后,用乙酸乙酯萃取。使用无水硫酸镁对得到的有机层进行干燥,过滤。将减压下浓缩滤液得到的残渣用硅胶柱色谱(己烷:乙酸乙酯=30:1)进行精制,以无色的液体形式得到标题化合物(1a-2)(7.24g,27.0mmol),收率90%。
NMR等结果如下所示。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.27(t,4H,J=7.5Hz,Ar),7.21-7.15(m,6H,Ar),3.95(q,2H,J=7.3Hz,CO2CH2CH3),2.99-2.93(m,3H,CH2Ar和CHCH2Ar),2.83-2.77(m,2H,CH2Ar),1.00(t,3H,J=7.3Hz,CO2CH2CH3).
13C NMR(CDCl3,125MHZ)δ174.9,139.1,128.9,128.3,126.3,60.2,49.6,38.2,14.0.
IR(neat)3062,3028,2980,2953,2927,1731,1604,1496,1454,1376,1256,1217,1173,1162,1032,744.4,700.0cm-1.
(实施例2):<3-苄基-2-甲基-4-苯基丁烷-2-醇(1b)的合成>
[化30]
将反应容器内的2-苄基-3-苯基丙酸乙酯(805mg,3.0mmol)和四氢呋喃(3.0mL)的混合液脱气,将反应容器内用氩进行置换。将该混合液冷却至-40℃,加入甲基锂的醚溶液(6.1mL,1.1M,6.7mmol),搅拌30分钟,然后,室温下进行16小时搅拌。在混合液加入饱和氯化铵水溶液终止反应,然后,用乙酸乙酯萃取。对得到的有机层进行水洗,然后,使用无水硫酸镁进行干燥,过滤。
对减压下浓缩滤液得到的残渣用硅胶柱色谱(己烷:乙酸乙酯=30:1)进行精制,以无色的液体形式得到标题化合物(1b)(670mg,2.6mmol),收率88%。
NMR等结果如下所示。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.20(t,4H,J=7.5Hz,Ar),7.12(t,2H,J=7.5Hz,Ar),7.05(d,4H,J=7.0Hz,Ar),2.88(dd,2H,J=5.8,14.0Hz,CH2Ar),2.50(dd,2H,J=7.5,14.0Hz,CH2Ar),2.21-2.16(m,1H,CHCH2Ar),1.26(s,6H,(CH3)2C).
13C NMR(125MHz,CDCl3)δ142.0,129.0,128.3,125.7,74.3,53.9,36.8,27.6.
IR(neat)3415,3025,2971,2931,1603,1494,1453,1372,1156,1129,747.3,699.1cm-1.
HR-MS:m/z=calcd For C18H22NaO[M+Na]+:277.1568,检出值277.1522.
(实施例3):<(2-(2-甲氧基丙烷-2-基)丙烷-1,3-二基)二苯(1c)的合成>
[化31]
在氢化钠(55wt%溶于油,J3mg,0.30mmol)和无水二甲基亚砜(1.0mL)的混合液中,0℃条件下缓慢加入3-苄基-2-甲基-4-苯基丁烷-2-醇(51mg,0.20mmol)。在该温度下将混合液搅拌30分钟,然后,加入硫酸二甲酯(37mg,0.30mmol)。
将得到的混合液在室温下搅拌24小时,然后,加入饱和氯化铵水溶液终止反应。从混合液中分离有机层,水层用乙酸乙酯进行萃取。用饱和食盐水清洗得到的有机层,使用无水硫酸镁进行干燥。过滤有机层后,减压下浓缩滤液,对得到的残渣用硅胶柱色谱(己烷:乙酸乙酯=30:1)进行精制,以无色的液体形式得到标题化合物(1c)(43mg,0.16mmol),收率81%。
NMR等结果如下所示。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.16(t,4H,J=7.3Hz,Ar),7.09(t,2H,J=7.0Hz,Ar),7.00(d,4H,J=7.0Hz,Ar),3.14(s,3H,OCH3),2.87(dd,2H,J=5.0,14.0Hz,CH2Ar),2.46(dd,2H,J=7.8,14.3Hz,CH2Ar),2.31-2.26(m,1H,CHCH2Ar),1.15(s,6H,(CH3)2C).
13C NMR(125MHz,CDCl3)δ142.3,129.0,128.0,125.4,77.7,50.3,48.8,36.5,23.2.
IR(neat)3030,2968,2939,2829,1605,1498,1457,1379,1363,1182,1137,1076,744.4,699.1em-1.
HR-MS:m/z=calcd For C19H24NaO[M+Na]+:291.1725,检出值291.1748.
(实施例4):<(3-苄基-2-甲基-4-苯基丁烷-2-基氧基)三乙基硅烷(1d)的合成>
[化32]
对反应容器内的3-苄基-2-甲基-4-苯基丁烷-2-醇(1.53g,6.0mmol)和吡啶(12mL)的混合液进行脱气,将反应容器内用氩进行置换。在该混合液中加入三乙基一氯硅烷(1.3mL,7.5mmol),60℃条件下进行20小时搅拌。将混合液冷却至室温,然后,加入饱和氯化铵水溶液终止反应。从混合液中分离有机层,水层用己烷进行萃取。
对得到的有机层进行水洗,然后,使用无水硫酸镁进行干燥,过滤。用硅胶柱色谱(己烷)精制减压下浓缩滤液得到的残渣,以无色的液体形式得到标题化合物(1d)(2.10g,5.7mmol),收率95%。
NMR等结果如下所示。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.14(t,4H,J=7.5Hz,Ar),7.07(t,2H,J=7.5Hz,Ar),6.98(d,4H,J=7.0Hz,Ar),2.95(dd,2H,J=4.8,14.3Hz,CH2Ar),2.43(dd,2H,J=7.5,14.0Hz,CH2Ar),2.13-2.08(m,1H,CHCH2Ar),1.21(s,6H,(CH3)2C),0.98(t,J=8.0Hz,9H,(CH3CH2)3Si),0.61(q,6H,J=7.5Hz,(CH3CH2)3Si).
13C NMR(125MHz,CDCl3)δ142.8,129.0,128.0,125.3,76.3,54.8,36.7,28.3,7.2,6.9.
IR(neat)3025,2954,2874,1603,1495,1454,1383,1142,1039,738.6,698.1cm-1.
HR-MS:m/z=calcd For C24H36KOSi[M+K]+:407.2173,检出值407.2178.
(实施例5):<2-苄基-3-乙基-1-苯基戊烷-3-醇(le)的合成>
[化33]
对反应容器内的2-苄基-3-苯基丙酸乙酯(403mg,1.5mmol)和四氢呋喃(2.0mL)的混合液进行脱气,将反应容器内用氩进行置换。将该混合液冷却至0℃,加入乙基溴化镁的四氢呋喃溶液(3.5mL,1.2M,4.2mmol),50℃条件下进行16小时搅拌。在混合液中加入饱和氯化铵水溶液终止反应,然后,用乙酸乙酯萃取。
对得到的有机层进行水洗,然后,使用无水硫酸镁进行干燥,过滤。减压下浓缩滤液得到的残渣用硅胶柱色谱(己烷:乙酸乙酯=30:1)进行精制,以无色的液体形式得到标题化合物(le)(305mg,1.1mmol),收率72%。
NMR等结果如下所示。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.18(t,4H,J=7.5Hz,Ar),7.10(t,2H,J=7.0Hz,Ar),7.02(d,4H,J=6.5Hz,Ar),2.90(dd,2H,J=5.0,14.5Hz,CH2Ar),2.48(dd,2H,J=7.5,13.5Hz,CH2Ar),2.33-2.28(m,1H,CHCH2Ar),1.69-1.55(m,4H,(CH2CH3)2C),0.87(t,6H,J=7.3Hz,(CH2CH3)2C).
13C NMR(125MHz,CDCl3)δ142.2,129.0,128.2,125.6,77.3,49.1,35.9,28.7,7.6.
IR(neat)3444,3025,2965,2935,2879,1495,1454,1385,1258,746.3,699.1cm-1.
HR-MS:m/z=calcd For C20H26NaO[M+Na]+:305.1881,检出值305.1852.
(实施例6):<(2-(3-甲氧基戊烷-3-基)丙烷-1,3-二基)二苯(1f)的合成>
[化34]
在氢化钠(60wt%溶于油,11mg,0.28mmol)和四氢呋喃(2.0mL)的混合液中,0℃条件下缓慢加入2-苄基-3-乙基-2-苯基戊烷-3-醇(50mg,0.18mmol)。在该温度下将混合液搅拌30分钟,然后,加入碘甲烷(51mg,0.36mmol)。
将得到的混合液在40℃条件下搅拌2小时,然后,加入饱和氯化铵水溶液终止反应。从混合液中分离有机层,水层用乙酸乙酯进行萃取。用饱和食盐水清洗得到的有机层,使用无水硫酸镁进行干燥。过滤有机层后,减压下浓缩滤液得到的残渣用硅胶柱色谱(己烷:乙酸乙酯=30:1)进行精制,以淡黄色的液体形式得到标题化合物(1f)(48mg,0.16mmol),收率90%。
NMR等结果如下所示。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.13(t,4H,J=7.3Hz,Ar),7.06(t,2H,J=7.0Hz,Ar),6.95(d,4H,J=7.5Hz,Ar),3.17(s,3H,OCH3),3.00(dd,2H,J=4.3,14.3Hz,CH2Ar),2.47(dd,2H,J=7.8,13.8Hz,CH2Ar),2.34-2.30(m,1H,CHCH2Ar),1.69-1.56(m,4H,(CH2CH3)2C),0.89(t,6H,J=7.5Hz,(CH3CH2)2C).
13C NMR(125MHz,CDCl3)δ142.7,129.0.128.0,125.3,80.7,49.2,48.6,36.8,26.4,8.6.
IR(neat)3025,2973,2928,2819,1602,1495,1454,1384,1087,749.2,699.1cm-1.
HR-MS:m/z=calcd For C21H28KO[M+K]+:335.1777,检出值335.1774.
(实施例7):<(2-(1-甲氧基乙基)丙烷-1,3-二基)二苯(1g)的合成>
[化35]
在氯铬酸吡啶鎓盐(323mg,1.5mmol)、硅藻土(323mg)、二氯甲烷(4.0mL)的混合液中,0℃条件下缓慢加入2-苄基-3-苯基丙烷-1-醇(226mg,1.0mmol)。
将得到的混合液在室温下搅拌2小时,然后,加入己烷终止反应,过滤。减压下浓缩滤液得到的残渣用硅胶柱色谱(己烷:乙酸乙酯=30:1)进行精制,得到无色的液体。在得到的液体中加入四氢呋喃(1.5mL),将得到的混合液冷却至-40℃,加入甲基锂的醚溶液(2.1mL,1.1M,2.3mmol)。
在-40℃条件下将该混合液搅拌30分钟,然后,室温下搅拌16小时。在混合液中加入饱和氯化铵水溶液终止反应,然后,用乙酸乙酯萃取。对得到的有机层进行水洗,然后,使用无水硫酸镁进行干燥,过滤。将减压下浓缩滤液得到的残渣在0℃条件下缓慢加入至氢化钠(60wt%溶于油,72mg,1.8mmol)和四氢呋喃(5.0mL)的混合液中。在该温度下将混合液搅拌30分钟,然后,加入碘甲烷(284mg,2.0mmol)。
将得到的混合液在40℃条件下搅拌2小时,然后,加入饱和氯化铵水溶液终止反应。从混合液中分离有机层,水层用乙酸乙酯进行萃取。用饱和食盐水清洗得到的有机层,使用无水硫酸镁进行干燥。过滤有机层后,减压下浓缩滤液得到的残渣用硅胶柱色谱(己烷:乙酸乙酯=30:1)进行精制,以无色的液体形式得到标题化合物(1g)(145mg,0.57mmol),收率57%。
NMR等结果如下所示。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.26(t,4H,J=7.5Hz,Ar),7.17(t,2H,J=7.5Hz,Ar),7.12(d,4H,J=7.5Hz,Ar),3.28(s,3H,OCH3),3.21(dq,1H,J=3.5,6.3Hz,CH3O(CH3)CHCH),2.80(dd,1H,J=6.8,13.8Hz,CH2Ar),2.66(dd,1H,J=7.0,14.0Hz,CH2Ar),2.58(dd,1H,J=7.8,13.8Hz,CH2Ar),2.44(dd,1H,J=7.0,13.5Hz,CH2Ar),2.14-2.07(m,1H,CHCH2Ar),1.15(d,3H,J=6.5Hz,CHCH3).
13C NMR(125MHz,CDCl3)δ141.5,141.2,129.2,129,0,128.3,128.2,128.1,125.7,76.1,56.2,47.1,35.6,35.3,15.2.
IR(neat)3021,2977,2932,2817,1596,1495,1454,981.6,744.4,700.0cm-1.
HR-MS:m/z=calcd For C18H22NaO[M+Na]+:277.1568,检出值277.1563.
(实施例8):<2-苄基-3-苯基丙烷-1-醇(1h)的合成>
[化36]
在氢化铝锂(76mg,2.0mmol)和四氢呋喃(4.0mL)的混合液中0℃条件下缓慢加入2-苄基-3-苯基丙酸乙酯(537mg,2.0mmol)。
将得到的混合液在室温下搅拌2小时,然后,加入水终止反应。从混合液中分离有机层,水层用乙酸乙酯进行萃取。用饱和食盐水清洗得到的有机层,使用无水硫酸镁进行干燥。过滤有机层后,减压下浓缩滤液得到的残渣用硅胶柱色谱(己烷:乙酸乙酯=30:1)进行精制,以无色的液体形式得到标题化合物(1h)(453mg,1.98mmol),收率99%。
NMR等结果如下所示。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.28(t,4H,J=7.5Hz,Ar),7.21-7.17(m,6H,Ar),3.49(t,2H,J=4.8Hz,CH2OH),2.74-2.63(m,4H,CH2Ar),2.17-2.09(m,1H,CHCH2Ar),1.20(t,1H,J=5.0Hz,CH2OH).
13C NMR(CDCl3,125MHz)δ140.5,129.1,128.4,126.0,64.0,44.5,37.4.
IR(neat)3359,3083,3061,3025,2922,2856,1602,1495,1453,1023,751.1,735.7,699.1cm-1.
HR-MS:m/z=calcd For C16H18NaO[M+Na]+:249.1255,检出值249.1209.
(实施例9):<(2-(甲氧基甲基)丙烷-1,3-二基)二苯(li)的合成>
[化37]
在氢化钠(60wt%溶于油,11mg,0.27mmol)和四氢呋喃(2.0mL)的混合液中0℃条件下缓慢加入2-苄基-3-苯基丙烷-1-醇(41mg,0.18mmol)。在该温度下将混合液搅拌30分钟,然后,加入碘甲烷(50mg,0.36mmol)。
将得到的混合液在40℃条件下搅拌2小时,然后,加入饱和氯化铵水溶液终止反应。从混合液中分离有机层,水层用乙酸乙酯进行萃取。用饱和食盐水清洗得到的有机层,使用无水硫酸镁进行干燥。过滤有机层后,减压下浓缩滤液得到的残渣用硅胶柱色谱(己烷:乙酸乙酯=30:1)进行精制,以无色的液体形式得到标题化合物(li)(38mg,0.16mmol),收率88%。
NMR等结果如下所示。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.28(t,4H,J=7.3Hz,Ar),7.19(t,2H,J=7.5Hz,Ar),7.16(d,4H,J=6.5Hz,Ar),3.29(s,3H,OCH3),3.15(d,2H,J=5.0Hz,CH3OCH2),2.70(dd,2H,J=8.3,13.8Hz,CH2Ar),2.62(dd,2H,J=6.8,13.3Hz,CH2Ar),2.19-2.12(m,1H,CHCH2Ar).
13C NMR(125MHz,CDCl3)δ140.6,129.2,128.2,125.8,73.4,58.7,42.6,37.5.
IR(neat)3026,2924,1495,1454,1385,1252,1120,750.2cm-1.
HR-MS:m/z=calcd For C17H21O[M+H]+:241.1592,检出值241.1561.
(实施例10):<三乙基(2-甲基-3-(4-(苯基乙炔)苄基)-4-(4-(苯基乙炔)苯基)丁烷-2-基氧基)硅烷(2a)的合成>
[化38]
对反应容器内的(3-(4-溴苄基)-4-(4-溴苯基)-2-甲基丁烷-2-基氧基)三乙基硅烷(526mg,1.0mmol)、双(三苯基膦)氯化钯(II)(70mg,0.10mmol)、碘化铜(19mg,0.10mmol)、三苯基膦(53mg,0.20mmol)、三乙基胺(1.4mL)和四氢呋喃(3.3mL)的混合液进行脱气,将反应容器内用氩进行置换。
在得到的混合液中,加入乙炔基苯(306mg,3.0mmol),80℃条件下搅拌12小时。将混合液冷却至室温,加入饱和氯化铵水溶液终止反应。对得到的有机层进行水洗,然后,使用无水硫酸钠进行干燥,过滤。减压下浓缩滤液得到的残渣用硅胶柱色谱(己烷)进行精制,以淡黄色的粘性固体形式得到标题化合物(2a)(68mg,0.12mmol),收率12%。
NMR等结果如下所示。
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.52-7.49(m,4H,Ar),7.34-7.30(m,10H,Ar),6.97(d,4H,J=7.2Hz,Ar),2.99(dd,2H,J=4.8,14.4Hz,CH2Ar),2.43(dd,2H,J=8.1,14.1Hz,CH2Ar),2.12-2.08(m,1H,CHCH2Ar),1.22(s,6H,(CH3)2C),0.98(t,9H,J=7.8Hz,(CH3CH2)3Si),0.62(q,6H,J=8.0Hz,(CH3CH2)3Si).
13C NMR(CDCl3,150MHZ)δ143.1,131.5,131.4,129.0,128.3,128.0,123.5,120.2,89.6,88.7,76.2,54.8,36.8,28.3,7.2,6,9.
IR(neat)2962,2905,1596,1416,1385,1260,1012,798.4,689.4cm-1.
HR-MS:m/z=calcd For C40H45OSi[M+H]+:569.3240,检出值569.3218.
(实施例11):<三乙基(2-甲基-3-(4-苯乙烯基苄基)-4-(4-苯乙烯基苯基)丁烷-2-基氧基)硅烷(2b)的合成>
[化39]
对反应容器内的(3-(4-溴苄基)-4-(4-溴苯基)-2-甲基丁烷-2-基氧基)三乙基硅烷(526mg,1.0mmol)、(E)-4,4,5,5-四甲基-2-苯乙烯基-1,3,2-二氧杂硼戊烷(690mg,3.0mmol)、2M的碳酸钾水溶液(1.0mL)和四氢呋喃(2.5mL)的混合液进行脱气,将反应容器内用氩进行置换。在该混合液中加入四三苯基膦合钯(0)(46mg,0.04mmol)的四氢呋喃(2.5mL)溶液。
将得到的混合液在80℃条件下搅拌15小时,然后,冷却至室温,加入饱和碳酸氢钠水溶液终止反应。对得到的有机层进行水洗,然后,使用无水硫酸钠进行干燥,过滤。减压下浓缩滤液得到的残渣用硅胶柱色谱(己烷)进行精制,以白色的固体形式得到标题化合物(2b)(195mg,0.34mmol),收率34%。
NMR等结果如下所示。
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.46(d,4H,J=7.8Hz,Ar),7.32(t,4H,J=7.5Hz,Ar),7.29(d,4H,J=7.8Hz,Ar),7.23(t,J=7.2Hz,2H,Ar),7.06-7.01(m,4H,Ar和CH=CH),6.99-6.96(m,4H,Ar和CH=CH),2.99(dd,2H,J=4.5,14.1Hz,CH2Ar),2.42(dd,2H,J=8.1,14.1Hz,CH2Ar),2.15-2.11(m,1H,CHCH2Ar),1.24(s,6H,(CH3)2C),0.99(t,9H,J=8.1Hz,(CH3CH2)3Si),0.63(q,6H,J=8.0Hz,(CH3CH2)3Si).
13C NMR(CDCl3,150MHz)δ142.4,137.5,134.5,129.3,128.7,128.6,127.6,127.3,126.4,126.2,76.3,54.9,36.6,28.3,7.3,6.9.
IR(neat)3024,2961,2874,1597,1513,1454,1416,1383,1261,1016,810.9cm-1.
HR-MS:m/z=calcd For C40H48NaOSi[M+Na]+:595.3372,检出值595.3386.
(实施例12):<三乙基(2-甲基-3-(4-(4-甲基苯乙烯基)苄基)-4-(4-(4-甲基苯乙烯基)苯基)丁烷-2-基氧基)硅烷(2c)的合成>
[化40]
对反应容器内的(3-(4-溴苄基)-4-(4-溴苯基)-2-甲基丁烷-2-基氧基)三乙基硅烷(526mg,1.0mmol)、(E)-4,4,5,5-四甲基-2-(4-甲基苯乙烯基)-1,3,2-二氧杂硼戊烷(733mg,3.0mmol)、2M的碳酸钾水溶液(1.0mL)和四氢呋喃(2.5mL)的混合液进行脱气,将反应容器内用氩进行置换。在该混合液中加入四三苯基膦合钯(0)(46mg,0.04mmol)的四氢呋喃(2.5mL)溶液。
将得到的混合液在80℃条件下搅拌15小时,然后,冷却至室温,加入饱和碳酸氢钠水溶液终止反应。对得到的有机层进行水洗,然后,使用无水硫酸钠进行干燥,过滤。减压下浓缩滤液得到的残渣用硅胶柱色谱(己烷)进行精制,以白色的固体形式得到标题化合物(2c)(270mg,0.45mmol),收率45%。
NMR等结果如下所示。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.36(d,4H,J=7.5Hz,Ar),7.28(d,4H,J=8.0Hz,Ar),7.13(d,4H,J=7.5Hz,Ar),6.99(s,4H,CH=CH),6.96(d,4H,J=7.5Hz,Ar),2.97(dd,2H,J=4.5,14.0Hz,CH2Ar),2.42(dd,2H,J=7.3,13.8Hz,CH2Ar),2.35(s,6H,ARCH3),2.11(s br,1H,CHCH2Ar),1.23(s,6H,(CH3)2C),0.99(t,9H,J=7.5Hz,(CH3CH2)3Si),0.63(q,6H,J=7.8Hz,(CH3CH2)3Si).
13C NMR(CDCl3,150MHZ)δ142.2,137.1,134.8,134.7,129.3,128.4,127.7,127.5,126.3,126.1,76.3,54.9,36.6,28.3,21.2,7.2,6.9.
IR(neat)2961,1606,1516,1456,1416,1384,1261,1016,802.2700.0cm-1.
HR-MS:m/z=calcd For C42H52NaOSi[M+Na]+:623.3685,检出值623.3704.
(实施例13):<4,4’-(1E,1’E)-2,2’-(4,4’-(2(2-(三乙基甲硅烷基氧基)丙烷-2-基)丙烷-1,3-二基)双(4,1-亚苯基))双(乙烯-2,1-二基)二吡啶(2d)的合成>
[化41]
对反应容器内的(3-(4-溴苄基)-4-(4-溴苯基)-2-甲基丁烷-2-基氧基)三乙基硅烷(526mg,1.0mmol)、4-乙烯基吡啶(631mg,6.0mmol),乙酸钯(0)(4.5mg,0.02mmol)、N,N-二甲基-β-丙氨酸(3.1mg,0.02mmol)、碳酸钾(553mg,4.0mmol)和N-甲基-2-吡咯烷酮(4.0mL)的混合液进行脱气,将反应容器内用氩进行置换。
将得到的混合液在130℃条件下搅拌两天,然后,冷却至室温,加入饱和碳酸氢钠水溶液终止反应。使用氯仿萃取混合液,对得到的有机层进行水洗,然后,使用无水硫酸钠进行干燥,过滤。减压下浓缩滤液得到的残渣使用硅胶柱色谱(丙酮)进行精制,以黄褐色的粘性液体形式得到标题化合物(2d)(201mg,0.35mmol),收率35%。
NMR等结果如下所示。
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ8.53(d,4H,J=6.6Hz,Ar),7.31-7.29(m,8H,Ar),7.22(d,2H,J=16.8Hz,CH=CH),6.99(d,4H,J=8.4Hz,Ar),6.90(d,2H,J=16.2Hz,CH=CH),3.02(dd,2H,J=4.8,14.4Hz,CH2Ar),2.43(dd,2H,J=8.1,14.1Hz,CH2Ar),2.16-2.12(m,1H,CHCH2Ar),1.25(s,6H,(CH3)2C),1.00(t,9H,J=8.4Hz,(CH3CH2)3Si),0.64(q,6H,J=7.8Hz,(CH3CH2)3Si).
13C NMR(CDCl3,150MHz)δ150.1,144.8,143.7,133.3,133.1,129.5,126.7,124.9,120.7,76.2,54.9,45.5,36.7,28.2,7.2,6.9.
IR(neat)3023,2954,2873,1704,1593,1415,1143,1016,822.5,741.5,725.1,558.3cm-1.
HR-MS:m/z=calcd For C38H47N2OSi[M+H]+:575.3458,检出值575.3457.
(实施例14):<三乙基(2-甲基-3-(3-(苯基乙炔)苄基)-4-(3-(苯基乙炔)苯基)丁烷-2-基氧基)硅烷(2e)的合成>
[化42]
对反应容器内的(3-(3-溴苄基)-4-(3-溴苯基)-2-甲基丁烷-2-醇(413mg,1.0mmol)、双(三苯基膦)氯化钯(II)(70mg,0.10mmol)、碘化铜(19mg,0.10mmol、三苯基膦(53mg,0.20mmol)、三乙基胺(1.4mL)和四氢呋喃(3.3mL)的混合液进行脱气,将反应容器内用氩进行置换。
在得到的混合液中加入乙炔基苯(511mg,5.0mmol),80℃条件下搅拌12小时。将混合液冷却至室温,加入饱和氯化铵水溶液终止反应。对得到的有机层进行水洗,然后,使用无水硫酸钠进行干燥,过滤。减压下浓缩滤液得到的残渣用硅胶柱色谱(己烷:乙酸乙酯=5:1)进行精制,得到无色的液体。在该液体中,0℃条件下加入咪唑(136mg,2.0mmol)、三乙基一氯硅烷(0.25mL,1.5mmol)和N,N-二甲基甲酰胺(5.0mL)。
将得到的混合液室温下搅拌4小时,然后,加入饱和氯化铵水溶液终止反应。从混合液中分离有机层,水层用己烷进行萃取。对得到的有机层进行水洗,然后,使用无水硫酸镁进行干燥,过滤。减压下浓缩滤液得到的残渣用硅胶柱色谱(己烷)进行精制,以黄色的粘性固体形式得到标题化合物(2e)(409mg,0.72mmol),收率72%。
NMR等结果如下所示。
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.52-7.50(m,4H,Ar),7.31-7.30(m,6H,Ar),7.25(d,2H,J=7.8Hz,Ar),7.16(s,2H,Ar),7.10(t,2H,J=7.5Hz,Ar),6.92(d,2H,J=7.8Hz,Ar),3.01(dd,2H,J=4.2,13.8Hz,CH2Ar),2.41(dd,2H,J=8.4,13.8Hz,CH2Ar),2.14-2.10(m,1H,CHCH2Ar),1.27(s,6H,(CH3)2C),1.00(t,9H,J=7.8Hz,(CH3CH2)3Si),0.64(q,6H,J=7.8Hz,(CH3CH2)3Si).
13C NMR(CDCl3,150MHZ)δ142.6,132.3,131.6,129.1,128.7,128.3,128.0(128.03,128.00),123,5,122.8,89.8,88.8,66.0,54.7,36.7,28.2,7.2,6.9.
IR(neat)3056,2955,2874,1730,1602,1493,1456,1443,1384,1365,1262,1143,1017,783.9,754.0,689.4em-1.
(实施例15):<三乙基(2-甲基-3-(3-苯乙烯基苄基)-4-(3-苯乙烯基苯基)丁烷-2-基氧基)硅烷(2f)的合成>
[化43]
对反应容器内的(3-(3-溴苄基)-4-(3-溴苯基)-2-甲基丁烷-2-醇(410mg,1.0mmol)、(E)-4,4,5,5-四甲基-2-苯乙烯基-1,3,2-二氧杂硼戊烷(690mg,3.0mmol)、2M的碳酸钾水溶液(1.0mL)和四氢呋喃(2.5mL)的混合液进行脱气,将反应容器内用氩进行置换。在该混合液中加入四三苯基膦合钯(0)(46mg,0.04mmol)的四氢呋喃(2.5mL)溶液。
将得到的混合液在80℃条件下搅拌15小时,然后,冷却至室温,加入饱和碳酸氢钠水溶液终止反应。对得到的有机层进行水洗,然后,使用无水硫酸钠进行干燥,过滤。减压下浓缩滤液得到的残渣用硅胶柱色谱(己烷:乙酸乙酯=5:1)进行精制,得到无色的液体。在其中0℃条件下加入咪唑(136mg,2.0mmol)、三乙基一氯硅烷(0.25mL,1.5mmol)和N,N-%甲基甲酰胺(5.0mL)。
将得到的混合液在室温下搅拌4小时,然后,加入饱和氯化铵水溶液终止反应。从混合液中分离有机层,水层用己烷进行萃取。对得到的有机层进行水洗,然后,使用无水硫酸镁进行干燥,过滤。减压下浓缩滤液得到的残渣用硅胶柱色谱(己烷)进行精制,以无色的液体形式得到标题化合物(2f)(223mg,O.39mmol),收率39%。
NMR等结果如下所示。
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.44(d,4H,J=7.8Hz,Ar),7.30(t,4H,J=8.1Hz,Ar),7.23(t,2H,J=7.2Hz,Ar),7.19(d,2H,J=7.8Hz,Ar),7.11(t,2H,J=7.8Hz,Ar),7.06(s,2H,Ar),6.97(s,2H,CH=CH),6.96(s,2H,CH=CH),6.91(d,2H,J=7.8Hz,Ar),3.04(dd,2H,J=4.5,14.1Hz,CH2Ar),2.37(dd,2H,J=8.1,13.5Hz,CH2Ar),2.18-2.14(m,1H,CHCH2Ar),1.30(s,6H,(CH3)2C),1.01(t,9H,J=8.1Hz,(CH3CH2)3Si),0.65(q,6H,J=7.8Hz,(CH3CH2)3Si).
13C NMR(CDCl3,150MHZ)δ143.0,137.5,136.9,128.9,128.6,128.5,128.3,128.2,128.2,127.4,127.3,126.5,123.8,65.1,55.1,36.9,28.2,7.3,6.9.
IR(neat)3025,2956,2873,1601,1496,1449,1416,1383,1260,1017,800.3,744.4,725.1,694.3em-1.
<反应性化合物(高分子合成用单体)的合成>
(实施例16):<2-(4-溴苄基)-3-(4-溴苯基)丙酸乙酯(4a)的合成>
[化44]
在氢化钠(55wt%溶于油,2.95g,67.5mmol)和无水二甲基甲酰胺(60mL)的混合液中,0℃条件下加入丙二酸二乙酯(4.53mL,30.0mmol)。在该温度下将混合液搅拌30分钟,然后,加入4-溴苄基溴(15.7g,63.0mmol)。得到的混合液在室温下搅拌2小时,然后,加入饱和氯化铵水溶液终止反应。从混合液中分离有机层,水层用乙酸乙酯进行萃取。用饱和食盐水清洗得到的有机层,使用无水硫酸镁进行干燥。过滤有机层后,在减压下浓缩滤液得到的残渣中加入氯化锂(5.09g,120mmol)、水(1.08mL)和N,N-二甲基甲酰胺(100mL),得到混合液,160℃条件下加热7小时。将混合液冷却至室温,加入水(100mL),然后,用乙酸乙酯萃取。
使用无水硫酸镁对得到的有机层进行干燥,过滤。减压下浓缩滤液得到的残渣用硅胶柱色谱(己烷:乙酸乙酯=30:1)进行精制,以淡黄色的液体形式得到标题化合物(4a)(11.5g,27.0mmol),收率90%。
NMR等结果如下所示。
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.39(d,4H,J=8.4Hz,Ar),7.02(d,4H,J=7.8Hz,Ar),3.96(q,2H,J=7.4Hz,CO2CH2CH3),2.92-2.85(m,3H,CHCH2Ar和CHCH2Ar),2.73(dd,2H,J=4.8,12.6Hz,CH2Ar),1.03(t,3H,J=7.2Hz,CO2CH2CH3).
13C NMR(150MHz,CDCl3)δ174.3,137.8,131.5,130.6,120.4,60.5,49.2,37.6,14.0.
IR(neat)2962,1731,1592,1488,1445,1405,1375,1259,1214,1160,1103,1072,1012,806.1cm-1.
HR-MS:m/z=calcd For C18H18Br2NaO2[M+Na]+:446.9571,检出值446.9586.
(实施例17):<(3-(4-溴苄基)-4-(4-溴苯基)-2-甲基丁烷-2-基氧基)三乙基硅烷(4b)的合成>
[化45]
室温下将无水氯化铈(III)(4.44g,18.0mmol)和四氢呋喃(48mL)的混合液搅拌12小时。将其冷却至-78℃,加入甲基锂的醚溶液(11.3mL,1.6M,18.0mmol),搅拌1小时。
在-78℃在得到的混合液中加入2-(4-溴苄基)-3-(4-溴苯基)丙酸乙酯(2.56g,6.00mmol)的四氢呋喃(6mL)的溶液,然后,搅拌2小时。在混合液中加入0.1M的乙酸水溶液(10mL)终止反应,然后,用乙酸乙酯萃取。对得到的有机层进行水洗,然后,使用无水硫酸钠进行干燥,过滤。室温下在减压下浓缩滤液得到的残渣中加入吡啶(12mL)和三乙基一氯硅烷(1.3mL,7.5mmol),得到混合液。
60℃条件下将该混合液搅拌20小时。将混合液冷却至室温,然后,加入饱和氯化铵水溶液终止反应。从混合液中分离有机层,水层用己烷进行萃取。对得到的有机层进行水洗,然后,使用无水硫酸镁进行干燥,过滤。减压下浓缩滤液得到的残渣用硅胶柱色谱(己烷)进行精制,以无色的液体形式得到标题化合物(4b)(3.00g,5.7mmol),收率95%。
NMR等结果如下所示。
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.25(d,4H,J=8.4Hz,Ar),6.81(d,4H,J=8.4Hz,Ar),2.92(dd,2H,J=4.8,14.4Hz,CH2Ar),2.30(dd,2H,J=8.1,14.1Hz,CH2Ar),2.00(tt,1H,J=4.3,8.4Hz,CHCH2Ar),1.21(s,6H,(CH3)2C),0.97(t,9H,J=7.8Hz,(CH3CH2)3Si),0.61(q,6H,J=8.0Hz,(CH3CH2)3Si).
13C NMR(150MHz,CDCl3)δ141.4,131.1,130.6,119.1,76.1,54.9,36.2,28.2,7.2,6.9.
IR(neat)2954,2874,1591,1488,1459,1404,1383,1365,1236,1178,1143,1102,1072,1012,798.4,724.1em-1.
HR-MS:m/z=calcd For C24H34Br2KOSi[M+K]+:563.0383,检出值563.0352.
(实施例18):<2,2-双(3-溴苄基)丙二酸二乙酯(4c)的合成>
[化46]
在氢化钠(55wt%溶于油,2.95g,67.5mmol)和无水二甲基亚砜(60mL)的混合液中0℃条件下缓慢加入丙二酸二乙酯(4.53mL,30.0mmol)。在该温度下将混合液搅拌30分钟,然后,加入3-溴苄基溴(15.7g,63.0mmol)。得到的混合液在室温下搅拌2小时,然后,加入饱和氯化铵水溶液终止反应。从混合液中分离有机层,水层用乙酸乙酯进行萃取。用饱和食盐水清洗得到的有机层,使用无水硫酸镁进行干燥。过滤有机层后,减压下浓缩滤液得到的残渣用硅胶柱色谱(己烷:乙酸乙酯=70:1)进行精制,以白色固体形式得到标题化合物(4c)(12.7g,25.5mmol),收率85%。
NMR等结果如下所示。
1H NMR(600MHZ,CDCl3)δ7.38(d,2H,J=7.2Hz,Ar),7.30(s,2H,Ar),7.15(t,2H,J=7.8Hz,Ar),7.10(d,2H,J=7.8Hz,Ar),4.13(q,4H,J=7.0Hz,CH3CH2),3.16(s,4H,CH2Ar),1.18(t,6H,J=7.2Hz,CH3CH2).
13C NMR(CDCl3,150MHz)δ170.4,138.4,133.2,130.1,129.8,128.7,122.3,61.5,60.0,39.2,13.9.
IR(neat)3063,2980,2934,2872,1730,1594,1568,1474,1261,1196,1180,1073,1043,785.9,694.3cm-1.
(实施例19):<(3-(3-溴苄基)-4-(3-溴苯基)-2-甲基丁烷-2-醇(4d)的合成>
[化47]
对反应容器内的1,2-双(3-溴苄基)丙二酸二乙酯(3.0g,6.0mmol)氯化锂(1.0g,24mmol)、水(0.22mL)和N,N-二甲基甲酰胺(20mL)的混合液进行脱气,将反应容器内用氩进行置换。
将得到的混合液,160℃条件下加热7小时。将混合液冷却至室温,加入水(20mL),然后,用乙酸乙酯萃取。使用无水硫酸镁对得到的有机层进行干燥,过滤。减压下浓缩滤液得到的残渣用硅胶柱色谱(己烷:乙酸乙酯=70:1)进行精制,得到淡黄色的液体。
另一方面,将无水氯化铈(III)(4.44g,18.0mmol)和四氢呋喃(48mL)的混合液在室温下搅拌12小时,然后,冷却至-78℃,加入甲基锂的醚溶液(11.3mL,1.6M,18.0mmol),进行1小时搅拌。在该混合液中,在-78℃加入事先得到的淡黄色的液体的四氢呋喃(6.0mL)溶液,然后,搅拌2小时。在混合液中加入0.1M的乙酸水溶液(10mL)终止反应,然后,用乙酸乙酯萃取。对得到的有机层进行水洗,然后,使用无水硫酸钠进行干燥,过滤。减压下浓缩滤液得到的残渣用硅胶柱色谱(己烷:乙酸乙酯=5:1)进行精制,以无色的液体形式得到标题化合物(4d)(1.33g,3.24mmol),收率54%。
NMR等结果如下所示。
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.22(d,2H,J=7.8Hz,Ar),7.10(s,2H,Ar),7.03(t,2H,J=7.5Hz,Ar),6.92(d,2H,J=7.2Hz,Ar),2.94(dd,2H,J=4.2,14.4Hz,CH2Ar),2.37(dd,2H,J=8.4,13.8Hz,CH2Ar),2.12-2.08(m,1H,CHCH2Ar),1.28(s,6H,(CH3)2C).
13C NMR(CDCl3,150MHZ)δ144.0,132.0,129.7,128.9,127.5,122.3,73.7,53.6,36.6,27.6.
IR(neat)3427,3059,2970,2932,1593,1567,1473,1424,1384,1070,996.1,776.2,691.4cm-1.
(实施例20):<4,4’-(2-(2-(三乙基甲硅烷基氧基)丙烷-2-基)丙烷-1,3-二基)二苯甲醛(4e)的合成>
[化48]
-40℃条件下在(3-(4-溴苄基)-4-(4-溴苯基)-2-甲基丁烷-2-基氧基)三乙基硅烷(1.58g,3.0mmol)和二乙基醚(10mL)的混合液中缓慢加入正丁基锂的己烷溶液(4.4mL,1.57M,6.9mmol)。在该温度下将混合液搅拌1小时,然后,0℃条件下搅拌2小时。
0℃条件下,在得到的混合液中缓慢加入无水二甲基甲酰胺(0.7mL,9.0mmol),搅拌12小时。在混合液中加入饱和氯化铵水溶液终止反应,然后,用乙酸乙酯萃取。对得到的有机层进行水洗,然后,使用无水硫酸钠进行干燥,过滤。减压下浓缩滤液得到的残渣用硅胶柱色谱(己烷:乙酸乙酯=10:1)进行精制,以淡黄色的粘性液体形式得到标题化合物(4e)(1.17g,2.8mmol),收率92%。
NMR等结果如下所示。
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ9.89(s,2H,CHO),7.62(d,4H,J=7.8Hz,Ar),7.11(d,4H,J=7.8Hz,Ar),3.11(dd,2H,J=4.5,14.1Hz,CH2Ar),2.46(dd,2H,J=8.4,14.4Hz,CH2Ar),2.22-2.17(m,1H,CHCH2Ar),1.27(s,6H,(CH3)2C),0.98(t,9H,J=7.8Hz,(CH3CH2)3Si),0.62(q,6H,J=7.6Hz,(CH3CH2)3Si).
13C NMR(CDCl3,150MHZ)δ191.8,149.9,134.2,129.6,129.5,75.9,54.6,37.3,28.0,7.2,6.8.
IR(neat)2954,2875,2823,2731,1702,1606,1575,1459,1417,1385,1366,1306,1213,1169,1143,1107,1041,1016,822.5,779.1,742.5cm-1.
HR-MS:m/z=calcd For C26H36KO3Si[M+K]+:463.2071,检出值463.2087.
(实施例21):<三乙基(3-(4-乙炔苄基)-4-(4-乙炔基苯基)-2-甲基丁烷-2-基氧基)硅烷(4f)的合成>
[化49]
对反应容器内的(3-(4-溴苄基)-4-(4-溴苯基)-2-甲基丁烷-2-基氧基)三乙基硅烷(1.58g,3.0mmol)、二氯双(三苯基膦)钯(II)(168mg,0.24mmol)、碘化铜(46mg,0.24mmol)、三苯基膦(126mg,0.48mmol)、四氢呋喃(14mL)和三乙基胺(6.0mL)的混合液进行脱气,将反应容器内用氩进行置换。在该混合液中加入三甲基甲硅烷基乙炔(884mg,9.0mmol)。
将得到的混合液在80℃条件下搅拌15小时,然后,冷却至室温,加入饱和氯化铵水溶液终止反应。混合液使用己烷进行萃取,对得到的有机层进行水洗,然后,使用无水硫酸镁进行干燥,过滤。减压下浓缩滤液得到的残渣用硅胶柱色谱(己烷)进行精制。在得到的褐色的液体中加入碳酸钾(830mg,6.0mmol)、甲醇(6.0mL)和四氢呋喃(3.0mL),室温下搅拌2小时得到混合液。在混合液中加入饱和碳酸氢钠水溶液,然后,用己烷进行萃取。使用无水硫酸镁对得到的有机层进行干燥,过滤。减压下浓缩滤液得到的残渣用硅胶柱色谱(己烷)进行精制,以褐色的液体形式得到标题化合物(4f)(1.03g,2.5mmol),收率82%。
NMR等结果如下所示。
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.28(d,4H,J=8.4Hz,Ar),6.92(d,4H,J=7.8Hz,Ar),3.01(s,2H,ArCCH),2.96(dd,2H,J=4.8,14.4Hz,CH2Ar),2.39(dd,2H,J=7.8,13.8Hz,CH2Ar),2.08-2.04(m,1H,CHCH2Ar),1.20(s,6H,(CH3)2C),0.97(t,9H,J=7.8Hz,(CH3CH2)3Si),0.61(q,6H,J=7.8Hz,(CH3CH2)3Si).
13C NMR(150MHZ,CDCl3)δ143.6,131.9,128.9,119,0,83.8,76.4,76.1,54.7,36.7,28.2,7.2,6.8.
IR(neat)3297,2955,2874,1731,1606,1505,1462,1413,1384,1366,1237,1177,1144,1013,743.4Clll-1.HR-MS:m/z=calcd For C28H36NaOSi[M+Na]+:439.2433,检出值439.2414.
(实施例22):<三乙基(2-甲基-3-(4-((E)-2-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼戊烷-2-基)乙烯基)苄基)-4-(4-((E)-2-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼戊烷-2-基)乙烯基)苯基)丁烷-2-基氧基)硅烷(4g)的合成>
[化50]
将2,5-二甲基-2,4-己二烯(1.14mL,8.0mmol)、硼烷的四氢呋喃溶液(4.4mL,0.9M,4.0mmol)和四氢呋喃(4.0mL)的混合液调整至0℃,在该温度下搅拌混合液3小时。
在得到的混合液中,加入三乙基(3-(4-乙炔苄基)-4-(4-乙炔基苯基)-2-甲基丁烷-2-基氧基)硅烷(420mg,1.0mmol)的四氢呋喃(2.5mL)溶液,0℃条件下搅拌2小时。室温下在该混合液中加入水(0.52mL),进行1小时搅拌,然后,加入甲醛的水溶液(0.75mL,37wt%10mmol),搅拌30分钟。在该混合液中加入2,2-二甲基-1,3-丙烷二醇(230mg,2.2mmol)的四氢呋喃溶液(1.0mL),搅拌24小时。在混合液中加入水终止反应,然后,用乙酸乙酯萃取。
对得到的有机层进行水洗,然后,使用无水硫酸镁进行干燥,过滤。过滤有机层后,将减压下浓缩滤液得到的残渣用硅胶柱色谱(己烷:乙酸乙酯=60:1)精制2次,以无色的粘性固体形式得到标题化合物(4g)(251mg,0.39mmol),收率39%。
NMR等结果如下所示。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.29-7.24(m,6H,Ar和CH=CH),6.95(d,4H,J=8.0Hz,Ar),6.00(d,2H,J=17.0Hz,CH=CH),3.69(s,8H,OCH2),2.92(dd,2H,J=5.0,14.0Hz,CH2Ar),2.41(dd,2H,J=7.5,14.0Hz,CH2Ar),2.09-2.07(m,1H,CHCH2Ar),1.18(s,6H,Et3SiO(CH3)2C),1.00(s,12H,(CH3)2C),0.96(t,9H,J=7.8Hz,(CH3CH2)3Si),0.59(q,6H,J=7.8Hz,(CH3CH2)3Si).
IR(neat)3418,2980,2932,2873,1731,1622,1367,1255,1186,754.0cm-1.
<高分子化合物的合成>
(实施例23):<聚-[CH2-CH(C(CH3)2OSi(CH2CH3)3)-CH2-1,4-(亚苯基)-2,5-(亚噻吩基)-2,5-(亚噻吩基)-1,4-(亚苯基)](3a)的合成>(Pd-催化剂,铃木-宫浦偶联)
[化51]
对反应容器内的实施例17中得到的(3-(4-溴苄基)-4-(4-溴苯基)-2-甲基丁烷-2-基氧基)三乙基硅烷(4b)(2.11g,4.0mmol)、5,5’-双(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼戊烷-2-基)-2,2’-联噻吩(1.67g,4.0mmol)、三正辛基甲基氯化铵(330mg,0.82mmol)、2M的碳酸钠水溶液(8.0mL)和四氢呋喃(22mL)的混合液进行脱气,将反应容器内用氩进行置换。在该混合液中加入四三苯基膦合钯(0)(185mg,0.16mmol)的四氢呋喃(5mL)溶液。
将得到的混合液在80℃条件下搅拌3天,然后,冷却至室温,加入饱和碳酸氢钠水溶液终止反应。使用氯仿萃取混合液,对得到的有机层进行水洗,然后,使用无水硫酸钠进行干燥,过滤。将减压下浓缩滤液得到的残渣在少量的氯仿中溶解。将得到的溶液注入至乙酸乙酯时,高分子化合物以固体形式析出。滤取固体,用乙酸乙酯进行清洗,然后,减压下进行干燥,以茶褐色固体形式得到标题的高分子化合物(3a)(1.68g),收率79%。
NMR等结果如下所示。
GPC(溶剂:THF,标准:聚苯乙烯:Mn=7.03×103,Mw=1.01×104,Mw/Mn=1.44.
此外,由该结构可求出式3a中n=13。对于实施例中得到的其他高分子化合物也可以相同地用GPC求得Mn,再除以重复单元的分子量,算出n。
1H NMR(CDCl3,600MHz)δ7.42-6.70(br m,重叠于CHCl3峰,12H在一个单元中(表示一个单元在该化学位移区域内有12个氢信号,下同),Ar),3.08-2.89(br,2H在一个单元中,CH2Ar),2.43-2.24(br,2H在一个单元中,CH2Ar),2.19-2.08(br,1H在一个单元中,CHCH2Ar),1.36-1.13(br,6H在一个单元中,(CH3)2C),1.07-0.86(br,9H在一个单元中,(CH3CH2)3Si),0.73-0.47(br,6H在一个单元中,(CH3CH2)3Si).
13C NMR(CDCl3,150MHz)δ142.9,141.9,136.2,135.7,131.2,129.4,127.7,125.5,125.1,124.2,123.2,76.1,54.9,36.7,34.2,30.3,29.4,28.1,7.3,6.9.
IR(film)2954,2875,1497,1445,1415,1382,1364,1215,1177,1144,1112,1040,790.7,740.5em-1.
(实施例24):<聚-[CH2-CH(C(CH3)2OSi(CH2CH3)3)-CH2-1,4-(亚苯基)-(E)-1,2-(亚乙烯基)-1,4-(亚苯基)-(E)-1,2-(亚乙烯基)-1,4-(亚苯基)](3b)的合成>(Pd-催化剂,铃木-宫浦偶联)
[化52]
(基于铃木-宫浦偶联反应的合成):对反应容器内的实施例17中得到的(3-(4-溴苄基)-4-(4-溴苯基)-2-甲基丁烷-2-基氧基)三乙基硅烷(4b)(790mg,1.50mmol)、1,4-双((E)-2-(4,4,5,5-四甲基-1,3-2-二氧杂硼戊烷-2-基)乙烯基)苯(537mg,1.50mmol)、四正丁基溴化铵(484mg,1.50mmol)、2M的碳酸钾水溶液(3.0mL)和四氢呋喃(8mL)的混合液进行脱气,将反应容器内用氩进行置换。在该混合液中加入四三苯基膦合钯(0)(69mg,0.060mmol)的四氢呋喃(2mL)溶液。
将得到的混合液在80℃条件下搅拌3天,然后,冷却至室温,加入饱和碳酸氢钠水溶液终止反应。使用氯仿萃取混合液,对得到的有机层进行水洗,然后,使用无水硫酸钠进行干燥,过滤。将减压下浓缩滤液得到的残渣在少量的氯仿中溶解。将得到的溶液注入甲醇时,高分子化合物以固体形式析出。滤取固体,用二乙基醚进行清洗,然后,减压下进行干燥,以黄褐色固体形式得到标题的高分子化合物(3b)(371mg),收率50%。
NMR等结果如下所示。
GPC(溶剂:THF,标准:聚苯乙烯:Mn=7.14×103,Mw=1.20×104,Mw/Mn=1.68.
1H NMR(CDCl3,600MHz)δ7.44-6.81(br m,重叠于CHCl3峰,16H,Ar和CH=CH),3.13-2.77(br,2H,CH2Ar),2.48-2.23(br,2H,CH2Ar),2.16-2.00(br,1H,CH2Ar),1.35-1.04(br,6H,(CH3)2C),1.04-0.83(br,9H,(CH3CH2)3Si),0.71-0.48(br,6H,(CH3CH2)3Si).
13C NMR(CDCl3,150MHz)δ142.3,136.6,134.5,129.3,128.7,128.4,127.3,126.7,126.5,126.2,76,2,54.9,36.6,28.3,7.3,6.9.
IR(film)3021,2954,2875,1600,1516,1459,1419,1383,1364,1212,1177,1144,1110,1040,960.4,825.4,724.1,549.6cm-1.
(实施例25):<聚-[CH2-CH(C(CH3)2OSi(CH2CH3)3)-CH2-1,4-(亚苯基)-(E)-1,2-(亚乙烯基)-1,4-(亚苯基)-(E)-1,2-(亚乙烯基)-1,4-(亚苯基)](3c)的合成>(Pd-催化剂,沟吕木-Heck反应的合成)
[化53]
对反应容器内的实施例17中得到的(3-(4-溴苄基)-4-(4-溴苯基)-2-甲基丁烷-2-基氧基)三乙基硅烷(4b)(263mg,0.50mmol)、1,4-二乙烯基苯(65mg,0.50mmol)、乙酸钯(II)(4.5mg,0.020mmol)、三(邻甲基苯基)膦(36.5mg,0.12mmol)、无水二甲基甲酰胺(3.9mL)和三丁基胺(1.5mL)的混合液进行脱气,将反应容器内用氩进行置换。
将得到的混合液110℃条件下搅拌两天,然后,冷却至室温,加入饱和碳酸氢钠水溶液终止反应。使用氯仿萃取混合液,对得到的有机层进行水洗,然后,使用无水硫酸钠进行干燥,过滤。将减压下浓缩滤液得到的残渣在少量的氯仿中溶解。将该溶液注入甲醇时,高分子化合物以固体形式析出。滤取固体,用己烷清洗,然后,减压下进行干燥,以黄褐色固体形式得到标题的高分子化合物(3c)(162mg,0.33mmol),收率66%。
NMR等结果如下所示。
GPC(溶剂:THF,标准:聚苯乙烯:Mn=3.04×103,Mw=5.28×103,Mw/Mn=1.74.
1H NMR(CDCl3,600MHz)δ7.44-6.81(br m,重叠于CHCl3峰,16H,Ar和CH=CH),3.13-.77(br,2H,CH2Ar),2.48-2.23(br,2H,CH2Ar),2.16-2.00(br,1H,CH2Ar),1.35-1.04(br,6H,(CH3)2C),1.04-0.83(br,9H,(CH3CH2)3Si),0.71-0.48(br,6H,(CH3CH2)3Si).
13C NMR(CDCl3,150MHz)δ142.3,136.6,134.5,129.3,128.7,128.4,127.3,126.7,126.5,126.2,76,2,54.9,36.6,28.3,7.3,6.9.
IR(film)3021,2954,2875,1600,1516,1459,1419,1383,1364,1212,1177,1144,1110,1040,960.4,825.4,724.1,549.6cm-1.
(实施例26):<聚-[CH2-CH(C(CH3)2OSi(CH2CH3)3)-CH2-1,4-(亚苯基)-1,4-(亚苯基)-1,4-(亚苯基)](3d)的合成>(Pd-催化剂,铃木-宫浦偶联)
[化54]
对反应容器内的实施例17中得到的(3-(4-溴苄基)-4-(4-溴苯基)-2-甲基丁烷-2-基氧基)三乙基硅烷(4b)(2.11g,4.0mmol)、1,4-双(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼戊烷-2-基)苯(1.32g,4.0mmol)、三正辛基甲基氯化铵(330mg,0.82mmol)、2M的碳酸钠水溶液(8.0mL)和四氢呋喃(22mL)的混合液进行脱气,将反应容器内用氩进行置换。在该混合液中加入四三苯基膦合钯(0)(185mg,0.16mmol)的四氢呋喃(5.0mL)溶液。
将得到的混合液在80℃条件下搅拌3天,然后,冷却至室温,加入饱和碳酸氢钠水溶液终止反应。使用氯仿萃取混合液,对得到的有机层进行水洗,然后,使用无水硫酸钠进行干燥,过滤。将减压下浓缩滤液得到的残渣在少量的氯仿中溶解。将得到的溶液注入甲醇时,高分子化合物以固体形式析出。滤取固体,然后,减压下进行干燥,以自色固体形式得到标题的高分子化合物(3d)(1.01g,2.3mmol),收率57%。
NMR等结果如下所示。
GPC(溶剂:THF,标准:聚苯乙烯:Mn=2.50×103,Mw=4.29×103,Mw/Mn=1.72.
1H NMR(CDCl3,600MHz)δ7.72-6.65(br m,重叠于CHCl3峰,12H,Ar),3.16-2.87(br,2H,CH2Ar),2.54-1.98(br,3H,CH2Ar和CHCH2Ar),1.40-1.06(br,6H,(CH3)2C),1.06-0.79(br,9H,(CH3CH2)3Si),0.71-0.47(br,6H,(CH3CH2)3Si).
13C NMR(CDCl3,150MHz)δ141.8,139.6,137.7,130.9,130.7,129.4,128.7,127.1,126.5,76.3,54.9,36.5,28.3,7.3,6.9.
IR(film)2958,2873,1491,1384,1260,1018,802.2,741.5cm-1.
(实施例27):<聚-[CH2-CH(C(CH3)20Si(CH2CH3)3)-CH2-1,4-(亚苯基)-(E)-1,2-(亚乙烯基)-2,7-(9H-亚芴基)-(E)-1,2-(亚乙烯基)-1,4-(亚苯基)](3e)的合成>(Pd-催化剂,铃木-宫浦偶联)
[化55]
对反应容器内的实施例17中得到的(3-(4-溴苄基)-4-(4-溴苯基)-2-甲基丁烷-2-基氧基)三乙基硅烷(4b)(790mg,1.50mmol)、2,7-双(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼戊烷-2-基)-9H-芴(627mg,1.50mmol)、四正丁基溴化铵(484mg,1.50mmol)、2M的碳酸钾水溶液(3.0mL)和四氢呋喃(8mL)的混合液进行脱气,将反应容器内用氩进行置换。在该混合液中加入四三苯基膦合钯(0)(69mg,0.060mmol)的四氢呋喃(2.0mL)溶液。
将得到的混合液在80℃条件下搅拌3天,然后,冷却至室温,加入饱和碳酸氢钠水溶液终止反应。使用氯仿萃取混合液,对得到的有机层进行水洗,然后,使用无水硫酸钠进行干燥,过滤。将减压下浓缩滤液得到的残渣在少量的氯仿中溶解。将得到的溶液注入甲醇时,高分子化合物以固体形式析出。滤取固体,用二乙基醚进行清洗,然后,减压下进行干燥,以红褐色固体形式得到标题的高分子化合物(3e)(437mg,0.75mmol),收率50%。
NMR等结果如下所示。
GPC(溶剂:THF,标准:聚苯乙烯:Mn=4.21×103,Mw=7.69×103,Mw/Mn=1.83.
1H NMR(CDCl3,600MHz)δ7.81-6.43(br m,重叠于CHCl3峰,18H,Ar和CH=CH),3.95-3.30(br,2H,ArCH2Ar),3.17-2.69(br,2H,CH2Ar),2.51-2.00(br,3H,CH2Ar和CHCH2Ar),1.42-1.09(br,6H,(CH3)2C),1.07-0.78(br,9H,(CH3CH2)3Si),0.73-0.45(br,6H,(CH3CH2)3Si).
13C NMR(CDCl3,150MHz)δ144.0,141.0,131.0,130.7,129.3,128.0,127.9,126.3,126.2,126.1,125.6,122.7,120.0,119.9,76.2,54.9,39.0,36.7,28.2,7.3,6.9.
IR(film)2957,2874,1602,1384,1261,1018,962.3,802.2,723.2cm-1.
(实施例28):<聚-[CH2-CH(C(CH3)2OSi(CH2CH3)3)-CH2-1,4-(亚苯基)-(亚乙炔基)-1,4-(亚苯基)-(亚乙炔基)-1,4-(亚苯基)](3f)的合成>(Pd-催化剂,Sonogashira偶联)
[化56]
对反应容器内的实施例21中得到的三乙基(3-(4-乙炔苄基)-4-(4-乙炔基苯基)-2-甲基丁烷-2-基氧基)硅烷(4f)(208.3mg,0.50mmol)、1,4-二碘苯(165.0mg,0.50mmol)、四三苯基膦合钯(0)(57.8mg,0.050mmol)、碘化铜(9.5mg,0.050mmol)、四氢呋喃(5.0mL)和三乙基胺(2.5mL)的混合液进行脱气,将反应容器内用氩进行置换。
将得到的混合液在80℃条件下搅拌3天,然后,冷却至室温,加入饱和碳酸氢钠水溶液终止反应。使用氯仿萃取混合液,对得到的有机层进行水洗,然后,使用无水硫酸钠进行干燥,过滤。将减压下浓缩滤液得到的残渣在少量的氯仿中溶解。将得到的溶液注入甲醇时,高分子化合物以固体形式析出。滤取固体,用己烷清洗,然后,减压下进行干燥,以黄褐色固体形式得到标题的高分子化合物(3f)(230.7mg,0.47mmol),收率94%。
NMR等结果如下所示。
GPC(溶剂:THF,标准:聚苯乙烯:Mn=4.44×103,Mw=8.11×103,Mw/Mn=1.83.
1H NMR(CDCl3,600MHz)δ7.55-7.16(br m,重叠于CHCl3峰,8H,Ar),δ7.04-6.87(brm,4H,Ar),3.04-2.92(br,2H,CH2Ar),2.46-2.35(br,2H,CH2Ar),2.14-2.03(br,1H,CHCH2Ar),1.32-1.15(br,6H,(CH3),C),1.04-0.87(br,9H,(CH3CH2)3Si),0.73-0.47(br,6H,(CH3CH2)3Si).
13C NMR(CDCl3,150MHz)δ143.3,137.4,133.0,131.4,129.0,123.0,120.0,91.4,88.6,76.1,54.7,36.8,28.3,7.2,6.8.
IR(film)2954,2874,1606,1519,1457,1435,1412,1384,1365,1178,1143,1107,1039,1016,835.0,740,5cm-1,
(实施例29):<聚-[CH2-CH(C(CH3)2OSi(CH2CH3)3)-CH2-1,4-(亚苯基)-(亚乙炔基)-9,10-(亚蒽基)-(亚乙炔基)-1,4-(亚苯基)](3g)的合成>(Pd-催化剂,Sonogashira偶联)
[化57]
对反应容器内的实施例21中得到的三乙基(3-(4-乙炔基苄基)-4-(4-乙炔基苯基)-2-甲基丁烷-2-基氧基)硅烷(4f)(208.3mg,0.50mmol)、9,10-二溴蒽(167mg,0.50mmol)、四三苯基膦合钯(0)(57.8mg,0.050mmol)、碘化铜(9.5mg,0.050mmol)、四氢呋喃(5.0mL)和三乙基胺(2.5mL)的混合液进行脱气,将反应容器内用氩进行置换。
将得到的混合液在80℃条件下搅拌3天,然后,冷却至室温,加入饱和碳酸氢钠水溶液终止反应。使用氯仿萃取混合液,对得到的有机层进行水洗,然后,使用无水硫酸钠进行干燥,过滤。将减压下浓缩滤液得到的残渣在少量的氯仿中溶解。将得到的溶液注入甲醇时,高分子化合物以固体形式析出。滤取固体,用己烷清洗,然后,减压下进行干燥,以红褐色固体形式得到标题的高分子化合物(3g)(148mg,0.25mmol),收率50%。
NMR等结果如下所示。
GPC(溶剂:THF,标准:聚苯乙烯:Mn=5.20×103,Mw=8.27×103,Mw/Mn=1.59.
1H NMR(CDCl3,600MHz)δ8.84-8.30(br m,4H,Ar),7.67-7.25(br m,重叠于CHCl3峰,8H,Ar),7.25-6.75(br m,4H,Ar),3.26-2.82(br,2H,CH2Ar),2.60-2.29(br,2H,CH2Ar),2.29-2.00(br,1H,CHCH2Ar),1.36-1.10(br,6H,(CH3)2C),1.10-0.75(br,9H,(CH3CH2)3Si),0.75-0.30(br,6H,(CH3CH2)3Si).
13C NMR(CDCl3,150MHz)δ134.0,132.7,132.2,131.8,131.7,131.5,131.4,131.3,129.2,127.9,127.1,126.4,120.6,120.3,118.3,102.6,86.2,76.1,54.9,37.0,28.3,7.3,7.2,6.9.
IR(film)2954,2873,1606,1509,1462,1455,1434,1414,1384,1365,1016,762.7em-1.
(实施例30):<聚-[CH2-CH(C(CH3)2OSi(CH2CH3)3)-CH2-1,4-(2,5-双(十二烷基氧基)亚苯基)-(亚乙炔基)-1,4-(亚苯基)-(亚乙炔基)-1,4-(亚苯基)](3h)的合成>(Pd-催化剂,Sonogashira偶联)
[化58]
对反应容器内的实施例21中得到的三乙基(3-(4-乙炔苄基)-4-(4-乙炔基苯基)-2-甲基丁烷-2-基氧基)硅烷(4f)(208.3mg,0.50mmol)、1,4-双(十二烷基氧基)-2,5-二碘苯(349.1mg,0.50mmol)、四三苯基膦合钯(0)(57.8mg,0.050mmol)、碘化铜(9.5mg,0.050mmol)、四氢呋喃(5.0mL)和三乙基胺(2.5mL)的混合液进行脱气,将反应容器内用氩进行置换。
将得到的混合液在80℃条件下搅拌3天,然后,冷却至室温,加入饱和碳酸氢钠水溶液终止反应。使用氯仿萃取混合液,对得到的有机层进行水洗,然后,使用无水硫酸钠进行干燥,过滤。将减压下浓缩滤液得到的残渣在少量的氯仿中溶解。将得到的溶液注入甲醇时,高分子化合物以固体形式析出。滤取固体,然后,减压下进行干燥,以红色的粘性固体形式得到标题的高分子化合物(3h)(413mg,0.48mmol),收率95%。
NMR等结果如下所示。
GPC(溶剂:THF,标准:聚苯乙烯:Mn=4.24×103,Mw=7.35×103,Mw/Mn=1.73.
1H NMR(CDCl3,600MHz)δ7.41-7.22(br m,重叠于CHCl3峰,6H,Ar),δ7.05-6.91(brm,4H,Ar),4.02-3.91(br,4H,OCH2),2.99-2.88(br,2H,CH2Ar),2.48-2.36(br,2H,CH2Ar),2.12-2.06(br,1H,CHCH2Ar),1.85-1.76(br,4H,OCH2CH2),1.58-1.10(br,42H,(CH3)2C和(CH2)9CH3),1.03-0.92(br,9H,(CH3CH2)3Si),0.92-0.83(br,6H,CH2CH3),0.65-0.56(br,6H,(CH3CH2)3Si).
13C NMR(CDCl3,150MHz)δ153.6,151.8,143.2,134.9,131.4,129.8,129.0,127.5,120.6,118.9,116.9,114.0,95.0,85.5,76.2,70.1,70.0,69.6,54.7,36.8,36.7,31.9,29.7,29.6,29.4,28.4,26.1,26.0,22.7,14.1,7.2,6.9.
IR(film)2924,2853,1516,1489,1464,1415,1384,1215,1016,742.5,721.3em-1.
(实施例31):<聚-[CH2-CH(C(CH3)2OSi(CH2CH3)3)-CH2-1,4-(亚苯基)-(亚乙炔基)-2,5-(亚噻吩基)-2,5-(亚噻吩基)-(亚乙炔基)-1,4-(亚苯基)](3i)的合成>(Pd-催化剂,Sonogashira偶联)
[化59]
对反应容器内的实施例21中得到的三乙基(3-(4-乙炔苄基)-4-(4-乙炔基苯基)-2-甲基丁烷-2-基氧基)硅烷(4f)(208.3mg,0.50mmol)、5,5’-二溴-2,2’-联噻吩(161mg,0.50mmol)、四三苯基膦合钯(0)(57.8mg,0.050mmol)、碘化铜(9.5mg,0.050mmol)、四氢呋喃(5.0mL)和三乙基胺(2.5mL)的混合液进行脱气,将反应容器内用氩进行置换。
将得到的混合液在80℃条件下搅拌3天,然后,冷却至室温,加入饱和碳酸氢钠水溶液终止反应。使用氯仿萃取混合液,对得到的有机层进行水洗,然后,使用无水硫酸钠进行干燥,过滤。将减压下浓缩滤液得到的残渣在少量的氯仿中溶解。将得到的溶液注入甲醇时,高分子化合物以固体形式析出。滤取固体,用己烷清洗,然后,减压下进行干燥,以红褐色固体形式得到标题的高分子化合物(3i)(260mg,0.45mmol),收率90%。
NMR等结果如下所示。
GPC(溶剂:THF,标准:聚苯乙烯:Mn=6.32×103,Mw=1.18×104,Mw/Mn=1.87.
1H NMR(CDCl3,600MHz)δ7.49-6.81(br m,重叠于CHCl3峰,12H,Ar),3.07-2.86(br,2H,CH2Ar),2.49-2.27(br,2H,CH2Ar),2.15-2.01(br,1H,CHCH2Ar),1.41-1.10(br,6H,(CH3)2C),1.06-0.84(br,9H,(CH3CH2)3Si),0.72-0.49(br,6H,(CH3CH2)3Si).
13C NMR(CDCl3,150MHz)δ143.4,137.9,132.5,131.2,129.1,127.9,123.9,119.7,94.8,82.0,76.1,54.8,54.7,36.9,28.3,7.2,6.9.
IR(film)2954,2873,1731,1519,1455,1384,1366,1251,1186,1015,794.5,741.5cm-1.
(实施例32):<聚-[CH2-CH(C(CH3)2OSi(CH2CH3)3)-CH2-1,4-(亚苯基)-(E)-1,2-(亚乙烯基)-1,4-(亚苯基)](3j)的合成>(McMurry偶联)
[化60]
对反应容器内的实施例20中得到的4,4’-(2-(2-(三乙基甲硅烷基氧基)丙烷-2-基)丙烷-1,3-二基)二苯甲醛(4e)(212.3mg,0.50mmol)、镁粉末(24.3mg,2.0mmol)、四氢呋喃(2.5mL)的混合液进行脱气,将反应容器内用氩进行置换。在该混合液中加入三乙基胺(0.36mL,2.6mmol)、原钛酸三异丙酯(IV)(0.38mL,1.3mmol)、三甲基一氯硅烷(0.16mL,1.3mmol)。
将得到的混合液50℃条件下搅拌两天,然后,冷却至室温,加入饱和碳酸氢钠水溶液终止反应。使用氯仿萃取混合液,对得到的有机层进行水洗,然后,使用无水硫酸钠进行干燥,过滤。将减压下浓缩滤液得到的残渣用硅胶柱色谱(乙酸乙酯)进行精制,以淡黄色的粘性液体形式得到标题的高分子化合物(3j)(68.6mg,0.18mmol),收率35%。
NMR等结果如下所示。
GPC(溶剂:THF,标准:聚苯乙烯:Mn=1.15×103,Mw=2.14×103,Mw/Mn=1.86.
1H NMR(CDCl3,600MHz)δ7.31-6.86(br m,重叠于CHCl3峰,10H,Ar和CH=CH),2.98-2.72(br,2H,CH2Ar),2.48-2.33(br,2H,CH2Ar),2.12-2.01(br,1H,CHCH2Ar),1.27-0.86(brm,15H,(CH3)2C和(CH3CH2)3Si),0.67-0.54(br m,6H,(CH3CH2)3Si).
<堆叠结构的确认>
(实施例33)
根据MM2(Molecular Mechanics Program2)计算和发光光谱算出实施例1-1、2~8中得到的化合物(1a-1),(1b)~(1h),以及作为比较例的甲苯的堆叠结构的比率。
需要说明的是,实施例中用分光光度计(Shimadzu UV-2450,岛津制作所制)测定吸收光谱。激发和发光光谱用分光荧光光度计(Shimadzu RF-5300PC,岛津制作所制)测定。
将各化合物的10-4M的二氯甲烷溶液用259~263nm的波长的光进行激发,根据归属于苯环的289nm的发光与归属于苯环的激基复合物的333nm的发光的比值算出发光比率。
如表1所示,实施例1-1、2~8中得到的本发明的化合物(1a-1)、(1b)~(1h)形成苯环的堆叠结构,得到激基复合物发光。特别是,R1和R2中的任一个为氢的实施例2~8中得到的本发明的化合物(1b)~(1h),支配性地形成苯环的堆叠结构,激基复合物发光处于优势地位。
如表1所示,本发明的化合物形成苯环的堆叠结构,在1H-MR分析中,在氘代氯仿溶液中,室温下,苯环的邻位的质子的化学位移(chemical shift)与对照化合物甲苯(7.18ppm)相比,显示出高场位移。
此外,作为堆叠结构的比率的基准,表中的“O:H-O:C的比率”中的“O”状态,“H-O”状态,“C”状态表示下述的状态。
[化61]
[表1]
<吸收光谱和发光光谱的确认>
(实施例34)
将实施例23中合成的聚-[CH2-CH(C(CH3)2OSi(CH2CH3)3)-CH2-1,4-(亚苯基)-2,5-(亚噻吩基)-2,5-(亚噻吩基)-1,4-(亚苯基)](3a)、实施例24中合成的聚-[CH2-CH(C(CH3)2OSi(CH2CH3)3)-CH2-1,4-(亚苯基)-(E)-1,2-(亚乙烯基)-1,4-(亚苯基)-(E)-1,2-(亚乙烯基)-1,4-(亚苯基)](3b)、以及不含2位具有取代基的三亚甲基部位的diMe-P2T和BStB的吸收和发光光谱进行比较。化合物的结构如下所示。
[化62]
图1中示出聚合物3a、低聚物(5~6聚体)3a’、聚合物3b的UV吸收光谱和发光光谱。由图1所示的吸收光谱和发光光谱可知,将三亚甲基的2位具有取代基的衍生物作为连结部时,与diMe-P2T和BStB相比,可观测到吸收的蓝移和发光的红移,推测为π-共轭基相互重叠的堆叠结构处于优势地位。
此外,图1中,(a)是表示吸收光谱的图。diMe-P2T的浓度为10-6M(CH2Cl2溶液),3a的浓度为10-5M(CH2Cl2溶液)。
(b)是表示荧光光谱的图。为diMe-P2T(CH2Cl2中):以375nm激发,3a(CH2Cl2中):以367nm激发,3a(CH3CN中):以336nm激发,3a膜:以344nm激发,得到的荧光光谱。
(c)是表示激发光谱和荧光光谱的图。在CH3CN中以10-6M浓度条件下,为diMe-P2T:以374nm激发,3a:以336nm激发,3a’:以364nm激发,得到的荧光光谱。
(d)是表示激发光谱和荧光光谱的图。BstB的浓度为10-7M(CH2Cl2溶液)。为BstB:以364nm激发,3b’:以326nm激发,得到的荧光光谱。
此外,3a’的低聚物是实施例23中,在三正辛基甲基氯化铵不存在下进行聚合反应得到的5~6聚体。3a的膜的制作是通过3a的10-3M的CH2Cl2溶液利用旋涂法形成的。
<AFM(原子力显微镜)和XRD(X射线衍射)分析>
(实施例35)
将实施例23中合成的聚-[CH2-CH(C(CH3)2OSi(CH2CH3)3)-CH2-1,4-(亚苯基)-2,5-(亚噻吩基)-2,5-(亚噻吩基)-1,4-(亚苯基)](3a)溶解于CH2Cl2制备0.1Mass%的溶液,滴加在硅基板上,通过旋涂制作薄膜。将该薄膜在210℃条件下加热1分钟,然后,在160℃条件下再加热2分钟,室温冷却,得到高分子化合物3a的膜。
使用AFM(Digital Instruments Nanoscope V)在轻敲模式对得到的高分子化合物3a的膜进行摄影。另外,在硅基板上,退火后将膜从基板除去,对残留的粉末进行XRD分析(Rigaku RINT-Ultima III diffractometer)。
[化63]
得到的3a的膜的AFM图像图(a)、(b)、(c)和XRD光谱(d)示于图2。由图2的(b)可知,形成膜状的高分子化合物通过热处理形成层状结构。AFM图像图中,可以认为能看见浓色的部分是高分子化合物3a发生凝聚而产生的凹陷。
<反应性化合物和高分子化合物的合成>
(实施例36):<2-(4-溴苄基)-3-(4-碘苯基)丙酸乙酯(4h)的合成>
[化64]
在氢化钠(62wt%溶于油,1.74g,45mmol)和无水N,N-二甲基甲酰胺(18.0mL)的混合液中,在0℃,缓慢加入4-溴苄基丙二酸二乙酯(9.88g,30.0mmol)的无水N,N-二甲基甲酰胺(12.0mL)混合液。在该温度下将混合液搅拌30分钟,然后,加入4-碘苄基溴(11.6g,39.0mmol)的无水N,N-二甲基甲酰胺(30mL)混合液。将得到的混合液室温下搅拌3小时,然后,加入饱和氯化铵水溶液终止反应。从混合液中分离有机层,水层用乙酸乙酯进行萃取。用饱和食盐水清洗得到的有机层,使用无水硫酸镁进行干燥。过滤有机层后,在减压下浓缩滤液得到的残渣中加入氯化锂(5.09g,120mmol)、水(1.08mL)和N,N-二甲基甲酰胺(100mL),160℃加热12小时。将得到的将混合液冷却至室温,加入水(100mL),然后,用乙酸乙酯萃取。使用无水硫酸镁对得到的有机层进行干燥,过滤。减压下浓缩滤液得到的残渣用硅胶柱色谱(己烷:乙酸乙酯=70:1)进行精制,以黄色的液体形式得到标题化合物(4h)(11.9g,25.2mmol),收率84%。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.59(d,2H,J=8.5Hz,Ar),7.39(d,2H,J=8.5Hz,Ar),7.02(d,2H,J=8.5Hz,Ar),6.90(d,2H,J=9.0Hz,Ar),3.96(q,2H,J=7.2Hz,CO2CH2CH3),2.93-2.83(m,3H,CH2Ar和CHCH2Ar),2.76-2.68(m,2H,CH2Ar),1.03(t,3H,J=7.3Hz,CO2CH2CH3).
13C NMR(CDCl3,125MHZ)δ174.2,138.4,137.8,137.4,131.4,130.9,130.6,120.3,91.7,60.4,49.1,37.6,37.5,14.0.
IR(neat)2977,2949,2929,1731,1715,1488,1374,1212,1009,805.1,754.0,648.0cm-1.
(实施例37):<4,4’-(((1E,1’E)-1,4-亚苯基双(乙烯-2,1-二基)双(4,1-亚苯基))双(3-(4-溴苄基)-2-甲基丁烷-2-醇)(10a)的合成>
[化65]
对反应容器内的1,4-双((E)-2-(4,4,5,5-四甲基-1,3-2-二氧杂硼戊烷-2-基)乙烯基)苯(764mg,2.00mmol)、2-(4-溴苄基)-3-(4-碘苯基)丙酸乙酯(1.09g,2.30mmol)、碳酸铯(1.30g,4.00mmol)和N,N-%甲基甲酰胺(10.0mL)的混合液进行脱气,将反应容器内用氩进行置换。在得到的混合液中加入四三苯基膦合铂(0)(62.2mg,0.050mmol)的N,N-二甲基甲酰胺(3.30mL)溶液。将得到的混合液120℃在搅拌12小时,然后,冷却至室温,加入饱和氯化铵水溶液终止反应,然后,用乙酸乙酯萃取。使用无水硫酸镁对得到的有机层进行干燥,过滤。减压下浓缩滤液得到的残渣用硅胶柱色谱(己烷:乙酸乙酯=8:1进行精制,得到黄色的固体。另一方面,将无水氯化铈(III)(2.958g,12.0mmol)和四氢呋喃(32.0mL)的混合液在室温下搅拌12小时,然后,冷却至-78℃,加入甲基锂的醚溶液(7.5mL,1.6M,12.0mmol),搅拌5小时。在-78℃在该混合液中加入事先得到的淡黄色的液体的四氢呋喃(6.0mL)溶液,然后,搅拌2小时。在混合液中加入0.1M的乙酸水溶液,终止反应,然后,用乙酸乙酯萃取。对得到的有机层进行水洗,然后,使用无水硫酸钠进行干燥,过滤。减压下浓缩滤液得到的残渣用硅胶柱色谱(己烷:乙酸乙酯=3:1)进行精制,以无色的液体形式得到标题化合物(10a)(428mg,0.54mmol),收率27%。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.49(s,4H,Ar),7.36(d,4H,J=8.5Hz,Ar),7.29(d,4H,J=8.5Hz,Ar),7.06(d,4H,J=4.0Hz,CH=CH),7.02(d,4H,J=8.0Hz,Ar),6.89(d,4H,J=8.0Hz,Ar),2.94-2.84(m,4H,CH2Ar),2.48-2.40(m,4H,CH2Ar),2.16-2.09(m,2H,CHCH2Ar),1.26和1.27(2s,12H,(CH3),C).
13C NMR(CDCl3,150MHz)δ141.1,136.7,135.1,131.2,130.7,129.3,128.2,127.6,126.7,126.5,74.0,53.9,36.7,36.2,27.8,27.5.
IR(film)3580,3433,2965,2925,1514,1487,1369,1107,1011,963.3,824.4,791.6,553.5cm-1.
(实施例38):<1,4-双((E)-4-(2-(4-溴苄基)-3-甲基-3-((三乙基甲硅烷基)氧基)丁基)苯乙烯基)苯(10b)的合成>
[化66]
在4,4’-(((1E,1’E)-1,4-亚苯基双(乙烯-2,1-二基)双(4,1-亚苯基))双(3-(4-溴苄基)-2-甲基丁烷-2-醇)(396mg,0.50mmol)中,在0℃中加入咪唑(136mg,2.0mmol)、三乙基一氯硅烷(0.25mL,3.00mmol)和N,N-%甲基甲酰胺(2.50mL)。将得到的混合液室温下搅拌12小时,然后,加入饱和氯化铵水溶液终止反应。从混合液中分离有机层,用醚萃取水层。对得到的有机层进行水洗,然后,使用无水硫酸镁进行干燥,过滤。减压下浓缩滤液得到的残渣用硅胶柱色谱(己烷)进行精制,以黄色的粘性固体形式得到标题化合物(10b)(444mg,0.43mmol),收率87%。
1H NMR(500MHZ,CDCl3)δ7.48(s,4H,Ar),7.31(d,4H,J=8.0Hz,Ar),7.24(d,4H,J=8.0Hz,Ar),7.07(d,2H,J=16.5Hz,CH=CH)7.02(d,2H,J=16.5Hz,CH=CH),6.96(d,4H,J=8.0Hz,Ar),6.83(d,4H,J=8.0Hz,Ar),2.87-3.00(m,4H,CH2Ar),2.41-2.33(m,4H,CH2Ar),,2.10-2.02(m,1H,CHCH2Ar),1.22(s,12H,(CH3)2C)0.98(t,J=7.8Hz,18H,(CH3CH2)3Si),0.62(q,12H,J=7.8Hz,(CH3CH2)3Si).
13C NMR(CDCl3,150MHz)δ142.0,141.8,134.7,131.0,130.7,129.3,128.3,127.4,126.7,126.2,124.3,119.0,76.2,54.9,36.6,36.1,28.3,28.1,7.2,6.8.
IR(neat)2962,2873,1602,2457,1384,1261,1039,797.4,703.9cm-1.
(实施例39):<高分子化合物(5a)的合成>
[化67]
对反应容器内的1,4-双((E)-4-(2-(4-溴苄基)-3-甲基-3-((三乙基甲硅烷基)氧)丁基)苯乙烯基)苯(510mg,0.50mmol)、4,7-双((E)-2-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼戊烷-2-基)乙烯基)苯并[c][1,2,5]噻二唑(220mg,0.5mmol)、四正丁基溴化铵(166mg,0.50mmol)、2M的碳酸钾水溶液(1.0mL)和四氢呋喃(2.3mL)的混合液进行脱气,将反应容器内用氩进行置换。在该混合液中加入四三苯基膦合钯(0)(23mg,0.020mmol)的四氢呋喃(1.0mL)溶液。将得到的混合液在80℃搅拌3天,然后,冷却至室温,加入饱和碳酸氢钠水溶液终止反应。使用氯仿萃取混合液,对得到的有机层进行水洗,然后,使用无水硫酸钠进行干燥,过滤。将减压下浓缩滤液得到的残渣在少量的氯仿中溶解。将得到的溶液注入己烷时,高分子化合物以固体形式析出。滤取固体,用二乙基醚进行清洗,然后,减压下进行干燥,以褐色固体形式得到高分子化合物(5a)(173mg,0.165mmol),收率33%。
GPC(溶剂:THF,标准:聚苯乙烯:Mn=5.15×103,Mw=8.94×103,Mw/Mn=1.74.
UV吸收光谱:λabs max360nm(in CH2Cl2),355nm(film).
发射光谱:λem max559nm(in CH2Cl2),556nm(film).
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.52-6.68(br m,30H/重复单元(表示每个重复单元在该化学位移区域有30个H的信号,下同),Ar),3.06-2.84(br,4H/重复单元,CH2AT),2.49-2.25(br,4H/重复单元,CH2Ar),2.20-1.98(br,2H/重复单元,CHCH2Ar),1.30-1.09(br,6H/重复单元,(CH3)2C),1.04-0.79(br,9H/重复单元,(CH3CH2)3Si),0.68-0.44(br,6H/重复单元,(CH3CH2)3Si).
IR(film)2949,2872,1598,1513,1456,1382,1364,1177,1141,1011,959.4,821.5,721.2,545.8em-1.
(实施例40):<高分子化合物(3k)的合成>
[化68]
对反应容器内的(3-(4-溴苄基)-4-(4-溴苯基)-2-甲基丁烷-2-基氧基)三乙基硅烷(263mg,0.50mmol)、4,7-双((E)-2-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼戊烷-2-基)乙烯基)苯并[c][1,2,5]噻二唑(220mg,0.5mmol)、四正丁基溴化铵(161mg,0.50mmol)、2M的碳酸钾水溶液(1.0mL)和四氢呋喃(2.3mL)的混合液进行脱气,将反应容器内用氩进行置换。在该混合液中加入四三苯基膦合钯(0)(23mg,0.020mmol)的四氢呋喃(1.0mL)溶液。将得到的混合液在80℃搅拌3天,然后,冷却至室温,加入饱和碳酸氢钠水溶液终止反应。使用氯仿萃取混合液,对得到的有机层进行水洗,然后,使用无水硫酸钠进行干燥,过滤。将减压下浓缩滤液得到的残渣在少量的氯仿中溶解。将得到的溶液注入己烷时,高分子化合物以固体形式析出。滤取固体,用二乙基醚进行清洗,然后,减压下进行干燥,以褐色固体的形式得到高分子化合物(3k)(58.0mg,0.105mmol),收率21%。
GPC(溶剂:THF,标准:聚苯乙烯:Mn=3.60×103,Mw=7.64×103,Mw/Mn=2.12
UV吸收光谱:λabs max316nib(in CH2Cl2).
发射光谱:λem max556nm(in CH2Cl2).
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ6.60-7.90(m,14H/重复单元,Ar和烯),2.70-3.10(m,2H/重复单元,CH2),2.30-2.50(m,2H/重复单元,CH2),0.40-1.90(m,22H/重复单元).
IR(film)3059,2970,2932,1593,1567,1473,1424,1384,1070,996.1,776.2,691.4cm-1.
(实施例41):<2-甲基-3-(4-(噻吩-2-基)苄基)-4-(4-(噻吩-4-基)苯基)丁烷-2-醇(2g)的合成>
[化69]
对反应容器内的2-(4-溴苄基)-3-(4-溴苯基)丙酸乙酯(2.13g,5.0mmol)、5,5-二甲基-2-(噻吩-2-基)-1,4,2-二氧杂硼己烷(2.52g,12.0mmol)、四氢呋喃(23.3mL)溶液和2M碳酸钠溶液(10mL)的混合液进行脱气,将反应容器内用氩进行置换。在该混合液中加入四三苯基膦合钯(0)(346mg,0.30mmol)的四氢呋喃(10mL)溶液。将得到的混合液在80℃条件下搅拌20小时,然后,冷却至室温,用饱和氯化铵水溶液终止反应。从混合液中分离有机层,水层用乙酸乙酯进行萃取。用饱和氯化钠水溶液清洗得到的有机层,然后,使用硫酸镁进行干燥,过滤。滤液在减压下浓缩,得到的残渣用Flash硅胶柱色谱(己烷:乙酸乙酯=10:1进行精制。在得到的液体中加入四氢呋喃(10mL)溶液,冷却至0℃,加入碘化甲基镁的醚溶液(8.8mL,1.41M,12.5mmol),将得到的混合液搅拌5小时。在混合液加入饱和氯化铵水溶液终止反应,然后,用乙酸乙酯萃取。得到的有机层用饱和氯化钠水溶液进行清洗,然后,加入硫酸镁进行干燥,过滤。减压下浓缩滤液,得到的残渣用硅胶柱色谱(己烷:乙酸乙酯=5:1)进行精制,以无色固体形式得到标题化合物(2g),收率65%。
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.44(d,4H,J=8.0Hz,Ar),7.24-7.22(m,4H,Ar),7.07-7.03(m,6H,Ar),2.92(dd,2H,J=4.3,14.0Hz,CH2Ar),2.50(dd,2H,J=7.5,14.5Hz,CH2Ar),2.21-2.17(m,1H,CHCH2Ar),1.29(s,6H,(CH3)2C).
13C NMR(CDCl3,150MHZ)δ144.4,141.4,132.0,129.5,127.9,125.9,124.3,122.7,74.2,53.9,36.5,27.7.
IR(film)3466,2976,2933,1500,1432,1258,1211,1236,1026,804.2,693.3em-1.
(实施例42):<3-(4-(5-溴噻吩-2-基)苄基)-4-(4-(5-溴噻吩-2-基)苯基)-2-甲基丁烷-2-醇(7a)的合成>
[化70]
将2-甲基-3-(4-(噻吩-2-基)苄基)-4-(4-(噻吩-4-基)苯基)丁烷-2-醇(1.26g,3.0mmol)、N-溴琥珀酰亚胺(1.12g,6.3mmol)、二氯甲烷(5.0mL)和乙酸(2.5mL)的混合液搅拌6小时,然后,用水水终止反应。从混合液中分离有机层,水层用氯仿萃取。用饱和碳酸氢钠水溶液清洗得到的有机层,使用无水硫酸镁进行干燥。过滤有机层后,减压下浓缩滤液得到的残渣用硅胶柱色谱(己烷:乙酸乙酯=5:1)进行精制,以无色固体形式得到标题化合物(7a)(1.70g,2.94mmol),收率98%。
Rf:0.48(己烷:乙酸乙酯/2:1)
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.30(d,4H,J=8.0Hz,Ar),7.01(d,4H,J=8.0Hz,Ar),6.99(d,2H,J=4.0Hz,Ar),6.94(d,2H,J=4.0Hz,Ar),2.94(dd,2H,J=4.8,14.3Hz,CH2Ar),2.46(dd,2H,J=7.8,13.8Hz,CH2Ar),2.21-2.14(m,1H,CHCH2Ar),1.29(s,6H,(CH3)2C).
IR(film)3449,2965,2924,2852,1502,1432,1384,1261,1111,977.7,787.8,671.1cm-1.
(实施例43):<((3-(4-(5-溴噻吩-2-基)苄基)-4-(4-(5-溴噻吩-2-基)苯基)-2-甲基丁烷-2-基)氧基)三乙基硅烷(7b)的合成>
[化71]
在3-(4-(5-溴噻吩-2-基)苄基)-4-(4-(5-溴噻吩-2-基)苯基)-2-甲基丁烷-2-醇(1.15g,2.0mmol)中,0℃加入咪唑(245mg,3.6mmol),三乙基一氯硅烷(1.2mL,7.2mmol)和N,N-二甲基甲酰胺(10mL)。将得到的混合液室温下搅拌12小时,然后,加入饱和氯化铵水溶液终止反应。从混合液中分离有机层,用醚萃取水层。得到的有机层用饱和氯化钠水溶液进行清洗,使用无水硫酸镁进行干燥。过滤有机层后,减压下浓缩滤液得到的残渣用硅胶柱色谱(己烷)进行精制,以无色固体形式得到标题化合物(7b)(1.35g,1.95mmol),收率98%。
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.23(d,4H,J=8.0Hz,Ar),6.96(d,4H,J=4.0Hz,Ar),6.96-6.92(m,4H,Ar),6.90(d,2H,J=4.0Hz,Ar),3.00(dd,2H,J=4.8,14.3Hz,CH2Ar),2.38(dd,2H,J=8.0,14.5Hz,CH2Ar),2.15-2.08(m,1H,CHCH2Ar),1.25(s,6H,(CH3),C),0.99(t,J=7.8Hz,9H,(CH3CH2)3Si),0.62(q,6H,J=8.0Hz,(CH3CH2)3Si).
13C NMR(CDCl3,150MHz)δ146.0,142.5,130.8,130.7,129.5,125.2,122.6,110.7,76.1,54.8,36.6,28.1,7.2,6.9.
IR(film)2952,2873,1504,1434,1206,1144,1041,978.7,788.7,741.5,672.1cm-1.
(实施例44):<高分子化合物(11a)的合成>
[化72]
对反应容器内的(3-(4-(5-溴噻吩-2-基)苄基)-4-(4-(5-溴噻吩-2-基)苯基)-2-甲基丁烷-2-基)氧基)三乙基硅烷(346mg,0.50mmol)、5,5’-双(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼戊烷-2-基)-2,2’-联噻吩(209mg,0.50mmol)、三正辛基甲基氯化铵(45mg,0.10mmol)、2M的碳酸钠水溶液(1.0mL)和四氢呋喃(2.3mL)的混合液进行脱气,将反应容器内用氩进行置换。在该混合液中加入四三苯基膦合钯(0)(23mg,0.020mmol)的四氢呋喃(1.0mL)溶液。将得到的混合液在80℃搅拌3天,然后,冷却至室温,加入饱和碳酸氢钠水溶液终止反应。使用氯仿萃取混合液,对得到的有机层进行水洗,然后,使用无水硫酸钠进行干燥,过滤。将减压下浓缩滤液得到的残渣在少量的氯仿中溶解。将得到的溶液注入在甲醇中时,高分子化合物以固体形式析出。滤取固体,用醚进行清洗,然后,减压下进行干燥,以褐色固体的形式得到高分子化合物(11a)(69.5mg,0.10mmol)收率20%。
GPC(溶剂:THF,标准:聚苯乙烯:Mn=2.78×103,Mw=3.12x103,Mw/Mn=1.12.
UV吸收光谱:λabs max400nm(in CH2Cl2).
发射光谱:λem max504nm(in CH2Cl2).
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.40-6.80(br m,16H/重复单元,Ar),3.09-2.96(br,2H/重复单元,CH2Ar),2.45-2.30(br,2H/重复单元,CH2Ar),2.20-2.10(br,1H/重复单元,CHCH2Ar),1.35-1.20(br,6H/重复单元,(CH3)2C),1.05-0.93(br,9H/重复单元,(CH3CH2)3Si),0.70-0.55(br,6H/重复单元,(CH3CH2)3Si).
IR(film)2949,2872,1598,1513,1456,1382,1364,1177,1141,1011,959.4,821.5,721.2,545.8cm-1.
(实施例45):<高分子化合物(11b)的合成>
[化73]
对反应容器内的((3-(4-(5-溴噻吩-2-基)苄基)-4-(4-(5-溴噻吩-2-基)苯基)-2-甲基丁烷-2-基)氧基)三乙基硅烷(346mg,0.50mmol)、2,6-双(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼戊烷-2-基)苯并[1,2-b:4,5-b′]二噻吩(221mg,0.50mmol)、三正辛基甲基氯化铵(45mg,0.10mmol)、2M的碳酸钠水溶液(1.0mL)和四氢呋喃(2.3mL)的混合液进行脱气,将反应容器内用氩进行置换。在该混合液中加入四三苯基膦合钯(0)(23mg,0.020mmol)的四氢呋喃(1.0mL)溶液。将得到的混合液在80℃搅拌3天,然后,冷却至室温,加入饱和碳酸氢钠水溶液终止反应。使用氯仿萃取混合液,对得到的有机层进行水洗,然后,使用无水硫酸钠进行干燥,过滤。将减压下浓缩滤液得到的残渣在少量的氯仿中溶解。将该溶液注入甲醇时,高分子化合物以固体形式析出。滤取固体,用醚进行清洗,然后,减压下进行干燥,以淡绿色固体形式得到高分子化合物(11b)(284mg,0.39mmol),收率78%。
GPC(溶剂:THF,标准:聚苯乙烯:Mn=3.22×103,Mw=4.99x103,Mw/Mn=1.55.
UV吸收光谱:λabs max269nm(in CH2Cl2),271nm(film).
发射光谱:λem max432nm(in CH2Cl2),448nm(film).
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.71-6.78(br m,16H/重复单元,Ar),3.16-2.97(br,2H/重复单元,CH2Ar),2.46-2.29(br,2H/重复单元,CH2Ar),2.26-2.10(br,1H/重复单元,CHCH2Ar),1.40-1,19(br,6H/重复单元,(CH3)2C),1.09-0.94(br,9H/重复单元,(CH3CH2)3Si),0.74-0.58(br,6H/重复单元,(CH3CH2)3Si).
IR(film)2949,2872,1598,1513,1456,1382,1364,1177,1141,1011,959.4,821.5,721.2,545.8em-1.
(实施例46):<4-(4-溴苄基)-5-(4-溴苯)-3,3-二甲基戊烷-1-醇(4i)的合成>
[化74]
对反应容器内的4,4’-(2-(2-甲基丁-3-烯-2-基)丙烷-1,3-二基)双(溴苯)(1.229g,2.91mmol)进行脱气,将反应容器内用氩进行置换。在该混合液中加入四氢呋喃(20mL)和0.4M的9-硼二环[3.3.1]壬烷的四氢呋喃溶液(8mL,3.2mmol)。得到的混合液在室温下搅拌2小时,然后,加入1M的氢氧化钠水溶液(11.6mL)和过氧化氢35%溶液(6.7mL)。将得到的混合液室温下搅拌一夜,然后,加入饱和氯化铵水溶液终止反应。从混合液中分离有机层,用二乙基醚萃取水层。用饱和食盐水清洗得到的有机层,使用无水硫酸钠干燥。过滤有机层后,减压下浓缩滤液得到的残渣用硅胶柱色谱(己烷:二乙基醚=3:1)进行精制,以无色的液体形式得到标题化合物(4i)(1.15g,2.61mmol),收率90%。
1H NMR(CDCl3,600MHz)δ7.25(d,4H,J=8.4Hz,Ar),6.79(d,4H,J=8.4Hz,Ar),3.68(t,2H,J=7.2Hz,OCH2CH2),2.82(dd,2H,J=4.2,14.0Hz,CH2Ar),2.31(dd,2H,J=8.4,14.0Hz,CH2Ar),1.88(m,1H,CHCH2Ar),1.67(t,2H,J=7.2Hz,OCH2CH2),0.97(s,6H,C(CH3)2).
13C NMR(CDCl3,150MHz)δ141.3,131.1,130.6,119.3,59.5,51.7,42,7,36.4,36.0,25.7.
IR(neat)3352,2961,1488,1449,1403,1367,1199,1179,1102,1072,1011,983.5,833.1,795.5,687.5cm-1.
(实施例47):<((4-(4-溴苄基)-5-(4-溴苯)-3,3-二甲基戊基)氧基)三异丙基硅烷(4j)的合成>
[化75]
对反应容器内的4-(4-溴苄基)-5-(4-溴苯基)-3,3-二甲基戊烷-1-醇(0.974g,2.34mmol)、1,3-二氮杂-2,4-环戊二烯(0.351g,5.15mmol)进行脱气,将反应容器内用氩进行置换。在该混合液中加入N,N-%甲基甲酰胺(12mL)和三异丙基一氯硅烷(0.68g,3.51mmol)。将得到的混合液室温下搅拌一夜,然后,加入充分量的水终止反应。从混合液中分离有机层,用二乙基醚萃取水层。用饱和食盐水清洗得到的有机层,使用无水硫酸镁进行干燥。过滤有机层后,减压下浓缩滤液得到的残渣用硅胶柱色谱(己烷:二乙基醚=50:1)进行精制,以淡黄色液体形式得到标题化合物(4j)(1.16g,1.94mmol),收率83%。
1H NMR(CDCl3,600MHz)δ7.24(d,4H,J=8.4Hz,Ar),6.78(d,4H,J=8.4Hz,Ar),3.73(t,2H,J=7.2Hz,OCH2CH2),2.83(dd,2H,J8.4,14.0Hz,CH2Ar),2.30(dd,2H,J=4.8,14.0Hz,CH2Ar),1.84(m,1H,CHCH2Ar),1.65(t,2H,J=7.2Hz,OCH2CH2),1.06(21H,((CH3)2CH)3Si),0.96(s,6H,(CH3)2C).
13C NMR(CDCl3,150MHz)δ141.4,131.1,130.6,119.2,60.0,52.2,42.6,36.3,36.1,25.7,18.1,12.0.
IR(neat)2961,2941,2865,1488,1464,1404,1260,1097,1073,1012,882.3,801.3,681.7,658.6cm-1.
(实施例48):<聚-[CH2-CH(C(CH3)2CH2CH2OSi(CH(CH3)2)3-CH2-1,4-(亚苯基)-2,5-(亚噻吩基)-2,5-(亚噻吩基)-1,4-(亚苯基)](31)的合成>
[化76]
对反应容器内的((4-(4-溴苄基)-5-(4-溴苯基)-3,3-二甲基戊基)氧基)三异丙基硅烷(0.300g,0.5mmol)、5,5’-双(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼戊烷-2-基)-2,2’-联噻吩(0.209g,0.5mmol)、三正辛基甲基氯化铵(40mg,0.1mmol)、2M的碳酸钠水溶液(1.0mL)和四氢呋喃(2mL)的混合液进行脱气,将反应容器内用氩进行置换。在该混合液中加入四三苯基膦合钯(0)(35mg,0.03mmol)的四氢呋喃(1.0mL)溶液。将得到的混合液在80℃搅拌3天,然后,冷却至室温,加入饱和碳酸氢钠水溶液终止反应。使用氯仿萃取混合液,对得到的有机层进行水洗,然后,使用无水硫酸钠进行干燥,过滤。将减压下浓缩滤液得到的残渣在少量的氯仿中溶解。将该溶液注入甲醇时,高分子化合物以固体形式析出。滤取固体,用甲醇清洗,然后,减压下进行干燥,以茶褐色固体形式得到标题的高分子化合物(31)(0.290g,0.48mmol),收率96%。
GPC(溶剂:THF,标准:聚苯乙烯:Mn=4.37×103,Mw=6.82×103,Mw/Mn=1.56.
1H NMR(CDCl3,600MHz)δ7.43-6.64(br m,12H/重复单元,Ar),3.88-3.67(br,2H/重复单元,OCH2CH2),3.03-2.80(br,2H/重复单元,CH2Ar),2.46-2.25(br,2H/重复单元,CH2Ar),2.02-1.89(br,1H/重复单元,CHCH2Ar),1.76-1.59(br,2H/重复单元,OCH2CH2),1.21-0.90(br m,27H/重复单元,(CH3)2CH)3Si和(CH3)2C).
13C NMR(CDCl3,150MHz)δ149.2,142.9,141.9,136.2,131.2,131.O,129.4,127.8,125.2,124.2,123.2,123.1,60.1,52.2,42.6,36.5,36.2,25.8,18.1,12.0,1.0.
IR(KBr)2962,2939,2864,1497,1462,1444,1261,1095,1021,881.3,798.4,681.7,658.6cm-1.
UV吸收:λAbs max=368nm(10-5M in CH2Cl2)
荧光发光:λem max=463nm(10-6M in CH2Cl2)
(实施例49):<聚-[CH2-CH(C(CH3)2CH2CH2OSi(CH(CH3)2)3-CH2-1,4-(亚苯基)-(E)-1,2-(亚乙烯基)-1,4-(亚苯基)-(E)-1,2-(亚乙烯基))(3m)的合成>
[化77]
对反应容器内的((4-(4-溴苄基)-5-(4-溴苯基)-3,3-二甲基戊基)氧基)三异丙基硅烷(0.210g,0.35mmol)、乙酸钯(0)(3.2mg,0.014mmol)、N,N-二甲基-β-丙氨酸(2.2mg,0.014mmol)、碳酸钾(195mg,1.4mmol)进行脱气,将反应容器内用氩进行置换。在该混合液中加入1,4-二乙烯基苯(45.8mg,0.35mmol)的N-甲基-2-吡咯烷酮(3.5mL)溶液。将得到的混合液在130℃搅拌3天,然后,冷却至室温,加入饱和碳酸氢钠水溶液终止反应。使用二氯甲烷萃取混合液,对得到的有机层进行水洗,然后,使用无水硫酸钠进行干燥,过滤。将减压下浓缩滤液得到的残渣在少量的氯仿中溶解。将该溶液注入甲醇时,高分子化合物以固体形式析出。滤取固体,用甲醇清洗,然后,减压下进行干燥,以黄褐色固体形式得到标题的高分子化合物(3m)(27mg),收率13%。
GPC(溶剂:THF,标准:聚苯乙烯:Mn=9.12×103,Mw=1.12×104,Mw/Mn=1.23.
1H NMR(CDCl3,600MHz)δ7.51-6.48(br m,16H/重复单元,Ar和CH=CH),3.83-3.64(br,2H/重复单元,OCH2CH2),2.98-2.78(br,2H/重复单元,CH2Ar),2.49-2.29(br,2H/重复单元,CH2Ar),2.01-1.86(br,1H/重复单元,CH2Ar),1.77-1.51(br,2H/重复单元,OCH2CH2),1.17-0.86(br m,27H/重复单元,(CH3)2CH)3Si和(CH3)2C).
IR(neat)2961,2864,1487,1463,1366,1260,1094,1016,881.3,800.3,736.7,682.7cm-1.
UV吸收:λabs max=255nm,(10-5M in CH2Cl2)
荧光发光:λem max=423nm(10-6M in CH2Cl2)
(实施例50):<2,2-双(4-溴苄基)-3-氧代丁酸乙酯(4k)的合成>
[化78]
在NaH(0.493g,11.25mmol)的DMF(5mL)混合液中加入乙酰乙酸乙酯(0.632mL,5mmol),在0℃进行30分钟搅拌。在该混合液中,加入1-溴-4-(溴甲基)苯(2.788g,11.15mmol),然后,室温下搅拌12小时。将混合液注入饱和NaHCO3水溶液中,用乙酸乙酯萃取。用饱和食盐水清洗有机层,然后,用MgSO4进行干燥,在减压下浓缩,得到标题化合物(4k),收率90%。
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.38(d,J=8.4Hz,4H),6.97(d,J=8.4,4H),4.11(q,J=6.6Hz,2H),3.14和3.10(2d,J=14.4和14.4二Hz,each2H),1.97(s,3H),1.18(t,J=6.6Hz,3H).
13C NMR(150MHz,CDCl3)δ205.1,171.3,135.1,131.7,131.4,121.0,65.7,61.5,39.3,29.1,13.8.
(实施例51):<3-(4-溴苄基)-4-(4-溴苯基)丁-2-酮(41)的合成>
将LiCl(0.175g,4mmol)、2,2-双(4-溴苄基)-3-氧代丁酸乙酯(0.94g,2mmol)、H2O(0.036mL)的DMF(4mL)混合液在120℃加热搅拌48小时。将混合液冷却至室温后,加入水(10mL),用乙酸乙酯萃取。用饱和食盐水清洗有机层,用MgSO4进行干燥。在减压下浓缩有机层,然后,用硅胶柱色谱进行精制,得到标题化合物(41),收率52%。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.39(d,J=8.0Hz,4H),7.00(d,J=8.0,4H),3.10-3.03(m,1H),2.87(dd,J=8.5,13.5Hz,2H),2.64(d,J=5.5,13.5Hz,2H),1.80(s,3H).
13C NMR(125MHz,CDCl3)δ211.1,138.0,131.6,130.5,120.3,56.0,37.3,31.6.
(实施例52):<4,4′-(2-(4-氯丁-2-烯-2-基)丙烷-1,3-二基)双(溴苯)(4m)的合成>
[化79]
在3-(4-溴苄基)-4-(4-溴苯基)丁-2-酮(396mg,1.0mmol)的THF(5mL)溶液中,在0℃加入乙烯基溴化镁(5.7mL,0.35M in THF,2.0mmol)得到混合液。搅拌混合液2小时,然后,加入饱和氯化铵水溶液,用乙酸乙酯萃取。用饱和食盐水清洗有机层,用Na2SO4干燥。减压下浓缩有机层,得到4-(4-溴苄基)-5-(4-溴苯基)-3-甲基戊-1-烯-3-醇的粗生成物。在该粗生成物中加入二氯甲烷(5mL),冷却至0℃,然后,加入BCl3(1.3mL,1.0M溶于庚烷,1.3mmol)。搅拌10分钟,然后,加入饱和NaHCO3水溶液,用乙酸乙酯萃取。用饱和食盐水清洗有机层,用MgSO4进行干燥。减压下进行浓缩,得到的粗生成物用硅胶柱色谱精制,分二阶段得到标题化合物(4m)(顺/反混合物),收率82%。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.37(d,J=8.0Hz,4H),6.95(d,J=8.0Hz,4H),5.22,(t,J=8.0Hz,1H),3.93(d,J=8.0Hz,2H),2.70-2.48(m,5H),1.62(s,3H).
Rf0.74(TLC,Merk2554,己烷/乙醚=1:1(v/v))
(实施例53):<4,4′-(2-(2-甲基丁-3-烯-2-基)丙烷-1,3-二基)双(溴苯)(4n)的合成>
[化80]
在(1,3-二间三甲基苯基-1H-咪唑基-2(3H)-叉基)氯化铜(I)(244mg,0.60mmol)的醚(5mL)混合液中0℃加入MeMgI(3.21mL,1.4M in醚,4.5mmol),搅拌10分钟。在该混合液中,加入4,4′-(2-(4-氯丁-2-烯-2-基)丙烷-1,3-二基)双(溴苯)(1.33g,3.0mmol)的醚(4mL)溶液,得到混合液,0℃下进行12小时搅拌。在混合液中加入饱和氯化铵水溶液,用醚萃取。用饱和食盐水清洗得到的有机层,用MgSO4进行干燥。减压下浓缩有机层,然后,得到的残渣用硅胶柱色谱精制,得到标题化合物(4n)(1.23g),收率97%。
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.23(d,J=8.4Hz,4H),6.76(d,J=8.4Hz,4H),5.84(dd,J=10.2,17.4Hz,1H),5.03-4.99(m,2H),2.80(dd,J=4.2,13.8Hz,2H),2.27(dd,J=8.4,13.8Hz,2H),1.89-1.83(m,1H),1.04(s,6H).
13C NMR(150MHz,CDCl3)δ147.4,141.3,131.0,130.7,119.2,111.8,52.0,40.9,36.5,24.7.
(实施例54):<化合物(4o)的合成>
[化81]
在氮气氛下,在500mL四口烧瓶中加入实施例17中得到的化合物(4b)(11.00g,20.9mmol)、双戊酰二硼(12.13g,47.8mmol),乙酸钾(14.22g,145mmol),加入DME(293mL),用氮脱气30分钟。在其中加入Pd(dppf)Cl2·CH2Cl2(1.51g,1.85mmol),在内温87℃进行4小时加热搅拌。反应结束后,注入水(200mL),用乙酸乙酯萃取(200mL×3次)。用饱和食盐水清洗有机层(200mL×1次)后,用硫酸镁(20g)干燥。减压下从有机层馏去溶剂,然后,使用关东化学制硅胶60N,通过硅胶柱色谱(己烷→己烷/乙酸乙酯=10/1)进行精制,得到淡黄色固体(10.21g)。在乙醇(300mL)中重结晶,以白色固体形式得到化合物(4o)7.00g(收率54%)。
(实施例55):<高分子化合物(6a)的合成>
(Pd催化剂的制备)
在氮气氛下的手套箱中,室温下,在试样管中量取三(二亚苄基丙酮)二钯(73.2mg,80μmol),加入苯甲醚(15mL),搅拌30分钟。相同地,在试样管中量取三叔丁基膦(129.6mg,640μmol),加入苯甲醚(5mL),进行5分钟搅拌。混合这些溶液,在室温下搅拌30分钟,制成催化剂。
[化82]
在三口圆底烧瓶中,加入实施例17中得到的化合物(4b)(1.8mmol)、实施例54中得到的化合物(4o)(1.8mmol)、苯甲醚(20mL),在加入制备的Pd催化剂溶液(2.5mL)。将得到的混合液搅拌30分钟,然后加入10%四乙基氢氧化铵水溶液(12mL)。所有溶剂都通过30分以上氮气鼓泡进行脱气,然后再使用。将该混合液加热2小时,回流。至此的所有操作都在氮气流下进行。
反应结束后,水洗混合液,在甲醇-水(9:1)中注入有机层。抽滤生成的沉淀,用甲醇-水(9:1)清洗。将得到的沉淀在甲苯中溶解,从甲醇中再沉淀。抽滤得到的沉淀,在甲苯中溶解,加入三苯基膦、聚合物键合苯乙烯-二乙烯苯共聚物(Strem chemicals公司,在聚合物100mg上为200mg),搅拌一夜。搅拌结束后,过滤去除三苯基膦、聚合物键合苯乙烯-二乙烯苯共聚物和不溶物,用旋转蒸发仪浓缩滤液。在甲苯中溶解残渣,然后,从甲醇-丙酮(8:3)中再沉淀。抽滤生成的沉淀,用甲醇-丙酮(8:3)进行清洗。真空干燥得到的沉淀,得到白色固体的高分子化合物(6a)。
GPC(溶剂:THF,标准:聚苯乙烯:Mw=10200,Mw/Mn=1.60.
(实施例56):<高分子化合物(3k)的合成>
[化83]
将化合物(4o)变更为2,7-双(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼戊烷-2-基)-9,9-二-正辛基芴,除此以外,与实施例55相同地,合成高分子化合物(3k)。
GPC(溶剂:THF,标准:聚苯乙烯:Mw=17800,Mw/Mn=1.7.
(实施例57):<高分子化合物(6b)的合成>
[化84]
除了使用实施例17中得到的化合物(4b)(0.9mmol)、2,7-双(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼戊烷-2-基)-9,9-二-正辛基芴(1.8mmol)、2,7-二溴-9,9-二-正辛基芴(0.9mmol)以外,与实施例55相同地进行,合成高分子化合物(6b)。
GPC(溶剂:THF,标准:聚苯乙烯:Mw=23200,Mw/Mn=1.72.
产业上的利用可能性
本发明的化合物和高分子化合物能够形成π-共轭基团相互重叠的堆叠结构。通过本发明的反应性化合物,以及化合物和高分子化合物的制造方法,能够高效地得到本发明的化合物和高分子化合物。本发明的化合物和高分子化合物通过形成堆叠结构,发挥特异的特性,因此作为有机元件的材料是有用的。