CN112299982A - 一种基于三蝶烯的线性并苯类化合物及其合成与应用 - Google Patents

一种基于三蝶烯的线性并苯类化合物及其合成与应用 Download PDF

Info

Publication number
CN112299982A
CN112299982A CN201910676049.1A CN201910676049A CN112299982A CN 112299982 A CN112299982 A CN 112299982A CN 201910676049 A CN201910676049 A CN 201910676049A CN 112299982 A CN112299982 A CN 112299982A
Authority
CN
China
Prior art keywords
group
triptycene
compound
molar amount
substituent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910676049.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112299982B (zh
Inventor
张磊
张国伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing University of Chemical Technology
Original Assignee
Beijing University of Chemical Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing University of Chemical Technology filed Critical Beijing University of Chemical Technology
Priority to CN201910676049.1A priority Critical patent/CN112299982B/zh
Publication of CN112299982A publication Critical patent/CN112299982A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112299982B publication Critical patent/CN112299982B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C50/00—Quinones
    • C07C50/22—Quinones the quinoid structure being part of a condensed ring system containing four or more rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C15/00—Cyclic hydrocarbons containing only six-membered aromatic rings as cyclic parts
    • C07C15/20—Polycyclic condensed hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C15/00—Cyclic hydrocarbons containing only six-membered aromatic rings as cyclic parts
    • C07C15/40—Cyclic hydrocarbons containing only six-membered aromatic rings as cyclic parts substituted by unsaturated carbon radicals
    • C07C15/56—Cyclic hydrocarbons containing only six-membered aromatic rings as cyclic parts substituted by unsaturated carbon radicals polycyclic condensed
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C43/00—Ethers; Compounds having groups, groups or groups
    • C07C43/02—Ethers
    • C07C43/03—Ethers having all ether-oxygen atoms bound to acyclic carbon atoms
    • C07C43/14—Unsaturated ethers
    • C07C43/164—Unsaturated ethers containing six-membered aromatic rings
    • C07C43/166—Unsaturated ethers containing six-membered aromatic rings having unsaturation outside the aromatic rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C46/00—Preparation of quinones
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/09—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides from carboxylic acid esters or lactones
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C65/00—Compounds having carboxyl groups bound to carbon atoms of six—membered aromatic rings and containing any of the groups OH, O—metal, —CHO, keto, ether, groups, groups, or groups
    • C07C65/32—Compounds having carboxyl groups bound to carbon atoms of six—membered aromatic rings and containing any of the groups OH, O—metal, —CHO, keto, ether, groups, groups, or groups containing keto groups
    • C07C65/34—Compounds having carboxyl groups bound to carbon atoms of six—membered aromatic rings and containing any of the groups OH, O—metal, —CHO, keto, ether, groups, groups, or groups containing keto groups polycyclic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D213/00—Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D213/02—Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D213/04—Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having no bond between the ring nitrogen atom and a non-ring member or having only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom
    • C07D213/06—Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having no bond between the ring nitrogen atom and a non-ring member or having only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom containing only hydrogen and carbon atoms in addition to the ring nitrogen atom
    • C07D213/16—Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having no bond between the ring nitrogen atom and a non-ring member or having only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom containing only hydrogen and carbon atoms in addition to the ring nitrogen atom containing only one pyridine ring
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D333/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom
    • C07D333/02—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings
    • C07D333/04—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings not substituted on the ring sulphur atom
    • C07D333/06—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings not substituted on the ring sulphur atom with only hydrogen atoms, hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals, directly attached to the ring carbon atoms
    • C07D333/08—Hydrogen atoms or radicals containing only hydrogen and carbon atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/02—Silicon compounds
    • C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
    • C07F7/0803—Compounds with Si-C or Si-Si linkages
    • C07F7/0805—Compounds with Si-C or Si-Si linkages comprising only Si, C or H atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/40—Organosilicon compounds, e.g. TIPS pentacene
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/615—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
    • H10K85/624—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene containing six or more rings
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/654—Aromatic compounds comprising a hetero atom comprising only nitrogen as heteroatom
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/655—Aromatic compounds comprising a hetero atom comprising only sulfur as heteroatom
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2603/00—Systems containing at least three condensed rings
    • C07C2603/56—Ring systems containing bridged rings
    • C07C2603/90—Ring systems containing bridged rings containing more than four rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1003—Carbocyclic compounds
    • C09K2211/1011—Condensed systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1029—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing one nitrogen atom as the heteroatom
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1092—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing sulfur as the only heteroatom
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2101/00—Properties of the organic materials covered by group H10K85/00
    • H10K2101/10—Triplet emission
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于三蝶烯的线性并苯类化合物及其合成与应用。其结构式如T‑X所示：
Figure DDA0002143315060000011
结构式中，
Figure DDA0002143315060000012
表示
Figure DDA0002143315060000013
的取代位置为2位或3位；当
Figure DDA0002143315060000014
为
Figure DDA0002143315060000015
时，所在的苯环为苯醌结构；i为0‑5的自然数；R为取代或非取代硅烷基乙炔基、取代或非取代烷基乙炔基、取代或非取代烷氧基乙炔基、取代或非取代芳香基乙炔基、取代或非取代杂环芳香基乙炔基、取代或非取代杂环基乙炔基、取代或非取代硅烷基、取代或非取代烷基、取代或非取代烷氧基、取代或非取代芳香基、取代或非取代杂环芳香基、取代或非取代杂环基或氢原子；当R为氢原子时，i不为0。本发明首次以三蝶烯为母核设计合成了线性并苯类化合物的三聚体，并研究了其在有机光电器件中的应用。

Description

一种基于三蝶烯的线性并苯类化合物及其合成与应用
技术领域
本发明涉及有机材料技术领域，具体涉及一种基于三蝶烯的线性并苯类化合物及其合成与应用。
背景技术
C3对称的三维材料因其在传感器、光电转换、能量存储、超分子自组装等方面的具有重要的意义，近期备受关注。这类材料的一个显著的特点是分子结构中含有三个互成120°的结构单元，因此这类分子一般具有较大的分子内自由体积(intramolecular freevolume)，是制备分子笼、二维聚合物(2D polymers)的重要结构单元。其中，三碟烯是最常见的三维材料构筑单元之一。它是由蒽和苯炔通过狄尔斯–阿尔德反应合成的芳香烃。以其为母核扩展的三维分子中有三个互成120°共轭的π电子结构，其存在一定的相互影响，这些空间弱相互作用(through-space interactions)对有机器件(有机场效应晶体管、有机太阳能电池等)的性能有很重要的影响。
目前对太阳能电池的研究主要集中在：1)降低制造成本；2)提高能量转换效率(Power Conversion Efficiency,PCE)。但是，上世纪六十年代，William Shockley和HansJoachim Queisser从理论上提出了，单结太阳能电池的PCE最高可以达到33％，这被称之为Shockley-Queissers(SQ)限制。为突破这一限制，多重激子产生(Multiple ExcitonGeneration,MEG)，即在一个光子的激发下产生多个激子，是目前科学家们研究的热点。单线态裂分是一个有效的MEG方式。单线态裂分(singlet exciton fission,SF)是一个高能量的单线态激发态与一个单线态基态结合转化成两个能量较低的三线态激发态。
线性并苯类材料具有独特的电子结构和性能，是经典的激子裂分研究体系，大量关于并四苯、并五苯以及其衍生物的理论和实验数据表明它们能进行快速有效的SF。分子内单线态裂分较分子间单线态裂分，对材料形貌、堆积方式的要求较低，其效率主要依赖于分子本身的性质。有机材料中的分子内单线态裂分的研究还相对较少，且此性能的研究主要集中在共价键连接的二聚体分子中。而三聚体分子的设计、性能研究和应用却十分缺乏。
以三碟烯为母核纵向扩展的并苯类三聚体化合物的合成和应用的研究未见报道。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
基于以上背景技术，本发明提供一种基于三蝶烯的线性并苯类化合物及其合成与应用。本发明首次以三蝶烯为母核设计合成了线性并苯类化合物的三聚体，并研究了其在有机光电器件中的应用。
为实现以上目的，本发明采用以下技术方案：
本发明一方面提供一种基于三蝶烯的线性并苯类化合物，其结构式如T-X所示：
Figure BDA0002143315040000021
Figure BDA0002143315040000022
为
Figure BDA0002143315040000023
T-X
以上结构式中，
Figure BDA0002143315040000024
表示
Figure BDA0002143315040000025
的取代位置为2位或3位；
当
Figure BDA0002143315040000026
为
Figure BDA0002143315040000027
时，所在的苯环为苯醌结构；
i为0-5的自然数；
R为硅烷基乙炔基、含取代基的硅烷基乙炔基、烷基乙炔基、含取代基的烷基乙炔基、烷氧基乙炔基、含取代基的烷氧基乙炔基、芳香基乙炔基、含取代基的芳香基乙炔基、杂环芳香基乙炔基、含取代基的杂环芳香基乙炔基、杂环基乙炔基、含取代基的杂环基乙炔基、硅烷基、含取代基的硅烷基、烷基、含取代基的烷基、烷氧基、含取代基的烷氧基、芳香基、含取代基的芳香基、杂环芳香基、含取代基的杂环芳香基、杂环基、含取代基的杂环基或氢原子；当R为氢原子时，i不为0。
本领域技术人员容易理解的，以上结构式中，
Figure BDA0002143315040000031
划过的键为取代基的连接键。另外，本发明对于“
Figure BDA0002143315040000032
所在的苯环为苯醌结构”在此进行举例说明，例如酮羰基
Figure BDA0002143315040000033
位于2位，i＝0时，其结构式如下式1所示；对应的当
Figure BDA0002143315040000034
为
Figure BDA0002143315040000035
的结构式如下式2所示；因此在式T-X中，将2位和3位所在并苯环内的双键以虚线表示。
Figure BDA0002143315040000036
优选地，所述基于三蝶烯的线性并苯类化合物的结构结构式如T-A和T-T所示：
Figure BDA0002143315040000037
其中，n为1-5的自然数，m为0-5的自然数。
优选地，R为硅烷基乙炔基、烷基乙炔基、烷氧基乙炔基、芳香基乙炔基、杂环芳香基乙炔基、杂环基乙炔基、硅烷基、烷基、烷氧基、芳香基、杂环芳香基、杂环基或氢原子。
优选地，R为三异丙基硅基乙炔基、三甲基硅基乙炔基、三乙基硅烷基乙炔基、丁基乙炔基、丁氧基乙炔基、苯基乙炔基、对乙基苯乙炔基、2-吡啶基乙炔基、三甲基硅基丁基、正辛烷基、二异丙基苯基、丁基噻吩基或氢原子。
优选地，所述基于三蝶烯的线性并苯类化合物的结构式如T-B和T-C所示：
Figure BDA0002143315040000041
其中，n为1-5的自然数，m为0-5的自然数。
优选地，结构式T-A、T-T、T-B和T-C中，n为1、2或3，m为1或2。
优选地，所述含取代基的硅烷基乙炔基、含取代基的烷基乙炔基、含取代基的烷氧基乙炔基、含取代基的硅烷基、含取代基的烷基、含取代基的烷氧基中的取代基独立的为：氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、氰基、硝基、氨基、酯基、羰基、羧基、羟基、巯基、芳香基、杂环芳香基或杂环基。
所述含取代基的芳香基乙炔基、含取代基的杂环芳香基乙炔基、含取代基的杂环基乙炔基、含取代基的芳香基、含取代基的杂环芳香基、含取代基的杂环基中的取代基独立的为：烷基、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、氰基、硝基、氨基、酯基、羰基、羧基、羟基、巯基、芳香基、杂环芳香基或杂环基。
优选地，基于三碟烯的线性并苯类化合物的结构式如下所示：
Figure BDA0002143315040000042
Figure BDA0002143315040000051
Figure BDA0002143315040000061
本发明第二个方面提供以上基于三碟烯的线性并苯类化合物的合成方法。
在本发明的一个方案中，当结构式T-X中
Figure BDA0002143315040000062
为
Figure BDA0002143315040000063
且其取代位为2位时的合成方法包括以下步骤：
S1、将三蝶烯与相应的并苯类邻苯二甲酸酐通过傅克酰基化反应，得到中间体1；
S2、将中间体1在质子酸中加热回流继续发生傅克酰基化反应，得到相应的产物(三蝶烯并苯酮衍生物2)。
优选地，当结构式T-X中
Figure BDA0002143315040000064
为
Figure BDA0002143315040000065
R不为氢原子，且其取代位为2位时的合成方法如以下反应方程式所示，包括以下步骤：
S1、将三蝶烯与相应的并苯类邻苯二甲酸酐通过傅克酰基化反应，得到中间体1；
S2、将中间体1在质子酸中加热回流继续发生傅克酰基化反应，得到中间体2；
S3、将中间体2与相应的R基团所对应的原料和金属锂试剂进行迈克尔加成反应后再脱水生成相应的产物；
其中，R基团包括乙炔基时，所对应的原料为对应的乙炔；R基团不包括乙炔基时，所对应的原料为卤素取代的R基团化合物。
Figure BDA0002143315040000071
在以上化合物2和3的合成方法中，优选地，S1中并苯类邻苯二甲酸酐的摩尔量是三蝶烯的3倍以上，以使并苯类邻苯二甲酸酐过量，例如本发明优选实施例中的稍多于6倍。
优选地，S1中的傅克酰基化反应的溶剂为四氯乙烯、1,2-二氯乙烷、氯苯或甲苯等较高沸点的有机溶剂。本发明通过条件优化，优选出了四氯乙烯作为最佳溶剂。
优选地，S1中的傅克酰基化反应是在路易斯酸的作用下加热反应的。
更优选地，所述路易斯酸为三氯化铝、三氯化铁、三氟化硼或三氯化钴；所述路易斯酸的摩尔量是三蝶烯的3倍以上；所述加热的温度为25℃～180℃。本发明通过条件优化，优选出三氯化铝作为路易斯酸，加热至100～180℃。
优选地，所述质子酸为硫酸、盐酸、乙酸、甲基磺酸、三氟甲磺酸、多聚磷酸或三氟乙酸。本发明经过条件优化，尝试了以上质子酸，并且优选出了效果最好的质子酸为硫酸，其对应的产率较高。
在本发明的另一个方案中，当结构式T-X中
Figure BDA0002143315040000072
为
Figure BDA0002143315040000073
且其取代位为3位时的合成方法包括以下步骤：
S1、三蝶烯与溴化试剂进行反应，生成六溴取代的三蝶烯4；
S2、六溴取代的三蝶烯4与呋喃进行狄尔斯-阿尔德反应(Diels-Alder)，生成呋喃-三蝶烯异构体混合物5；
S3、呋喃-三蝶烯异构体混合物5与相应的并苯类1,4-苯醌和3,6-二(2-吡啶基)-1,2,4,5-四嗪进行逆-狄尔斯-阿尔德反应(Retro Diels-Alder reaction)，生成氧代三蝶烯并苯酮异构体混合物6；
S4、氧代三蝶烯并苯酮异构体混合物6与1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)和碘化锂反应生成相应的产物(三蝶烯并苯酮衍生物7)。
优选地，当结构式T-X中
Figure BDA0002143315040000081
为
Figure BDA0002143315040000082
R不为氢原子，且其取代位为3位时的合成方法如以下反应方程式所示，包括以下步骤：
Figure BDA0002143315040000083
S1、三蝶烯与溴化试剂进行反应，生成六溴取代的三蝶烯4；
S2、六溴取代的三蝶烯4与呋喃进行狄尔斯-阿尔德反应(Diels-Alder)，生成呋喃-三蝶烯异构体混合物5；
S3、呋喃-三蝶烯异构体混合物5与相应的并苯类1,4-苯醌和3,6-二(2-吡啶基)-1,2,4,5-四嗪进行逆-狄尔斯-阿尔德反应(Retro Diels-Alder reaction)，生成氧代三蝶烯并苯酮异构体混合物6；
S4、氧代三蝶烯并苯酮异构体混合物6与1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)和碘化锂反应生成三蝶烯并苯酮衍生物7；
S5、三蝶烯并苯酮衍生物7与相应的R基团所对应的原料和金属锂试剂进行迈克尔加成反应后再脱水生成相应的产物；
其中，R基团包括乙炔基时，所对应的原料为对应的乙炔；R基团不包括乙炔基时，所对应的原料为卤素取代的R基团化合物。
在以上化合物7和8的合成方法中，优选地，S1中，所述溴化试剂为溴素或N-溴代琥珀酰亚胺(NBS)。本发明经过条件优化，优选溴素作为溴化试剂，其产率较高。
优选地，S1中，所述溴化试剂的摩尔量为三蝶烯的6倍以上。
优选地，S2中，所述呋喃的摩尔量为化合物4的3倍以上，正丁基锂的摩尔量为化合物4的3倍以上。
优选地，S3中，所述相应的并苯类1,4-苯醌的摩尔量为化合物5的3倍以上，3,6-二(2-吡啶基)-1,2,4,5-四嗪的摩尔量为化合物5的3倍以上。
优选地，S4中，所述1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)的摩尔量为化合物6的3倍以上，碘化锂的摩尔量为化合物6的3倍以上。
优选地，S5中，所述R基团所对应的原料的摩尔量为化合物7的6倍以上，正丁基锂的摩尔量为R基团所对应的原料的1倍以上。
以上化合物3和8的合成方案中，优选地，所述金属锂试剂为正丁基锂、异丙基锂、仲丁基锂、叔丁基锂、戊基锂或己基锂。
优选地，当结构式T-X中
Figure BDA0002143315040000091
为
Figure BDA0002143315040000092
R为氢原子时，相应的化合物3和8的最后一步为：
由化合物2或7与还原剂经还原反应得R为氢原子的相应产物；所述还原剂为氢化锂铝、硼氢化钠、硼氢化钾或氯化亚锡。本发明经过条件优化，优选氢化锂铝、硼氢化钠或氯化亚锡作为还原剂。
本发明首次以三蝶烯为母核设计合成了一系列线性并苯类化合物的三聚体，并研究了其在有机光电器件中的应用。从瞬态吸收光谱中分析可知，该类骨架的化合物具有高效的单线态裂分性能；表明其在提高太阳能电池能量转换效率方面以及有机光电材料方面具有可观应用前景。
附图说明
图1为本发明实施例中化合物8-1-1瞬态吸收光谱图。
图2为本发明实施例中化合物8-2-1瞬态吸收光谱图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
本发明在所列举出来的优选实施例中所使用的条件均为经过条件优化筛选出的最优条件，并不代表其他所列条件不可实现相应的反应以得到相应的产物，只是产率会有所下降。
实施例1
本实施例合成化合物2-1和3-1-1
化合物1-1的合成
在氮气保护的条件下，将三蝶烯(1.0g，3.9mmol)，邻苯二甲酸酐(3.7g，24.9mmol)和50mL四氯乙烯加入到100mL三口瓶中，搅拌均匀后，将三氯化铝(6.5g，48.7mmol)缓慢加入。115℃加热回流16h。反应完全后冷却至室温，倒入5％盐酸的冰水中，搅拌30min。将固体过滤，水洗，真空干燥。将得到的粗产品溶解到100mL乙腈中，过滤，滤液旋干得三蝶烯酮酸衍生物1-1(2.3g)，收率为84％。三蝶烯酮酸衍生物1-1为两种空间异构体的混合物，直接用于下一步反应。
Figure BDA0002143315040000101
化合物2-1的合成
将化合物1-1(1g,1.43mmol)加入到20mL浓硫酸中120℃回流16h，反应完全后，冷却至室温，缓慢加入到冰水中，过滤，真空干燥，得到棕色固体化合物2-1(0.7g)，收率为68％。
Figure BDA0002143315040000102
实施例2
本实施例合成化合物3-1-1
化合物3-1-1的合成
在氮气保护的条件下，将三异丙基硅基乙炔(4.2mL，18.7mmol)，溶解于10mL乙醚中，冷却至0℃，然后在30min内将3.3mL正丁基锂(2.5M)缓慢滴入混合液中，0℃搅拌1h。然后将化合物2-1(0.5g,0.78mmol)的四氢呋喃(10mL)的混合悬浮液一次性加入，随后升至室温继续搅拌12h。待反应完全后，向反应液中滴加10mL 10％盐酸的氯化亚锡饱和溶液，继续搅拌1h。分液，上层有机相用无水硫酸钠干燥，旋蒸除去溶剂。使用纯石油醚为展开剂柱层析分离，得淡黄色产物3-1-1(319mg)，收率为25％。1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δ8.73(s,6H),8.56(dd,J＝6.7,3.2Hz,6H),7.54(dd,J＝6.8,3.1Hz,6H),5.74(s,2H),1.30–1.45(126H).HRMS(MALDI(N),100％):calcd(％)for C110H146Si6:1635.0034；found 1635.0026.
Figure BDA0002143315040000111
实施例3
本实施例合成化合物3-1-3
化合物3-1-3的合成
在氮气保护的条件下，将2,6-二异丙基溴苯(4.5g,18.7mmol)，溶解于10mL乙醚中，冷却至0℃，然后在30min内将3.3mL正丁基锂(2.5M)缓慢滴入混合液中，0℃搅拌1h。然后将化合物2-1(0.5g,0.78mmol)的四氢呋喃(10mL)的混合悬浮液一次性加入，随后升至室温继续搅拌12h。待反应完全后，向反应液中滴加10mL10％盐酸的氯化亚锡饱和溶液，继续搅拌1h。分液，上层有机相用无水硫酸钠干燥，旋蒸除去溶剂。使用纯石油醚为展开剂柱层析分离，得淡黄色产物3-1-3。
Figure BDA0002143315040000121
实施例4
本实施例合成化合物7-1
化合物4的合成
在100mL两口瓶中加入三蝶烯(1g,3.9mmol)，液溴(1.49mL,29mmoL)，铁粉(73.7mg)，碘(144.9mg)，氯仿80mL，79℃回流，核磁检测反应进程，待反应完全后，冷却至室温，过滤，真空旋去溶剂，得六溴代三蝶烯4(2.5g)，为白色固体，收率为90％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ:7.62(s,6H),5.23(s,2H).
Figure BDA0002143315040000122
化合物5的合成
在100mL两口瓶中加入化合物4(0.5g,0.687mmol)，呋喃1.5mL无水四氢呋喃60mL，氮气保护下，冷却到-40℃。缓慢滴加1mL(2.5M)正丁基锂，继续搅拌1h，加入2mL甲醇猝灭反应，升温至室温，减压除去溶剂，固体使用二氯甲烷溶解，过滤，滤液使用石油醚结晶，过滤得化合物5(0.2g)，收率为64％。为白色固体，两种空间异构体的混合物。异构体的混合物1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:7.28–7.22(m,6H),6.91–6.95(m,6H),5.56–5.58(m,6H),5.23(s,0.5H),5.15(s,1.5H).HRMS(MALDI(N),100％):calcd(％)for C32H21O3:453.1485；found453.1486.
Figure BDA0002143315040000131
化合物6-1的合成
在氮气保护的条件下，将化合物5(0.2g,0.44mmol)，1,4萘醌(0.5g，3.16mmol)溶解到10mL无水氯仿中，将3,6-二-2-吡啶基-1,2,4,5-四嗪氯仿溶液(0.42g,1.78mmol溶解于5mL氯仿中)缓慢滴入反应瓶中，室温搅拌3d。反应完全后，加入大量甲醇，过滤，真空干燥，得化合物6-1(0.22g)，收率为59％。白色固体，两种空间异构体的混合物，直接用于下一步反应。
Figure BDA0002143315040000132
化合物7-1的合成
在250mL两口瓶中加入化合物6-1(0.6g,0.687mmol)，1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU,2mL,12.8mmol)，无水碘化锂(0.2g,1.1mmol)无水四氢呋喃120mL，氮气保护下，70℃回流6h。冷却至室温，加入甲醇搅拌，过滤，得化合物7-1(0.45g)，收率为82％，为棕色固体。
Figure BDA0002143315040000141
实施例5
本实施例合成化合物7-2
化合物6-2的合成
在氮气保护的条件下，将化合物5(0.2g,0.44mmol)，1,4蒽醌(0.66g,3.16mmol)溶解到10mL无水氯仿中,将3,6-二-2-吡啶基-1,2,4,5-四嗪氯仿溶液(0.42g 1.78mmol溶解于5mL氯仿中)缓慢滴入反应瓶中，室温搅拌7d。反应完全后，加入大量甲醇，过滤，真空干燥，得化合物6-2(0.25g)，收率为57％。为白色固体，两种空间异构体的混合物直接用于下一步反应。
Figure BDA0002143315040000142
化合物7-2的合成
在250mL两口瓶中加入化合物6-2(0.5g,0.504mmol)，1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU,2mL,12.8mmol)，无水碘化锂(0.2g,1.1mmol)，无水四氢呋喃120mL，氮气保护下，70℃回流6h。冷却至室温，加入甲醇搅拌，过滤，得化合物7-2(0.35g)，收率为73％，为棕色固体。
Figure BDA0002143315040000151
实施例6
本实施例合成化合物8-1-1
化合物8-1-1的合成
在氮气保护的条件下，将三异丙基硅基乙炔(0.8mL，2mmol)溶解于10mL乙醚中，冷却至0℃，然后在30min内将1mL正丁基锂(2.5M)缓慢滴入混合液中，0℃搅拌1h。然后将化合物7-1(0.1g,0.126mmol)的四氢呋喃(10mL)的混合悬浮液一次性加入，随后升至室温继续搅拌20h。待反应完全后，向反应液中滴加10mL 10％盐酸的氯化亚锡饱和溶液，继续搅拌1h。分液，上层有机相用无水硫酸钠干燥，旋蒸除去溶剂。使用纯石油醚为展开剂柱层析分离，得红色固体8-1-1(0.20g)，收率为90％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.22(s,6H),8.58(dd,J＝6.8,3.2Hz,6H),8.14(s,6H),7.50(dd,J＝6.9,3.2Hz,6H),5.99(s,2H),1.34(d,J＝4.5Hz,126H).HRMS(MALDI(N),100％):calcd(％)for C122H152Si6:1785.0510；found1785.0485.
Figure BDA0002143315040000152
实施例7
本实施例合成化合物8-2-1
化合物8-2-1的合成
在氮气保护的条件下，将三异丙基硅基乙炔(0.8mL,2mmol),溶解于10mL乙醚中，冷却至0℃，然后在30min内将1mL正丁基锂(2.5M)缓慢滴入混合液中，0℃搅拌1h。然后将化合物7-2(0.1g,0.106mmol)的四氢呋喃(10mL)的混合悬浮液一次性加入，随后升至室温继续搅拌20h。待反应完全后，向反应液中滴加10mL 10％盐酸的氯化亚锡饱和溶液，继续搅拌1h。分液，上层有机相用无水硫酸钠干燥，旋蒸除去溶剂。使用纯石油醚为展开剂柱层析分离，得绿色固体8-2-1(60mg)，收率为30％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.31(s,6H),8.63(dd,J＝6.7,3.2Hz,6H),8.02(dd,J＝6.5,3.1Hz,6H),7.54(dd,J＝6.8,3.2Hz,6H),7.47(dd,J＝6.6,3.1Hz,6H),5.99(s,2H),1.34(d,J＝4.5Hz,126H).HRMS(MALDI(N),100％):calcd(％)for C134H158Si6:1935.0973；found 1935.0967.
Figure BDA0002143315040000161
实施例8
本实施例合成化合物3-2-2
在氮气保护的条件下，在100mL两口瓶中加入化合物2-2(50mg)，硼氢化钠(0.2g)和四氢呋喃20mL。随后70℃回流过夜。待反应完全后，向反应液中滴加10mL 10％盐酸的氯化亚锡饱和溶液，继续搅拌1h。分液，上层有机相用无水硫酸钠干燥，旋蒸除去溶剂。得红色固体3-2-2。
Figure BDA0002143315040000171
其他实施例
以下以三蝶烯和不同的并苯类邻苯二甲酸酐(对应不同的n)为原料，按照实施例1中的合成方法制备不同n取值的化合物2。然后以不同的化合物2与不同含乙炔基的R基团对应的乙炔按照实施例2中的合成方法，或者以不同的化合物2与卤素取代的不同的R基团(不含乙炔基)的原料按照实施例3中的合成方法制备不同的化合物3。以上具体过程不再重复描述；相应的原料及产物如下表1所示。
表1不同n与R的化合物2和化合物3
Figure BDA0002143315040000172
Figure BDA0002143315040000181
以下以使用不同的并苯类1,4苯醌(对应不同的m)为原料，按照实施例4和实施例5中的合成方法制备不同m取值的化合物7。然后以不同的化合物7与不同R基团按照实施例4和实施例7中的合成方法制备不同的化合物8。以上具体过程不再重复描述；相应的原料及产物如下表2所示。
表2不同m与R的化合物2和化合物3
Figure BDA0002143315040000182
Figure BDA0002143315040000191
Figure BDA0002143315040000201
单线态裂分性能测试
单重态激子裂分通常发生在飞秒到皮秒的时间尺度上，要研究裂分的基本物理化学过程，时间分辨的瞬态吸收光谱手段必不可少。瞬态吸收光谱中，单重激发态、三重激发态以及极化子等瞬态组分均有其对应的特征吸收峰。本发明从制备出的产物中选择两个代表(化合物8-1和化合物8-2)进行瞬态吸收光谱分析，如图1和图2所示，从其瞬态吸收光谱中分析可知，该类以三碟烯为母核纵向扩展的并苯类三聚体化合物具有高效的单线态裂分性能。表明其在提高太阳能能量转换效率方面以及有机光电材料方面具有可观应用前景。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种基于三蝶烯的线性并苯类化合物，其特征在于，其结构式如T-X所示：
Figure FDA0002143315030000011
以上结构式中，
Figure FDA0002143315030000012
表示
Figure FDA0002143315030000013
的取代位置为2位或3位；
当
Figure FDA0002143315030000014
为
Figure FDA0002143315030000015
时，所在的苯环为苯醌结构；
i为0-5的自然数；
R为硅烷基乙炔基、含取代基的硅烷基乙炔基、烷基乙炔基、含取代基的烷基乙炔基、烷氧基乙炔基、含取代基的烷氧基乙炔基、芳香基乙炔基、含取代基的芳香基乙炔基、杂环芳香基乙炔基、含取代基的杂环芳香基乙炔基、杂环基乙炔基、含取代基的杂环基乙炔基、硅烷基、含取代基的硅烷基、烷基、含取代基的烷基、烷氧基、含取代基的烷氧基、芳香基、含取代基的芳香基、杂环芳香基、含取代基的杂环芳香基、杂环基、含取代基的杂环基或氢原子；当R为氢原子时，i不为0；
优选地，所述含取代基的硅烷基乙炔基、含取代基的烷基乙炔基、含取代基的烷氧基乙炔基、含取代基的硅烷基、含取代基的烷基、含取代基的烷氧基中的取代基独立的为：氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、氰基、硝基、氨基、酯基、羰基、羧基、羟基、巯基、芳香基、杂环芳香基或杂环基；
所述含取代基的芳香基乙炔基、含取代基的杂环芳香基乙炔基、含取代基的杂环基乙炔基、含取代基的芳香基、含取代基的杂环芳香基、含取代基的杂环基中的取代基独立的为：烷基、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、氰基、硝基、氨基、酯基、羰基、羧基、羟基、巯基、芳香基、杂环芳香基或杂环基。
2.根据权利要求1所述的基于三蝶烯的线性并苯类化合物，其特征在于，所述基于三蝶烯的线性并苯类化合物的结构式如T-A和T-T所示：
Figure FDA0002143315030000021
其中，n为1-5的自然数，m为0-5的自然数；
优选地，R为硅烷基乙炔基、烷基乙炔基、烷氧基乙炔基、芳香基乙炔基、杂环芳香基乙炔基、杂环基乙炔基、硅烷基、烷基、烷氧基、芳香基、杂环芳香基、杂环基或氢原子；
更优选地，R为三异丙基硅基乙炔基、三甲基硅基乙炔基、三乙基硅烷基乙炔基、丁基乙炔基、丁氧基乙炔基、苯基乙炔基、对乙基苯乙炔基、2-吡啶基乙炔基、三甲基硅基丁基、正辛烷基、二异丙基苯基、丁基噻吩基或氢原子；
优选地，所述基于三蝶烯的线性并苯类化合物的结构结构式如T-B和T-C所示：
Figure FDA0002143315030000022
其中，n为1-5的自然数，m为0-5的自然数；
优选地，结构式T-A、T-T、T-B和T-C中，n为1、2或3，m为1或2。
3.根据权利要求1所述的基于三蝶烯的线性并苯类化合物，其特征在于，其结构式如下所示：
Figure FDA0002143315030000031
Figure FDA0002143315030000041
4.一种权利要求1-3任一项所述基于三碟烯的线性并苯类化合物的合成方法，其特征在于，当结构式T-X中
Figure FDA0002143315030000042
为
Figure FDA0002143315030000043
且其取代位为2位时的合成方法包括以下步骤：
S1、将三蝶烯与相应的并苯类邻苯二甲酸酐通过傅克酰基化反应，得到中间体1；
S2、将中间体1在质子酸中加热回流继续发生傅克酰基化反应，得到相应的产物。
5.一种权利要求1-3任一项所述基于三碟烯的线性并苯类化合物的合成方法，其特征在于，当结构式T-X中
Figure FDA0002143315030000051
为
Figure FDA0002143315030000052
R不为氢原子，且其取代位为2位时的合成方法如以下反应方程式所示，包括以下步骤：
S1、将三蝶烯与相应的并苯类邻苯二甲酸酐通过傅克酰基化反应，得到中间体1；
S2、将中间体1在质子酸中加热回流继续发生傅克酰基化反应，得到中间体2；
S3、将中间体2与相应的R基团所对应的原料和金属锂试剂进行迈克尔加成反应后再脱水生成相应的产物；
其中，R基团包括乙炔基时，所对应的原料为对应的乙炔；R基团不包括乙炔基时，所对应的原料为卤素取代的R基团化合物；
优选地，当R为氢原子时，S3为：
由化合物2与还原剂经还原反应得R为氢原子的相应产物；所述还原剂为氢化锂铝、硼氢化钠、硼氢化钾或氯化亚锡；
优选所述还原剂为氢化锂铝、硼氢化钠或氯化亚锡。
6.根据权利要求4或5所述的的合成方法，其特征在于，所述并苯类邻苯二甲酸酐的摩尔量是三蝶烯的3倍以上；
优选地，S1中的傅克酰基化反应的溶剂为四氯乙烯、1,2-二氯乙烷、氯苯或甲苯；
优选地，S1中的傅克酰基化反应是在路易斯酸的作用下加热反应的；
更优选地，所述路易斯酸为三氯化铝、三氯化铁、三氟化硼或三氯化钴；所述路易斯酸的摩尔量是三蝶烯的3倍以上；所述加热的温度为25℃～180℃；优选地，所述路易斯酸为三氯化铝，加热至100～180℃；
优选地，所述质子酸为硫酸、盐酸、乙酸、甲基磺酸、三氟甲磺酸、多聚磷酸或三氟乙酸；更优选地，所述质子酸为硫酸。
7.一种权利要求1-3任一项所述基于三碟烯的线性并苯类化合物的合成方法，其特征在于，当结构式T-X中
Figure FDA0002143315030000053
为
Figure FDA0002143315030000054
且其取代位为3位时的合成方法包括以下步骤：
S1、三蝶烯与溴化试剂进行反应，生成六溴取代的三蝶烯4；
S2、六溴取代的三蝶烯4与呋喃进行狄尔斯-阿尔德反应，生成呋喃-三蝶烯异构体混合物5；
S3、呋喃-三蝶烯异构体混合物5与相应的并苯类1,4-苯醌和3,6-二(2-吡啶基)-1,2,4,5-四嗪进行逆-狄尔斯-阿尔德反应，生成氧代三蝶烯并苯酮异构体混合物6；
S4、氧代三蝶烯并苯酮异构体混合物6与1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯和碘化锂反应生成相应的产物；
优选地，S1中，所述溴化试剂为溴素或N-溴代琥珀酰亚胺；更有选为溴素；
优选地，S1中，所述溴化试剂的摩尔量为三蝶烯的6倍以上；
优选地，S2中，所述呋喃的摩尔量为化合物4的3倍以上，正丁基锂的摩尔量为化合物4的3倍以上；
优选地，S3中，所述相应的并苯类1,4-苯醌的摩尔量为化合物5的3倍以上，3,6-二(2-吡啶基)-1,2,4,5-四嗪的摩尔量为化合物5的3倍以上；
优选地，S4中，所述1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯的摩尔量为化合物6的3倍以上，碘化锂的摩尔量为化合物6的3倍以上。
8.一种权利要求1-3任一项所述基于三碟烯的线性并苯类化合物的合成方法，当结构式T-X中
Figure FDA0002143315030000061
为
Figure FDA0002143315030000062
R不为氢原子，且其取代位为3位时的合成方法包括以下步骤：
S1、三蝶烯与溴化试剂进行反应，生成六溴取代的三蝶烯4；
S2、六溴取代的三蝶烯4与呋喃进行狄尔斯-阿尔德反应，生成呋喃-三蝶烯异构体混合物5；
S3、呋喃-三蝶烯异构体混合物5与相应的并苯类1,4-苯醌和3,6-二(2-吡啶基)-1,2,4,5-四嗪进行逆-狄尔斯-阿尔德反应，生成氧代三蝶烯并苯酮异构体混合物6；
S4、氧代三蝶烯并苯酮异构体混合物6与1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯和碘化锂反应生成三蝶烯并苯酮衍生物7；
S5、三蝶烯并苯酮衍生物7与相应的R基团所对应的原料和金属锂试剂进行迈克尔加成反应后再脱水生成相应的产物；
其中，R基团包括乙炔基时，所对应的原料为对应的乙炔；R基团不包括乙炔基时，所对应的原料为卤素取代的R基团化合物；
优选地，当R为氢原子时，S5为：
由化合物7与还原剂经还原反应得R为氢原子的相应产物；所述还原剂为氢化锂铝、硼氢化钠、硼氢化钾或氯化亚锡；更优选地，所述还原剂为氢化锂铝、硼氢化钠或氯化亚锡；
优选地，S1中，所述溴化试剂为溴素或N-溴代琥珀酰亚胺；更有选为溴素；
优选地，S1中，所述溴化试剂的摩尔量为三蝶烯的6倍以上；
优选地，S2中，所述呋喃的摩尔量为化合物4的3倍以上，正丁基锂的摩尔量为化合物4的3倍以上；
优选地，S3中，所述相应的并苯类1,4-苯醌的摩尔量为化合物5的3倍以上，3,6-二(2-吡啶基)-1,2,4,5-四嗪的摩尔量为化合物5的3倍以上；
优选地，S4中，所述1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯的摩尔量为化合物6的3倍以上，碘化锂的摩尔量为化合物6的3倍以上；
优选地，S5中，所述R基团所对应的原料的摩尔量为化合物7的6倍以上，正丁基锂的摩尔量为R基团所对应的原料的1倍以上。
9.根据权利要求5或8所述的的合成方法，其特征在于，所述金属锂试剂为正丁基锂、异丙基锂、仲丁基锂、叔丁基锂、戊基锂或己基锂。
10.权利要求1-3任一项所述基于三碟烯的线性并苯类化合物在有机光电器件中的应用。
CN201910676049.1A 2019-07-25 2019-07-25 一种基于三蝶烯的线性并苯类化合物及其合成与应用 Active CN112299982B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910676049.1A CN112299982B (zh) 2019-07-25 2019-07-25 一种基于三蝶烯的线性并苯类化合物及其合成与应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910676049.1A CN112299982B (zh) 2019-07-25 2019-07-25 一种基于三蝶烯的线性并苯类化合物及其合成与应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112299982A true CN112299982A (zh) 2021-02-02
CN112299982B CN112299982B (zh) 2023-02-10

Family

ID=74329305

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910676049.1A Active CN112299982B (zh) 2019-07-25 2019-07-25 一种基于三蝶烯的线性并苯类化合物及其合成与应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112299982B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115304618A (zh) * 2022-07-25 2022-11-08 河南大学 一种基于三蝶烯的手性噻吩螺烯及其制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200907013A (en) * 2007-08-03 2009-02-16 Chien-Hong Cheng Triptycene derivatives and their application
CN102295549A (zh) * 2011-08-15 2011-12-28 华东师范大学 苯并茚并三蝶烯及螺芴-苯并茚并三蝶烯衍生物及其制备方法
US20140031448A1 (en) * 2012-07-25 2014-01-30 Board Of Regents Of The Nevada System Of Higher Education, On Behalf Of The University Of Nevada Two dimensional polymers and methods of making same
CN103833506A (zh) * 2012-11-26 2014-06-04 喜星素材株式会社 多环芳香族化合物和使用该化合物的有机发光器件
CN104529716A (zh) * 2014-12-23 2015-04-22 重庆大学 1,1’,1”-三羟基三蝶烯及其合成方法
US20150137084A1 (en) * 2013-11-15 2015-05-21 National Tsing Hua University Triptycene derivatives having symmetric or asymmetric substituents and organic light emitting diode using the same
CN108424413A (zh) * 2017-02-15 2018-08-21 中国科学院化学研究所 一种基于三碟烯的苝酰亚胺类化合物的合成及其制备方法和应用
CN108623593A (zh) * 2017-12-07 2018-10-09 北京化工大学 一种基于苝酰亚胺c3对称的螺浆烷及其合成与应用

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200907013A (en) * 2007-08-03 2009-02-16 Chien-Hong Cheng Triptycene derivatives and their application
CN102295549A (zh) * 2011-08-15 2011-12-28 华东师范大学 苯并茚并三蝶烯及螺芴-苯并茚并三蝶烯衍生物及其制备方法
US20140031448A1 (en) * 2012-07-25 2014-01-30 Board Of Regents Of The Nevada System Of Higher Education, On Behalf Of The University Of Nevada Two dimensional polymers and methods of making same
CN103833506A (zh) * 2012-11-26 2014-06-04 喜星素材株式会社 多环芳香族化合物和使用该化合物的有机发光器件
US20150137084A1 (en) * 2013-11-15 2015-05-21 National Tsing Hua University Triptycene derivatives having symmetric or asymmetric substituents and organic light emitting diode using the same
CN104529716A (zh) * 2014-12-23 2015-04-22 重庆大学 1,1’,1”-三羟基三蝶烯及其合成方法
CN108424413A (zh) * 2017-02-15 2018-08-21 中国科学院化学研究所 一种基于三碟烯的苝酰亚胺类化合物的合成及其制备方法和应用
CN108623593A (zh) * 2017-12-07 2018-10-09 北京化工大学 一种基于苝酰亚胺c3对称的螺浆烷及其合成与应用

Non-Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BAO-JIAN PEI等: "Anthracene Capped Isobenzofuran: A Synthon for the Preparations of Iptycenes and Iptycene Quinones", 《ORG. LETT.》 *
BURKHARD KONIG等: "4,5,12,13-Tetrabromo[2.2]parac yclophane-A New Bis(aryne) Equivalent", 《CHEM. BER.》 *
BURKHARD KONIG等: "Double-Layered 1,4-Distyrylbenzene Chromophores-Synthesis, UV and Fluorescence Spectra", 《CHEM. BER.》 *
CAMERON L. HILTON等: "A Triphenylene-Based Triptycene with Large Free Volume Synthesized by Zirconium-Mediated Biphenylation", 《J. ORG. CHEM.》 *
ELIAS C. RUDIGER等: "Synthesis of Soluble, Alkyne-Substituted Trideca- and Hexadeca-Starphenes", 《CHEM. EUR. J.》 *
MICHAEL BENDIKOV等: "Tetrathiafulvalenes, Oligoacenenes, and Their Buckminsterfullerene Derivatives: The Brick and Mortar of Organic Electronics", 《CHEM. REV.》 *
MICHAEL PORZ等: "TIPS-Tetracene- and TIPS-Pentacene-Annulated Poly(norbornadiene)s: Synthesis and Properties", 《MACROMOL. RAPID COMMUN.》 *
RAFAEL BULA等: "Anti-[2.2](1,4)pentacenophane: A Covalently Coupled Pentacene Dimer", 《ANGEW. CHEM. INT. ED.》 *
SOPHIE NORVEZ等: "Epitaxygens: mesophases based on the triptycene molecular subunit", 《J. CHEM. SOC., CHEM. COMMUN.》 *
THOMAS J. CAREY等: "Modular Synthesis of Rigid Polyacene Dimers for Singlet Fission", 《ORG. LETT.》 *
TIMOTHY M. LONG等: "Minimization of Free Volume: Alignment of Triptycenes in Liquid Crystals and Stretched Polymers", 《ADV. MATER》 *
郭睿倩主编: "《光源原理与设计（第3版）》", 31 December 2017, 复旦大学出版社 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115304618A (zh) * 2022-07-25 2022-11-08 河南大学 一种基于三蝶烯的手性噻吩螺烯及其制备方法
CN115304618B (zh) * 2022-07-25 2023-06-06 河南大学 一种基于三蝶烯的手性噻吩螺烯及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112299982B (zh) 2023-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Liu et al. C–H activation: making diketopyrrolopyrrole derivatives easily accessible
CN111253409B (zh) 含咔唑单元的大环扩展卟啉化合物及其制备方法
KR20140024377A (ko) 나프탈렌 디이미드의 스탄닐 유도체와 관련 조성물 및 방법
KR101764512B1 (ko) 유기 전자 재료 및 염료를 위한 빌딩 블록으로서의 편리하게 제조된 나프탈렌 및 페릴렌 유도체
CN107778319B (zh) 一类含有七并稠环结构引达省a-d-a型小分子化合物及其制备方法
Wang et al. Facile synthesis and controllable bromination of asymmetrical intermediates of perylene monoanhydride/monoimide diester
CN112299982B (zh) 一种基于三蝶烯的线性并苯类化合物及其合成与应用
CN106565408B (zh) 1,5,9-三取代蒄化合物及其合成方法
Alameddine et al. Tribenzopentaphene derivatives with lateral aromatic groups: the effect of the nature and position of substituents on emission properties
CN110668975B (zh) 以苯衍生物为π桥的脱氢枞酸三芳胺基D-π-A型化合物及其合成方法
CN115260205B (zh) 双芘基掺杂的扩展卟啉、其双钯金属络合物、其制备方法及其应用
CN114249758B (zh) 一种基于五元芳杂环并bodipy的二聚体及其制备方法
CN102863310B (zh) 一类刚性齐聚物-富勒烯共聚物及其制备方法和应用
Feofanov et al. Photocyclization of diarylethylenes with a boronate moiety: a useful synthetic tool to soluble PAH building blocksf
EP2828260A1 (en) Process for the preparation of tetracarboxynaphthalenediimide compounds disubstituted with heteroaryl groups
CN114507237A (zh) 基于二苊并吡嗪并喔啉的氮杂多环稠环化合物及合成方法
CN111943965B (zh) 一种吡啶亚胺衍生物与8-羟基喹啉衍生物合镉配合物染料敏化剂(BDTT-im-Cd)及其制备方法与用途
CN114656474B (zh) 基于萘二酰亚胺的共轭大环材料及其制备方法
CN110642830A (zh) 以噻吩衍生物为π桥的脱氢枞酸三芳胺基D-π-A型化合物及其合成方法
CN109912631A (zh) 分别以苯并二噻吩和吡啶并噻二唑为给受电子单元的齐聚噻吩衍生物及其制备方法
CN114853654B (zh) 一种吡咯环掺杂的bisanthene的制备方法
Kitamura et al. Alkyl Substituent Effects on Molecular Packing and Optoelectronic Properties of 2, 3-Dialkyltetracenes
CN109970776B (zh) 边缘凹面硼嵌型奥林匹克功能化合物及其制备和应用
CN110229133B (zh) 一种黄酮类化合物的合成方法
JP2013163663A (ja) 縮合環化合物の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant