多取代基联芳基化合物的合成及其性能研究

摘要

近年来Suzuki-Miyaura偶联反应发展迅速,在基础研究及应用方面都取得了较大突破,然而当反应物分子具有较大空间位阻时,反应往往很难进行。尤其是当芳基硼酸具有较大空间位阻时,由于其空间位阻效应以及更容易发生质子化脱硼作用而使得反应更加困难。最近,高位阻的Suzuki-Miyaura交叉偶联反应也取得了一定进展,但这些报道的方法都存在采用较复杂且非商业化的催化剂及配体,反应时间较长,反应温度较高或收率较低等不足。鉴于这种情况,本论文探索出一种进行高位阻双Suzuki-Miyaura偶联反应的方便快捷的方法,并合成出多种联芳基化合物。本论文主要分为以下两部分:
　　一、研究了碱、溶剂、温度以及不同的卤代烃等对高位阻双Suzuki-Miyaura偶联反应的影响,发现以简单易得、商品化的Pd（PPh3）4为催化剂、KOtBu/tBuOH为碱、DME为溶剂,高位阻的芳基硼酸与二碘代芳烃或二溴代芳烃可以高效的进行双Suzuki-Miyaura偶联反应,该反应体系的特点是催化剂及碱简单易得,反应方便快捷,可在五分钟内得到较高收率（40-94％）。利用上述的优化条件合成了一系列多取代基联芳基化合物,并通过热重、紫外-可见、荧光、循环伏安法和分子理论模拟等手段对其热性能、光学性能、电化学性能以及结构进行了研究。随着苯环的增加,共轭程度较大的2,4,6,2″′,4″′,6″′-六甲基-对四联苯（3e）和2,7-二（2,4,6-三甲基苯基）-芴（3f）具有较高的熔点（＞234℃）、更好的热稳定性（＞260℃）以及较好的光电性质。化合物3e和3f最大吸收波长分别为269nm和310nm,而化合物3e的发射波长达到386nm。
　　二、在Pd（PPh3）4为催化剂和K2CO3为碱的条件下通过双Suzuki-Miyaura偶联反应合成了含硫甲基的芴-苯结构有机共轭材料2,7-二（4-硫甲基苯基）-9,9-二己基-芴（7a）;在以Pd2（dba）3为催化剂、PPh3为配体、KOtBu为碱,通过双Suzuki-Miyaura偶联反应合成了含硫甲基的芴-苯结构有机共轭材料2,7-二（2,6-二甲基-4-硫甲基苯基）-9,9-二己基-芴（7b）。通过紫外-可见、荧光、循环伏安法和分子理论模拟等手段对化合物7a和7b的光学性能、电化学性能以及结构进行了研究。化合物7a、7b的最大吸收波长分别达到351nm和313nm,化合物7a的最大发射波长达到410nm。化合物7a、7b都具有较高的荧光量子产率（分别为59%和65%）。因此它们在光电材料方面具有较好的应用前景。

目录

摘要

Abstract

第一章 绪论

§1.1 引言

§1.2 Suzuki-Miyaura偶联反应概述

§1.2.1 Suzuki-Miyaura偶联反应

§1.2.2 Suzuki-Miyaura偶联反应的特点

§1.2.3 Suzuki-Miyaura偶联反应的机理

§1.2.4 Suzuki-Miyaura偶联反应的发展

§1.2.5 高位阻Suzuki-Miyaura偶联反应的研究进展

§1.2.6 Suzuki-Miyaura偶联反应在现代有机合成中的应用

§1.3 论文的设想和研究内容

第二章 利用高位阻Suzuki-Miyaura偶联反应合成联芳基化合物及其性能研究

§2.1 引言

§2.2 实验部分

§2.2.1 试剂与仪器

§2.2.2 中间产物的合成

§2.2.3 多取代基联芳基化合物的合成及其表征

§2.3 结果与讨论

§2.3.1 高位阻芳基硼酸与二卤代芳烃的双Suzuki-Miyaura偶联反应的研究

§2.3.2 带位阻卤代芳烃与芳基硼酸的双Suzuki-Miyaura偶联反应

§2.3.3 多取代基联芳基化合物的合成

§2.3.4 多取代基联芳基化合物的热性能

§2.3.5 多取代基联芳基化合物的光学性能

§2.3.6 多取代基联芳基化合物的电化学性能

§2.3.7 多取代基联芳基化合物的分子理论计算

§2.4 本章小结

第三章 含硫甲基的芴-苯结构有机材料的合成及其性能研究

§3.1 引言

§3.2 实验部分

§3.2.1 试剂与仪器

§3.2.2 2,7-二(4-硫甲基苯基)-9,9-二己基-芴(7a)的合成

§3.2.3 2,7-二(2,6-二甲基-4-硫甲基苯基)-9,9-二己基-芴(7b)的合成

§3.3 结果与讨论

§3.3.1 含硫甲基的芴-苯结构有机材料的合成

§3.3.2 含硫甲基的芴-苯结构有机材料的光学性能

§3.3.3 含硫甲基的芴-苯结构有机材料的电化学性能

§3.3.4 含硫甲基的芴-苯结构有机材料的分子理论计算

§3.4 本章小结

攻读硕士期间发表论文目录

参考文献

致谢