Angew. Chem.:以茚满二酮为端基的醌式化合物的合成

科技工作者之家 2019-11-24

来源:X一MOL资讯

醌式化合物由于其独特的光电磁性质而受到广泛关注。目前报道的醌式化合物大多是以双氰基封端,其主要通过Takahashi反应来合成。然而,由于氰基低的化学反应活性,这类醌式化合物难以实现端基的调控,其光电性质只能通过中间单元核来调节。构建以芳香单元为端基的醌式化合物,利用芳香单元的多个化学反应位点,可以实现对醌式化合物端基的调控。但是这类醌式化合物的稳定性较差。

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以茚满二酮为端基醌式化合物的合成路线及其底物适用性

最近,天津大学材料科学与工程学院的邓云峰副教授和耿延候教授团队以简单易得的苯酞衍生物(膦酯或磷盐,化合物1)和芳基二甲醛(化合物2)为底物,成功合成了茚满二酮封端的醌式化合物。其关键在于,由Wittig或Wittig-Horner反应生成的烯烃中间体(化合物3)在甲醇钠存在下能够发生重排,得到茚满二酮单键取代的芳香中间体(化合物4)。该方法合成路线简单,无需对中间体进行分离,且具有很好的底物适用性,可以合成端基为不同茚满二酮衍生物、中间单元为不同醌式单元的共轭分子。由于羰基的吸电子特性,这类醌式化合物具有很好的稳定性,在空气中放置2个月后,其溶液核磁谱图几乎没有任何变化。研究发现,通过对端基和中间单元共轭长度的调节,所得醌式化合物的光学带隙可在1.93 eV-1.13 eV 范围内调控。所有醌式化合物的LUMO能级均在-4.0 eV以下,且可通过在端基引入不同取代基进行精细调控。例如在端基苯环上引入2个氟原子后,醌式化合物的LUMO能级能够降低到-4.38 eV。初步研究表明,这类化合物是有发展潜力的n型有机薄膜晶体管(OTFT)材料。

该工作不仅为醌式化合物的合成提供了一种全新的方法,而且证明端基调控是调节醌式化合物光电性质的一种有效策略。此外,在末端引入聚合官能团后,有可能将此类醌式化合物作为构筑单元引入共轭聚合物中。

相关结果发表在Angewandte Chemie International Edition 上,并被选为VIP文章。文章的第一作者为天津大学材料科学与工程学院的博士生杜天。

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