[發明專利]一種富勒烯并螺環衍生物的合成方法

有效

• 申請號: 202011282926.6
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112480050B
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發明（設計）人: 劉統信;張朋玲;馬金亮;張貴生
• 申請（專利權）人: 河南師范大學
• 主分類號: C07D307/94
• 分類號: C07D307/94
• 代理公司: 新鄉市平原智匯知識產權代理事務所(普通合伙) 41139
• 代理人: 路寬

本發明公開了一種富勒烯并螺環衍生物的合成方法，屬于富勒烯衍生物的合成技術領域。本發明的技術方案要點為：以鄰碘苯酚/鄰碘苯胺的含端烯類化合物為反應原料，在鈀鹽Pd(PPh₃)₄催化和銫鹽Cs₂CO₃促進作用下，與富勒烯C₆₀于130?150℃反應經Heck/C?H活化的串聯過程，同時形成三個C?C鍵并構筑兩個環，一鍋法直接合成結構多樣化的富勒烯并螺環衍生物。本發明生產工藝簡單，環境友好，底物適用范圍廣，具有較高的產率；并且本生產工藝使用的過渡金屬催化的多米諾策略不僅適于螺環結構的合成，而且也適于其它復雜富勒烯衍生物結構的合成。

技術領域

本發明屬于富勒烯衍生物的合成技術領域，具體涉及一種富勒烯并螺環衍生物的合成方法。

背景技術

富勒烯C₆₀具有三維的大π電子體系，因此具有良好的接受電子性能及較高的電子遷移率，是一種良好的n-型半導體材料。富勒烯衍生物是一類在光電轉移材料和太陽能電池受體材料等領域具有廣泛和重要應用的碳納米分子。由于結構與光電性質密切相關，發展新的方法構建具有多樣化結構特征的富勒烯衍生物具有重要的意義。在眾多已知的富勒烯衍生物中，富勒烯并螺環結構較少且制備方法有限。因此，發展新的方法制備富勒烯螺環衍生物是亟需解決的問題。本發明設計了鈀催化的多米諾螺環化反應，并且使用易獲取的原料，經Heck/C-H活化的串聯過程，同時形成三個C-C鍵并構筑兩個環，一鍋法直接制備了結構多樣化的富勒烯并螺環衍生物。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供了一種工藝簡單、環境友好、底物適用范圍廣且具有較高產率的富勒烯并螺環衍生物的合成方法，該方法以鄰碘苯酚/鄰碘苯胺的含端烯類化合物為反應原料，在鈀鹽的催化作用下，與富勒烯C₆₀反應經Heck/C-H活化的串聯過程，同時形成三個C-C鍵并構筑兩個環，一鍋法直接合成結構多樣化的富勒烯并螺環衍生物。

本發明為解決上述技術問題采用如下技術方案，一種富勒烯并螺環衍生物的合成方法，其特征在于具體過程為：以鄰碘苯酚/鄰碘苯胺的含端烯類化合物為反應原料，在鈀鹽Pd(PPh₃)₄催化和銫鹽Cs₂CO₃促進作用下，與富勒烯C₆₀于130-150℃反應經Heck/C-H活化的串聯過程，同時形成三個C-C鍵并構筑兩個環，一鍋法直接合成結構多樣化的富勒烯并螺環衍生物，該合成過程中的反應方程式為：

其中R＝H或Bn；R¹＝H、MeO、Br或CO₂Me；R²＝H、MeO、F、Cl或CF₃。

進一步優選，所述富勒烯并螺環衍生物的合成方法，其特征在于具體步驟為：取干燥的反應管依次加入富勒烯C₆₀、鄰碘苯酚/鄰碘苯胺的含端烯類化合物、鈀鹽Pd(PPh₃)₄和銫鹽Cs₂CO₃，超聲將固體分散在無水CB中，將反應管置于130-150℃的油浴中反應24-48h，反應結束后將反應管提起冷卻至室溫，真空蒸發溶劑后將殘留物在硅膠柱上進行分離，以CS₂為洗脫劑，以回收未反應的富勒烯C₆₀，再用CS₂/DCM為洗脫劑得到目標產物富勒烯并螺環衍生物。

進一步優選，所述富勒烯C₆₀、鄰碘苯酚/鄰苯苯胺的含端烯類化合物與鈀鹽Pd(PPh₃)₄的投料摩爾比為1:2:0.05。

進一步優選，所述鄰碘苯酚/鄰碘苯胺的含端烯類化合物為

進一步優選，所述富勒烯并螺環衍生物為