[發明專利]菱形螺二格及菱形螺二格的制備方法

在審

• 申請號: 202110664796.0
• 申請日: 2021-06-16
• 公開（公告）號: CN113321664A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 解令海;賈雄;杜雪;魏穎;黃維
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: C07D495/22
• 分類號: C07D495/22
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 姚姣陽

本發明公開了一種菱形螺二格及菱形螺二格的制備方法，屬于納米技術與有機電子技術領域，菱型螺二格由具有四個反應位點的A4型合成子和具有兩個反應位點的B2型合成子通過傅克反應制備得到，菱形螺二格包括至少兩種類芴基團，菱形螺二格為具有棱角且包含螺環的剛性閉環結構，且菱形螺二格呈C2對稱結構。相較于現有技術，本發明中菱形螺二格屬于螺芴及二芳基芴體系，具有良好的熱穩定性、電化學穩定性、光譜穩定性以及光電活性，且本發明采用的制備方法沒有生成多格或聚格的副反應，反應產率更高，更容易分離出產物，實現了無金屬催化、綠色環保、原子經濟的菱形螺二格的制備。菱形螺二格的結構通式如下：

技術領域

本發明涉及一種菱形螺二格及菱形螺二格的制備方法，屬于納米技術與有機電子技術領域。

背景技術

2014年，解令海教授課題組提出一種新穎的結構剛性的納米尺度立體閉環結構——有機納米格(L.Wang,G.-W.Zhang,C.-J.Ou,L.-H.Xie,J.-Y.Lin,Y.-Y.Liu andW.Huang,Org.Lett.,2014,16,1748-1751)。從幾何結構分析，格子(Grid)是不同于大環的閉環結構單元，格子具有明顯棱角和邊長。雖然一些具有規則邊角的大環化合物結構也有報道。

例如，環形芳炔類大環化合物是近年來出現的一類新型的具有固定結構和規整形狀的芳香環和炔鍵形成的多邊形大環狀碳氫化合物。但事實上，規整形狀的多邊形大環仍沒有引起科學家的注意和重視。然而，具有立體構型的格子是構筑很多復雜結構的基礎，如多階梯結構、田字格以及很多復雜格狀拓撲。除了形狀，方格對比大環更強調其可拓展性特征。利用方格的邊或頂點將單元分子格子進行多種多樣的互聯。該類納米格具有明確的邊緣和頂點、活性位點以及靈活的可用于構筑結構復雜的一維、二維和三維網狀結構。依據納米格的幾何結構，納米格可以分為梯形、風車狀、缺角、井字和菱形納米格。

由于納米格具有多個連接點，因此，每種納米格都有其獨特的連接方式。例如，梯形納米格通過C-C偶聯(Suzuki或者Yamamoto)反應，不僅可構筑一般的非共軛型納米聚格(Q.-Y.Feng,Y.-L.Han,M.-N.Yu,B.Li,Y.Wei,L.-H Xie and W.Huang,Chin.J.Polym.Sci,2017,35,87-97)，還可以構筑梯狀聚格。菱形納米格之間的菱角互連，可以構筑菱形二格及聚格。相比于碳碳單鍵連接的非共軛型納米聚格，碳碳雙鍵連接的梯狀聚格和菱形聚格具有很好的剛性，可以避免由于鍵的旋轉，導致結構構型或者構象復雜。菱形納米格的成功合成表明將具有活性位點的螺芴引入納米格的方案是可行的，底物通過分子間的傅克反應高效的合成納米格，拓展了有機納米格的合成范圍，向螺二格及多格方向發展。

有機環狀材料，具有特殊的孔腔和π電子共軛結構，可以自組裝成高度有序的結構，擁有優良的光電性質。因此，新穎的、具有獨特結構的閉環類化合物是有機合成化學領域重要的目標，展現出諸多的潛在應用價值。自1949年首次合成環番之后，杯芳烴、輪烷、索烴、柱芳烴和環對苯撐(CPP)陸續被不斷合成出來。但是很多大環分子產率不高且延展性差，合成需要先構筑復雜的閉合單元模塊，合成方法復雜。

發明內容

本發明的目的在于提供一種菱形螺二格及菱形螺二格的制備方法，菱形螺二格具有良好的熱穩定性、電化學穩定性、光譜穩定性和光電活性，該制備方法沒有生成多格或聚格的副反應，反應產率更高，更容易分離出產物，解決了現有技術中閉環分子合成步驟復雜、后處理有毒、污染較大等問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種菱形螺二格，包括至少兩種類芴基團，所述菱形螺二格為具有棱角且包含螺環的剛性閉環結構，且所述菱形螺二格為C2對稱結構，所述菱形螺二格的結構通式如下：

作為本發明的進一步改進，所述類芴基團包括9-苯基芴醇衍生物以及具有螺二芴幾何構型的螺環結構。

作為本發明的進一步改進，所述結構通式中，R為烷基鏈，所述烷基鏈為以下結構中的任意一種：