两种非对称芳基二噻吩并[2,3-b:3',2'-d]噻吩的合成与光谱特性

合成了两种非对称芳基取代的并三噻吩化合物.以2-溴-5-三甲基硅-二噻吩并[2,3-b:3′,2′-d]噻吩为原料,经脱除四甲基硅烷(TMS)和Suzuki偶联两步反应制备了2-噻吩基二噻吩并[2,3-b:3′,2′-d]噻吩,总产率为67.4%;以2-苯基二噻吩并[2,3-b:3′,2′-d]噻吩为原料,经N-溴代琥珀酰亚胺(简称NBS)溴代和Suzuki偶联两步反应制备了2-苯-5-噻吩基二噻吩并[2,3-b:3′,2′-d]噻吩,总产率为27.8%.产物经核磁共振谱(1H NMR,13C NMR)和质谱(MS)分析确认;利用紫外-可见分光光度法(UV-Vis)分析了合成产物的荧光特性.结果表明,由于苯基的存在,2-噻吩-5-苯基二噻吩并[2,3-b:3′,2′-d]噻吩分子的共轭体系增大,导致其吸收峰红移、发光能力减弱.     

二噻吩并[2,3-b:2',3'-d]噻吩钯(Ⅱ)配合物引发AB型芴单体聚合

5-溴-2-三甲硅基-二噻吩并[2,3-b:2',3'-d]噻吩(bt-DTT-Br)与双(三环己基)膦钯(0)进行氧化加成反应,合成了相应的芳基钯(Ⅱ)配合物,X光晶体结构分析表明,配合物中心金属离子为平面四方构型,膦配体处于反式位置。该配合物在加热时可以引发AB型芴单体聚合,得到一个端基为bt-DTT的聚芴共轭聚合物。相似端基结构的聚芴可以由bt-DTT-Br与不同膦配体钯(0)配合物原位生成的芳基钯配合物引发AB型芴单体聚合制备。辅助配体为三(邻甲基苯基)膦或三叔丁基膦时,配合物引发的AB型芴单体聚合室温下即可进行,并给出单一且端基结构明确的聚芴。基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF)分析证实,聚合物的一个端基是来自芳基钯配合物中的bt-DTT,另一端基为Br/H原子或封端基团。凝胶渗透色谱(GPC)分析表明,聚合物相对分子质量随单体与催化剂的投料比增加呈线性增长,聚合反应遵循催化剂转移聚合机理。     

噻吩并[2,3-b]吡啶化合物的合成及应用

噻吩并[2;3-b]吡啶;生物活性;医药;农药;合成     

含噻吩[2,3-b]并噻吩-吡咯[3,4-c]并吡咯二酮结构单元聚合物的合成及其在太阳能电池中的应用研究

设计并合成了一种交叉共轭的(cross-conjugated)缺电子型聚合物单体——二溴代噻吩[2,3-b]并噻吩-吡咯[3,4-c]并吡咯(DPPTTZ)二酮,并将其分别与噻吩(T)、硒吩(Se)和N-甲基吡咯(Py)的双锡试剂进行共聚反应,获得了一类新的供体-受体(D-A)型共轭聚合物光电材料.这类材料分子的最高占有轨道(HOMO)能级较低,因此其光电器件具有较高的开路电压(Voc),稳定性好.此外,它们在紫外-可见光区有较宽的吸收,最大吸收位于波长620 nm附近;能带隙(band gap)小,分别为1.86 e V(p DPPTTZ-T)、1.83 e V(p DPPTTZ-Se)和1.85 e V(p DPPTTZ-Py).器件初步测试结果表明,上述聚合物与PC71BM组成的本体异质结聚合物太阳能电池Voc在0.68~0.81 V之间,能量转化效率(PCE)最高达3.05%(p DPPTTZ-T).     

噻吩并[2,3-b]吡啶类化合物的合成及生物活性

用邻氨基噻吩腈与不同结构的二羰基化合物反应,合成了新的多取代噻吩并吡啶类衍生物4-氨基-5-取代羰基噻吩并[2,3-b]吡啶-6-酮。用元素分析、红外光谱、核磁共振氢谱和质谱等测试技术对所合成化合物的结构进行了表征。初步生物活性测试表明,该类化合物有较好的杀菌活性和一定的除草活性。     

四氢咪唑并[2',1':2,3]噻吩并[5,4-c]哌啶衍生物的合成及抗肿瘤活性

以4-哌啶酮为原料,经过胺基保护、缩合、环合、脱保护等步骤,设计合成了一系列新型的5,6,7,8-四氢咪唑并[2',1':2-3]噻吩并[5,4-c]哌啶类化合物。通过核磁共振波谱仪(~1H NMR、~(13)C NMR)、质谱(MS)和元素分析确证了其结构。对其体外活性研究发现,该类化合物对乳腺癌细胞MCF-7具有一定的抑制活性,其中化合物5a的抑制活性最为显著,半数抑制浓度(IC_(50))值达到了8.6μmol/L。为此类化合物的抗肿瘤活性研究提供了参考。     

含二噻吩并[3,2-b:2',3'-d]氧膦杂环戊二烯共轭聚合物的合成及其在薄膜晶体管和体异质结太阳能电池中的应用

采用Stille缩聚反应,合成了3,5-二烷基-二噻吩并[3,2-b:2',3'-d]氧膦杂环戊二烯与二联噻吩的共聚物P1和P2,系统研究了它们的热性能、电化学性质和光物理性质.结果表明,这2个聚合物具有良好的热稳定性,热分解温度均大于400℃;薄膜的最大吸收峰位于590 nm,光学带隙为1.76 eV.将P1和P2作为活性层制备了薄膜晶体管和体异质结太阳能电池,发现带有较长烷基链的P2的器件性能较好.在底栅、顶接触结构的薄膜晶体管中,P2的空穴迁移率最高达到0.0077 cm2V-1s-1;在AM 1.5 G 100 mW/cm2光照条件下,P2的光伏电池的开路电压为0.68 V,短路电流为7.9 mA/cm2,填充因子为52%,能量转换效率为2.8%.     

吡唑并[4',3':5,6]吡喃并[2,3-d]嘧啶化合物的合成与生物活性

应用串联氮杂Wittig反应设计合成了一系列新的2-烷氨(芳氧)基-3,8-二苯基-5-芳基-6-甲基-5,8-二氢-4H-吡唑并[4',3':5,6]吡喃并[2,3-d]嘧啶-4(3H)-酮衍生物。通过氢核磁共振谱仪(1H NMR)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和元素分析等方法对所合成的化合物进行了结构表征,用X射线单晶衍射确证了化合物2-二正丙基氨基-3,8-二苯基-5-(4-甲基苯基)-6-甲基-5,8-二氢-4H-吡唑并[4',3':5,6]吡喃并[2,3-d]嘧啶-4(3H)-酮(Ⅲi)晶体结构。室内的杀菌和杀虫活性测试结果表明:目标化合物具有一定的杀菌活性,其中部分化合物对黄瓜灰霉菌(Botrytis cinereapers)在50 mg/L剂量下抑制率达到90%以上,显示了优异的杀菌活性;对水稻褐飞虱无明显的杀虫活性,但发现对粘虫具有较高的杀灭效果,大多数抑制率达到90%以上。     

新型四氢苯并[4',5']噻吩并[3',2'∶5,6]吡啶并[4,3-d]嘧啶类化合物衍生物的合成及抗肿瘤活性

本文以环己酮为原料,通过氮杂Wittig反应合成了一系列结构新颖的取代四氢苯并噻吩并吡啶并嘧啶衍生物,并采用MTT法考察所合成目标化合物对CNE2、KB、MGC-803、MCF-7和PC3这5种肿瘤细胞的抑制活性。初步的生物活性结果表明,目标化合物对5种肿瘤细胞均有抑制活性,尤其是对胃癌MGC-803细胞展现出了更强的抑制活性。其中3-(4-氟苯基)-2-((4-氟苯基)氨基)-5-甲基-8,9,10,11-四氢苯并[4',5']噻吩并[3',2':5,6]吡啶并[4,3-d]嘧啶-4(3H)-酮[化合物8c,IC_(50)=(0. 9±0. 25)μmol·L~(-1)]对MGC-803的活性最强,是5-氟尿嘧啶[IC_(50)=(18. 4±1. 43)μmol·L~(-1)]的20倍;同时,目标化合物对正常的胃黏膜上皮细胞GES-1没有毒性。四氢苯并[4',5']噻吩并[3',2':5,6]吡啶并[4,3-d]嘧啶类化合物具有良好的抗肿瘤活性,值得进一步深入研究。     

基于苯并[b]萘并[1,2-d]噻吩的可见光驱动光环化荧光turn-on型二芳基乙烯的合成与性能研究

可见光驱动光环化的荧光turn-on型二芳基乙烯分子开关是超分辨显微成像的理想材料, 但目前关于该类型分子的报道仍较少. 本工作合成了一种基于苯并[b]萘并[1,2-d]噻吩(BNTP)的405 nm可见光驱动光环化的荧光turn-on型二芳基乙烯分子BNTP-BTTO4, 同时系统研究了该分子的光物理性能与稳定性, 并借助密度泛函理论(DFT)计算厘清了分子实现可见光驱动光环化及荧光turn-on原因. 另外, 本研究发现BNTP引入后分子表现出比参比分子Ph-BTTO4更优异的抗疲劳性、热稳定性和光稳定性, 尤其是在历经200 min 405 nm可见光照射后, BNTP-BTTO4(c)吸收强度只下降4%, 光稳定性大幅提升. 本研究为设计开发性能优异的可见光驱动光环化的荧光turn-on型二芳基乙烯提供了新的思路.     

基于二噻吩并[2,3-b:3′,2′-d]噻吩开环反应的二芘基四联噻吩的制备及其激基缔合物荧光行为

通过芘基锂对二(三甲基硅基)二噻吩并[2,3-b:3′,2′-d]噻吩开环产生碳负离子,再经氯化铜氧化偶联,获得二芘基四联噻吩化合物.考察了该化合物在溶液中的光谱行为,结果表明,该化合物在溶液相的部分分子可以发生基于分子构象折叠而形成的分子内激基缔合物;在THF-H2O二元体系中可以形成分子间的基于激基缔合物的聚集诱导发光现象.     

6-溴-N-芳基噻吩[2,3-d]并嘧啶-4-胺类化合物的合成新方法

研究了6-溴-N-[3-氯-4-(3-氟苄氧基)苯基]噻吩[2,3-d]并嘧啶-4-胺的合成新方法.以相对廉价的2,5-二羟基-1,4-二噻烷和丙二腈为原料,依次通过Gewald反应、芳环溴代、缩合、环合以及Dimroth重排四步反应得到目标产物6-溴-N-[3-氯-4-(3-氟苄氧基)苯基]噻吩[2,3-d]并嘧啶-4-胺,总产率为56.9%.用1H NMR,IR,MS和HRMS对产物进行了结构表征.并应用该方法,合成了一系列的6-溴-N-芳基噻吩[2,3-d]并嘧啶-4-胺类化合物.研究表明该方法具有原料易得、操作简便、收率较高,且产物容易分离纯化等优点.     

己基取代的1,4-二(2-噻吩基)苯并[c]哒嗪合成与光谱性质研究

本文设计并合成了一系列含氮原子的缺电子芳香片段,包括以苯并哒嗪作为核心、以富电子噻吩衍生物作为共轭延长链的有机共轭小分子1,4-二(2-噻吩基)苯并[c]哒嗪(5a)、1,4-二[2-(3-己基噻吩基)]苯并[c]哒嗪(5b)和1,4-二[2-(5-己基噻吩基)]苯并[c]哒嗪(5c).通过紫外光谱和荧光光谱研究,证明在共轭体系中的不同位置引入烷基链,可以有效影响化合物的能隙,调节化合物的光电性质.     

7H-三呋咱并[3,4-b:3',4'-f:3',4'-d]氮杂环庚三烯及衍生物的合成与表征

以3,4-双(3'-氨基呋咱-4'-基)呋咱(BATF)为原料,经Caro’s acid氧化制备了3,4-双(3'-硝基呋咱-4'-基)呋咱(BNTF),收率为93%;基于BNTF分子中的NO2反应性,与水合肼、氨水等发生亲核取代、环化反应,合成了含能化合物7H-三呋咱并[3,4-b:3',4'-f:3',4'-d]氮杂环庚三烯(HTFAZ)和7-氨基-三呋咱并[3,4-b:3',4'-f:3',4'-d]氮杂环庚三烯(ATFAZ).在硝酸-醋酐体系中氧化HTFAZ得到新化合物7,7'-二(呋咱[3,4-b:3,4'-d:3',4'-f]氮杂环庚三烯)(BTFZ),采用红外光谱、核磁共振、元素分析和质谱等进行了结构表征.培养了HTFAZ单晶,X射线单晶衍射分析表明:HTFAZ晶体结构属单斜晶系,空间群为P2(1)/n,a=0.7252(15)nm,b=0.6458(14)nm,c=1.6814(4)nm,V=0.7781(3)nm3,Z=4,Dc=1.871 g·cm-3,F(000)=440,R1=0.0353,w R2=0.0895.开展了HTFAZ,ATFAZ和BTFZ的物化、爆轰性能和热性能研究,其中HTFAZ密度1.871 g·cm―3、生成焓733.7kJ·mol-1、熔点193.1℃、分解点345.1℃、爆速8416.5 m·s-1、爆压为32.9GPa;ATFAZ密度1.788 g·cm-3、生成焓831.2kJ·mol-1、熔点204~207℃、分解点323.7℃、爆速8300 m·s-1、爆压为30 GPa;BTFZ密度1.862 g·cm-3、生成焓1752.4kJ·mol-1、分解点280.2℃、爆速7924.5 m·s-1、爆压为28.42 GPa.     

2,5-二芳基噻吩类化合物的高效绿色合成

无需金属和碱的催化,以1,4-二芳基取代-1,3-丁二炔与Na2S·9H2O为反应底物,80℃下DMF中合成了2,5-二芳基噻吩类化合物,考察了反应物苯环上电子效应和空间位阻对硫杂环化反应的影响.结果表明:反应物苯环上的吸电子或电子取代基团均对反应产物的分离产率影响不大;空间位阻较大的反应底物硫杂环化反应的收率略有降低,各种目标化合物产率为88%~100%.     

齐聚[3,2-b]并二噻吩的合成、表征及其在有机薄膜晶体管中的应用

通过Stille偶联反应合成了5.5"-二辛基.2.2':5'2'-三联[3,2-b]并二噻吩,并对该化合物的物理化学性质以及真空蒸镀薄膜的结构和形貌进行了详细表征.以这一化合物作为半导体层、采用顶电极结构制备了有机薄膜晶体管,并对薄膜生长基底温度做了优化,发现基底温度为100℃时器件性能最好,迁移率达到0.13 cm2/V·s,开关比为7×103,阈值电压为-19V.     

非经典稠合噻吩: 噻吩并[3,4-c]噻吩研究进展

具有10π-电子的噻吩并[3,4-c]噻吩体系, 由于其非经典的电子结构, 引起了很大的兴趣. 本工作综述了噻吩并[3,4-c]噻吩的合成和化学性质研究进展.     

2-氨基(芳氧基)-3-对甲基苯基噻吩并[3',2':5,6]吡啶并[4,3-d]嘧啶-4(3H)-酮的合成和生物活性

用邻氨基噻吩腈与乙酰乙酸甲酯为原料,利用串联Aza-Wittig法合成了9个未见文献报道的噻吩并吡啶并嘧啶类化合物,通过IR,1H NMR,EI-MS,元素分析等方法对所合成的化合物进行了结构表征,并初步测定了所合成化合物的杀菌活性.生测结果表明:此类化合物对棉花枯萎(Fusarium oxysporium)、水稻纹枯(Rhizoctonia solani)、小麦赤霉(Gibberella zeae)、苹果轮纹菌(Dothiorella gregaria)、棉花炭疽菌(Colletotrichum gossypii)等5种菌均有一定的抑制活性.其中对苹果轮纹菌抑制活性最好,在浓度为5.0×10-5g/mL时抑制率为31.80%～82.84%.     

选择性合成双[噻吩并[2,3-d]嘧啶-4(3H)-酮]

以2-氨基-4-三氟甲基-5-甲基-噻吩-3-羧酸乙酯(1)为起始原料制得膦亚胺2.在碳酸钾的催化下,膦亚胺2与芳基异氰酸酯和伯二胺的氮杂Wittig反应制得嘧啶环上2,2’取代的双[噻吩并[2,3-d]嘧啶-4(3H)-酮]3;膦亚胺2与烷基异氰酸酯和伯二胺的氮杂Wittig反应制得嘧啶环上3,3’取代的双[噻吩并[2,3-d]嘧啶-4(3H)-酮]4.化合物3的核磁共振氢谱表明关环反应在嘧啶环的2,2’位;化合物4的核磁共振氢谱表明关环反应在嘧啶环的3,3’位.对合成反应机理的推导及目标产物核磁共振氢谱数据的分析解释了此合成反应的选择性.     

新型4-芳氧基吡啶并[3′,2′∶4,5]噻吩并[3,2-d]嘧啶衍生物的合成

2-氯-3-氰基吡啶与巯基乙酸乙酯经闭环反应制得3-氨基吡啶并[3,′2′∶4,5]噻吩-2-甲酸乙酯(1);1与甲酰胺第二次成环生成吡啶并[3,′2′∶4,5]噻吩并[3,2-d]嘧啶-4-酮(2);2经氯化后与取代苯酚反应合成了12个新型的4-芳氧基吡啶并[3,′2′∶4,5]噻吩并[3,2-d]嘧啶衍生物,其结构经1H NMR,13C NMR,IR和元素分析表征。