二溴联苯与芳基硼酸经钯催化Suzuki-类Heck偶联串联反应合成苯并菲的研究

发布时间：2017-11-03 04:13

  本文关键词：二溴联苯与芳基硼酸经钯催化Suzuki-类Heck偶联串联反应合成苯并菲的研究

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【摘要】：随着科学技术的高速发展,人们对于功能有机材料的需求不断增加,多环芳烃(PAHs)作为一类重要的兀-共轭功能有机材料,自然而然受到了人们的关注。长期以来,多环芳烃一直是有机合成化学、理论化学以及材料化学领域的研究热点。发展新型高效的多环芳烃的合成方法对于新型功能有机材料的性能改良以及开发具有极其重要的意义。苯并菲(苯并菲)及其衍生物就是一类非常典型的多环芳烃,π-共轭功能材料如盘状液晶等均含有苯并菲骨架。同时,苯并菲及其衍生物也显示出了优秀的发光特性,超导性以及抗癌等药物活性。鉴于苯并菲在有机功能材料中的广泛应用,对苯并菲以及衍生物的合成研究便受到了有机合成工作者的关注。在已有的苯并菲合成方法中报道最多的一种便是经由苯炔机理[2+2+2]三聚环化生成苯并菲的方法,该方法普遍对环境比较友好且具有中等偏上的产率。但是由于其产物均是经由三组分苯炔中间体组合而成,所以当苯炔中间体带有官能团时,这类反应往往会有区域异构体生成,且该方法对合成的苯并菲衍生物的官能团位置以及种类的调控也不灵活,这就限制了其应用。有课题组报道通过锡、锆等有机金属试剂和二卤代烃反应生成苯并菲,该类方法可以以较高的产率得到官能团化的苯并菲,但是该方法由于用到锡等金属,所以其具有很大的毒性并且对于环境很不友好,在我们环保意识不断增强的今天,这类方法也受到了一定的限制。另外还有课题组报道利用双卤代烃和双金属试剂偶联合成苯并菲的方法,这种方法虽然可以以较好的产率得到目标产物,但是由于双金属试剂制备产率低、价格高、种类有限所以该方法存在成本过高的问题。其他一些方法例如利用2-苯基联苯及其衍生物进行分子内关环形成C_(Aryl)-C_(Aryl)键得到苯并菲结构,但该类方法产率一般并且通常反应条件比较苛刻。我们课题组利用2,2'-二溴联苯和芳基硼酸为反应物通过Suzuki-Heck类型的偶联串联反应顺利的合成了多环芳烃苯并菲。本文对于2,2'-二溴联苯和芳基硼酸在钯催化下经偶联环化反应制备苯并菲衍生物的合成方法进行了研究。实验发现,以10 mol%双环己基磷二氯化钯作为催化剂,20 mol%三(4-甲氧基苯基)膦作为配体,3倍量碳酸铯作为碱,只需1.1倍量的芳基硼酸,即可高产率地得到苯并菲及其衍生物。本文分为三章撰写。第一章,介绍了常用的偶联反应机理、应用以及研究进展；苯并菲合成的研究进展以及本论文选题目的和意义。第二章,介绍了反应中要用到的钯催化剂、二溴联苯以及芳基硼酸的合成。第三章,以4-硝基苯硼酸和2,2'-二溴联苯为模板反应,对反应条件进行了考察和优化,随后用最优条件对反应底物进行了拓展,合成了25种苯并菲衍生物。
【关键词】：多环芳烃 偶联环化 苯并菲 串联反应 钯
【学位授予单位】：陕西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O621.251
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-41
• 1.1 过渡金属催化的C-C交叉偶联反应9-28
• 1.1.1 Kumada反应、Negishi反应、Still反应和sonogashira反应9-15
• 1.1.2 Suzuki反应的研究现状15-23
• 1.1.3 Heck反应的研究现状23-28
• 1.2 多环芳烃类化合物以及其在显示技术中的应用和研究现状28-39
• 1.2.1 多环芳烃类化合物及其在液晶显示技术中的应用28-32
• 1.2.2 稠环芳烃苯并菲合成的研究现状32-39
• 1.3 选题的目的与思路39-41
• 第2章 钯催化剂、芳基硼酸和二溴芳烃的制备41-51
• 2.1 引言41
• 2.2 实验部分41-50
• 2.2.1 试剂与仪器41-43
• 2.2.2 钯催化剂以及二溴联苯的制备43-46
• 2.2.3 芳基硼酸的制备46-50
• 2.3 结果与讨论50
• 2.4 本章小结50-51
• 第3章 钯催化偶联反应合成苯并菲(苯并菲)51-69
• 3.1 引言51-52
• 3.2 实验部分52-54
• 3.2.1 试剂与仪器52-53
• 3.2.2 苯并菲(三亚苯)的合成53-54
• 3.3 结果与讨论54-67
• 3.3.1 合成苯并菲的条件优化54-57
• 3.3.2 合成苯并菲及其衍生物57-61
• 3.3.3 数据表征61-67
• 3.4 本章小结67-69
• 全文总结69-71
• 参考文献71-81
• 附录81-99
• 致谢99-101
• 攻读硕士学位期间科研成果101

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本文编号：1134576