基于协同效应构筑新型氮簇星状功能有机化合物

星状共轭化合物是一类特殊的有机分子，通常具有成膜性好、玻璃化转变温度高、电荷传输性能好等优点，在导电材料、有机光色材料、有机电致发光器件等领域中都有一定应用。研究星状共轭化合物的关键步骤之一是合成星状共轭核，目前已有许多星状共轭核被报道。鉴于氮原子含有孤对电子且取代芳环中部分sp2碳原子后芳环又不失芳香性和稳定性的特点，本项目基于化学反应的协同效应，以具有多个相同反应位点的C3对称性分子三聚氰胺和2,4,6-三甲基[1,3,5]三嗪为原料，构筑了三类新型氮簇星状共轭核，通过偶联反应将各类生色团引入到支链中，合成众多功能共轭分子，这将极大地丰富星状化合物库。同时，通过对其光物理性质、电化学性质及热力学性质的讨论结果，对部分化合物结构进一步优化，以待发现数个在电致发光、太阳能电池等方面有可能应用的有机小分子材料。

星状共轭化合物在导电材料、有机光色材料和有机电致发光器件等领域中有广泛应用。基于化学反应的协同效应，我们首先以具有多个反应位点的C3对称性分子三聚氰胺与α-溴代酮反应来合成新型氮簇星状共轭化合物。经过多种反应条件的尝试，目标分子以较低的产率得到，溶解性也较差。在此过程中我们通过协同串级反应合成了单个氮原子的C3对称性共轭分子，通过研究这类共轭星状化合物的光物理性质，发现其展现出很好的荧光强度。此外，以这类星状共轭核的三溴取代物为中间体，通过偶联反应，向这些吡啶核上同时引入了多个双键，获得了一类含有双键支链的准C3对称性共轭星状分子，并发现这些化合物展现出良好的光物理性质，这些研究结果分别发表在Green Chemistry (2012, 14, 1796)和Journal of Chemical Research (2011, 35, 595)上。. 在实验过程中，通过对上述实验结果及反应机理的探讨与分析，我们以α-溴代酮为原料之一协同串联合成了系列具有共轭结构的功能化新型苯并呋喃[2,3-c]吡啶衍生物，此类化合物也显示出良好的光物理性质。该研究结果发表在Green Chemistry (2014, 16, 2213)上。我们也通过串联反应合成新型的色烯-茚二酮类化合物，该红色固体的紫外最大吸收波长在464 nm-482 nm 之间，可以看出这类分子在有机染料领域有潜在的应用价值，该研究结果发表在《有机化学》上。上述部分研究内容在论文发表过程中受到了审稿人的高度评价，鉴于此研究工作的重要意义，在后续的工作中我们在合成新型氮簇星状共轭分子的同时也拓展了这部分内容，并以简单易得的原料合成了系列色烯和亚甲基桥连的双环等杂环化合物。