[发明专利]一种含双芴的类螺烯化合物及其合成方法

说明书

本发明属于碳环化合物技术领域，公开了一种含双芴的类螺烯化合物及其合成方法，以二芳基酸取代的萘为原料，采用分子内傅克酰基化成环反应，成功制备一类具有螺手性和光电功能性质的类螺烯化合物。本发明具有合成线路短、收率高、易操作等优点，与传统合成螺烯的成环方法不同，新的傅克酰基化成环策略的制备成本低且易于推广。基于新的成环策略，通过改变不同的芳基官能团如苯环、萘环和菲环，可以相应的得到类[6]‑[10]螺烯化合物。基于芴本身的发光性质和螺烯的固有螺手性，该化合物有望在圆偏振发光、有机电致发光和非线性光学等领域得到广泛的应用。

技术领域

本发明属于碳环化合物技术领域，具体的说，是涉及一种含双芴的类螺烯化合物及其合成方法。

背景技术

螺烯是一类至少由四个芳环邻位稠合而成的具有螺旋结构的多环芳香性化合物。由于其骨架末端芳环之间的位阻排斥，使得这类分子呈现特殊的P/M螺旋手性，因此可表现出独特的物理化学性质和光学性质。然而，螺烯分子通常表现出很差的发光性质。芴作为一个已被广泛报道的蓝光生色团，已经成功的被引入到平面共轭分子体系里，如小分子和聚合物，所得到含芴的化合物具有很强的发光性质，其可作为发光材料应用于有机光电器件中。目前，将芴引入弧形共轭分子体系里如螺烯化合物的报道较少，主要包括含单芴的类[6]、[7]螺烯的合成，有关报道参见K.Nozaki,et al.Org.Lett.2016,18,3654-3657；K.Tanaka,et al.J.Am.Chem.Soc.2012,134,4080-4083；E.Gacs-Baitz,etal.Synth.Commun,1998,28,2181–2190。与未修饰的螺烯化合物相比，这类含单芴的类螺烯化合物的荧光性质得到了极大的增强，其有望作为发光材料应用于圆偏振发光、有机电致发光和非线性光学等领域。然而，对于含双芴的类螺烯体系鲜有报道。因此，开发新型的含双芴的类螺烯化合物有利于促进新的圆偏振发光材料的发展研究。

在已报道的含单芴的类螺烯化合物中，其合成方法主要包括光催化烯烃关环反应和过渡金属催化炔烃关环反应，有关报道参见综述M.Gingras,Chem.Soc.Rev.,2013,42,968-1006。但是，这两种合成方法有其各自的缺陷。比如光催化环化反应需要光照条件和毒性较高的苯作为溶剂，危险且不易控制；过渡金属催化炔烃反应需要提前制备多炔烃底物和利用贵金属催化剂，反应路线长且不经济。

发明内容

本发明旨在解决含单芴的类螺烯化合物合成方法中的相关技术问题，提供了一种含双芴的类螺烯化合物及其合成方法，首次采用以二芳基酸取代的萘为原料，采用分子内傅克酰基化关反应策略，构建新型的含双芴的类螺烯化合物；该合成方法简单易操作，避免以往方法中条件危险而不易控制、反应路线长且不经济等问题，并可以通过调整不同的芳基取代基团得到共轭延长的类螺烯分子。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现：

根据本发明的一个方面，提供了一种含双芴的类螺烯化合物，其结构通式Ⅰ如下：

其中，取代基R₁-R₄各自独立选自H，C₁-C₆烷基，含C芳香环或者含N、O、S原子的芳香杂环；芳香环Ar₁-Ar₂各自独立选自苯环、萘环和菲环。

进一步地，取代基R₁-R₄各自独立选自H，含C芳香环。

进一步地，芳香环Ar₁-Ar₂各自独立选自苯环。

进一步地，其结构通式为Ⅰa、Ⅰb、Ⅰc、Ⅰd中的一种，其中：

结构通式Ⅰa为：

结构通式Ⅰb为：