Natural Sciences:单、双和三重扩展螺烯的合成

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螺烯是一类由芳环邻位稠合而成的具有独特螺旋手性的多环芳烃化合物,表现出独特的手征性光学性质,例如较强的比旋光度、圆二色性、圆偏振发光等。螺烯在不对称催化、非线性光学、有机光电材料、分子识别等多个领域具有非常广阔的应用前景。然而,高效合成更高阶及更复杂结构的螺烯分子仍然充满挑战,如何通过分子的精准设计,合理释放螺旋骨架的扭曲张力,构建空间位阻较低、构型稳定的新型螺烯体系,是该领域所面临的一个挑战。

近年来,通过在传统螺烯分子的特定位置中插入苯环从而释放扭曲张力,得到一类新的扩展螺烯分子。目前所报道的扩展螺烯结构较为简单,外消旋能垒低,室温下左右旋构象快速互变致使外消旋化,无法进一步对其手性性质进行研究,这极大地限制了其实际应用。最近,名古屋大学Eiji Yashima和Tomoyuki Ikai教授课题组采用优化后的三氟乙酸亲电环化反应成功构筑了首例构型稳定且具有优异圆偏振发光性质的三重扩展螺烯。从蒽基元出发,通过多步偶联反应得到前体化合物,然后通过高效的亲电环化反应成功构筑了C-型、S-型以及W-型扩展螺稀,并采用高效液相色谱成功将其进行手性拆分。值得指出的是,最后一步环化反应基本定量生成目标产物,且具有单一反应位点选择性。进一步研究了三类不同扩展螺稀的光物理化学性质,随着分子逐渐增大,其外消旋能垒逐渐增大,且其CPL不对称因子也逐渐增大,该研究为后续手性发光材料的研制奠定了基础。

文信息

Consecutively fused single-, double-, and triple-expanded helicenes

Wei Zheng, Tomoyuki Ikai, Kosuke Oki, Eiji Yashima


Natural Sciences

DOI: 10.1002/ntls.20210047


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