1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
研究意义:
荧光分子的设计合成和应用一直是光学、光电、生物探针、化学感应等领域的研究重点,但由于聚集导致发光猝灭(aggregation-caused quenching, acq)现象,导致传统的荧光分子在应用上遭受到了极大的阻碍。四苯基乙烯(tpe)作为经典的聚集诱导发光(aggregation-induced emission, aie)分子,与传统荧光分子性质相反。在低浓度下不发光,而在聚集态下强烈发光,这样的性质使aie分子在发光薄膜、纳米荧光探针等领域中大放异彩。碳硼烷具有特殊的三维离域电子和立体芳香性、c-c具有伸缩振动能力等性质,可作为特殊的“官能团”结构,促使发光分子发生光学性质变化,甚至能实现传统发光分子从acq现象到aie现象的转变,因此碳硼烷也在发光分子体系中占有特殊的地位。目前文献中单碳硼烷的引入,对四苯基乙烯分子的光物理性质有极大影响。双取代的四苯基乙烯-z/e异构体的光学性质具有明显的差异,但是由于在合成过程中,z/e的构型比较难分离。因此本课题从碳硼烷的角度出发,通过设计合成路线,分离得到不同z/e结构的碳硼烷修饰的tpe化合物,进而研究碳硼烷对不同构型分子的光物理性质的影响,对于深入理解碳硼烷的影响,以及设计开发新型有机发光分子具有重要意义。
研究概况和应用前景:
2. 研究的基本内容和问题
研究目标:
1. 探索z/e式tpe-carborane分子的合成方法、合成条件,总结出产率高、条件温和的合成路线。
2. 探索z/e式tpe-carborane分子在碳硼烷另一个c端引入不同取代基团,进一步合成衍生分子的方法。
3. 研究的方法与方案
1. 研究方法:
本课题所研究的z/e式tpe-carborane分子的合成,是遵循构型控制的理念,从起始反应就将z/e异构体通过不同的途径合成。合成第一个确定构型的产物之后,再通过suzuki coupling、sonogashira coupling反应,逐步合成出二乙炔基修饰的四苯基乙烯分子。再使用乙腈或硫醚取代的十二氢十硼烷中间体(b10h12r2,r=ch3cn或s-et),将炔基转化为邻位碳硼烷。
2. 技术路线:
4. 研究创新点
特色或创新之处
1. 对于z/e-tpe-carborane,不使用前人“一锅”反应产生异构体的混合物,再进行分离或不进行分离的方法;而是采取从原料到中间产物到终产物,每一步都保持构型.
2. 与传统有机反应不同,该过程中几乎所有的反应都将控制无水无氧的严格反应条件,包括双排管的使用、溶剂的除水除氧处理等操作。
5. 研究计划与进展
研究计划及预期进展
1. 研究计划:
2019.9-2019.11 查找参考资料,做实验前的理论和操作的准备工作以及试剂的预处理工作。
