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新型四苯乙烯衍生物的合成

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2015年第23卷 合成化学 Vo1.23,2015 第l1期,1053~1055 Chinese Journal of Synthetic Chemistry No.11,1053~1055 ・研究简报・ 新型四苯乙烯衍生物的合成 王静 ,宋富强 (1.商丘师范学院化学化工学院,河南商丘476000;2.商丘医学高等专科学校,河南商丘476000) 摘要:以4.溴二苯甲酮为起始原料,利用McMurry等反应构筑分子骨架,设计并合成了3个新型四苯乙烯衍生 物,其结构经 H NMR,”C NMR,EI.MS和元素分析表征。 关键词:4.溴二苯甲酮;四苯乙烯衍生物;McMurry偶联反应;合成 中图分类号:0625;O621.3 文献标识码:A DOI:10.15952/j.cnki.cjsc.1005—1511.2015.11.1053 Synthesis of Novel Tetraphenylethene Derivatives WANG Jing ,SONG Fu—qiang (1.Department of Chemistry and Chemical Engineering,Shangqiu Normal University,Shangqiu 476000,China; 2.Shangqiu Medicla College,Shangqiu 476000,China) Abstract:Three novel tetraphenylethene derivatives were designed and synthesized via McMurry COU— piing reaction to construct the main backbone from 4-bromobenzophenone.The structures were char- acterized by。H NMR,nC NMR,EI.MS and elemental analysis. Keywords:4-bromobenzophenone;tetraphenylethene derivative;McMurry coupling reaction;syn- thesis 四苯乙烯(TPE)及其衍生物是含有芳环和碳 本文以4一溴二苯甲酮为起始原料,利用Mc. 碳双键的共轭分子,具有独特的光物理和氧化还 Murry等反应来构筑分子骨架,通过改变取代基 原性质_l J。在材料科学中作为新型柱状液晶 J 的体积来研究取代基对分子发光性质及聚集状态 和分子开关 引起了人们的广泛关注。2001 的影响,设计并合成了3个新型四苯乙烯衍生物 年,唐本忠研究小组 发现1一甲基-1,2,3,4,5-五 (2,3和5,Scheme 1),其结构经 H NMR, 苯基硅杂环戊二烯在溶液状态下几乎不发光,而 在聚集状态下荧光强度急剧增大,荧光量子效率 ”C NMR,EI-MS和元素分析表征。 显著升高,这种现象与传统的聚集导致荧光猝灭 恰好相反;唐本忠等_6 将这种现象称为聚集诱导 1实验部分 发光(AIE)现象,并把具有该发光特点的材料称 I.1 仪器与试剂 为AIE材料。TPE是AIE材料中最有代表性的 种,Bruker 400 M型核磁共振仪(CDC13为溶剂, 一它具有大的尺寸和螺旋桨形状。由于其结 构简单、合成方便,易功能化、AIE性质明显等优 TMS为内标);傅立叶变换离子回旋共振质谱仪; 点成为现阶段AIE研究中最常用的分子之一。 UBC型元素分析仪。 目前,TPE及其衍生物已被应用于电致发光与显 3,5一二苄氧基苄溴参考文献l9 方法合成;4. 示器件 J、化学传感器和生物探针 等领域。 溴二苯甲酮,三溴化硼,AlfaAesar公司;4,4 .二 收稿日期:2015-03—19 基金项目:国家自然科学基金资助项目(21302120) 作者简介:王静(1980一),女,汉族,河南鹤壁人,博士,副教授,主要从事有机半导体材料的合成与性能研究。E'mail:wj2150 @aliyun.corn --——1054.——— 合成化学 Vo1.23,2015 O O B TiCI4,Zn OMe 0Bn H 0Bn 18一crown-6,KI。K2C03 H 2 0 0 O 昔 H。 。HZn,TiCI4 4 OBn 甲氧基二苯甲酮,安耐吉化学试剂公司;4,4 .二 6.95~6.88(m,6H),6.68~6.62(m,4H), 羟基二苯甲酮,上海达瑞化学试剂公司;四氯化 3.75(d,J=8.0 Hz,6H);”C NNR :158.24, 钛,锌粉,碘化钾,18一冠-l5,苄溴,氢化钠,上海国 158.15,143.76,143.27,140.74,137.87,B  药集团化学试剂有限公司;石油醚,60℃一90 135.99,135.90,133.02,132.52,132.49,帕  ℃;薄层层析(GF254)和柱层析用硅胶(200目一 131.31,130.82,127.78,126.27,119.98, 300目),山东青岛海洋化工厂;其余所用试剂均 113.17,112.99,55.09,55.06;EI—MS m/z:470 5 为分析纯,其中THF经钠,二甲苯酮处理,蒸出立 [M ];Ana1.calcd for C28 H23 O2Br:C 71.34,H 即使用。 4.92;found C 71.35,H4.90。 (2)1一(4一溴苯基)-2,2一二(4一羟基苯)-1一苯 1.2合成 (1)1一(4一溴苯基)-2,2一二(4一甲氧基苯基)一 乙烯(2)的合成 1一苯乙烯(1)的合成 在25 mL两口烧瓶中加入1 0.5 g(1.06 在两口烧瓶中加人锌粉1.31 g(20 mmo1),抽 mmo1),抽真空通氩气,加入无水二氯甲烷10 mL, 真空通氩气,加入无水THF 20 mL,冷却至一1O 冷却至一45℃,搅拌下缓慢滴加2 tool・L~BBr ℃,搅拌下缓慢滴加TiC1 3.8 g(20 mmo]),滴毕, 的二氯甲烷(1.59 mL)溶液,滴毕,反应30 min; 回流反应2 h;冷却至室温,加入4一溴二苯甲酮 于室温反应12 h。倒入冷水中,剧烈搅拌至无更 624 mg(2.4 mmo])和4,4 一二甲氧基二苯甲酮 多固体生成,过滤,滤饼用水洗涤,用丙酮/水 484 mg(2 eroto1),回流反应20 h。冷却至室温,加 (1/1)重结晶得白色固体2 351.4 mg,收率75%; 入10%K2CO3溶液5 mL,搅拌30 min,过滤,滤液 H NMR 6:7.20(d,J=8.0 Hz,2H),7.10~ 用氯仿(3 X 10 mL)萃取,合并萃取液,用无水硫 7.08(In,3H),7.0o~6.98(m,2H),6.89— 酸镁干燥,浓缩后经硅胶柱层析[梯度洗脱剂: 6.83(m,6H),6.59~6.53(rll,4H);”C NMR A= (石油醚): (二氯甲烷)=4:3—1:1]纯 占:155.23,155.11,143.88,143.43,141.18, 化得黄色固体1 349 mg,收率37%,Il1.P.147℃~ 137.12,135.16,135.08,132.94,132.54,132.51, 149.2℃; H NMR 6:7.22(d,J=8.0 Hz,2H), 131.22,130.61,l27.59,125.98,119.63,114.48, 7.12~7.09(m,3H),7.01~6.99(nl,2H), 114.32;EI—MS m/z:442[M ];Ana1.calcd for C26 第11期 王静等:新型四苯乙烯衍生物的合成 -—-—1055..—— H19 O2Br:C 70.44,H 4.32;found C 70.49,H 空通氩气,加入无水THF 20 mL,冷却至一10℃,缓 4.35。 慢滴加TiC1 3.8 g(20 rmno1),回流反应2 h;冷却 (3)1一(4一溴苯基)一2,2一二[4一(3,5.二苄氧 至室温,加入4.溴二苯甲酮624 mg(2.4 mmo1)和4 基)苄氧基苯基]一1一苯乙烯(3)的合成 788 mg(2 mmo1),回流反应20 h。冷却至室温,加 在反应瓶中依次加人2 442 mg(1 mmo1),3, 10%K2CO 溶液5 mL,搅拌30 min,过滤,滤液用氯 5-二苄氧基苄溴918 mg(2.4 mmo1),K2CO3 304 仿(3×10 mL)萃取,合并萃取液,用无水硫酸镁干 mg(2.2 mmo1),KI 364.5 mg(2.2 mmo1)和18- 燥,浓缩后经硅胶柱层析(梯度洗脱剂:A=4:3— 冠.I5 3 mg(1.1%mmo1),抽真空,通氩气,加入无 1:1)纯化得淡黄色固体5 248 mg,收率20%; 水丙酮25 mL,搅拌下回流反应至终点。蒸出丙 H NMR 8:7.42—7.30(m,10H),7.21(d,J= 酮,加人乙酸乙酯和水,静置分层,水相用乙酸乙 8.0 Hz,2H),7.11~7.09(m,3H),7.01~6.99 酯(3×15 mL)萃取,合并萃取液,依次用饱和 (m,2H),6.95~6.87(m,6H),6.75~6.69(m, NaC1溶液洗涤,无水Na SO 干燥,浓缩后用甲醇 4H),4.99(s,2H),4.95(s,2H);”C NMR 6: 重结晶得黄色固体3 575 mg,收率55%; H NMR 157.53,157.46,143.71,143.21,140.72,138.04, 6:7.35~7.22(m,20H),7.15(d,J:8.0 Hz, 136.90,136.88,136.21,136.14,133.00,132.54, 2H),7.04~6.99(m,3H),6.93~6.91(m, 132.51,131.30,130.83,128.50,128.48,127.93, 2H),6.86~6.80(m,6H),6.65—6.56(m, 127.90,127.79,127.55,127.51,126.30,120.02, 8H),6.49(s,2H),4.95(d,J=4.0 Hz,8H), 114.15,113.94,69.89,69.85;E1一MS m/z:622 4.84(d,J=12.0 Hz,4H);”C NMR :160.11, [M ];Ana1.calcd for C40 H31 O2Br:C 77.04,H 157.43,157.35,143.71,143.21,140.67,139.37, 5.01;found C 77.05.H 5.03。 138.05,136.77,136.29,136.17,133.02,132.55, 131.31,130.84,128.57,127.99,127.80,127.53, 2结果与讨论 126.31,120.04,114.14,113.96,106.43,106.38, 以4一溴二苯甲酮和4,4 一二甲氧基二苯甲酮 101.53,70.10,69.78;EI—MS m/z:1 046[M ]; 为起始原料,先经McMurry偶联反应制得1,然后 Ana1.calcd for C68 H55 O6Br:C 77.93,H 5.29; 在三溴化硼的作用下脱掉甲基制得2,最后与3, found C 77.90,H 5.31。 5一二苄氧基苄溴反应合成3;由4,4 .二羟基二苯 (4)4的合成 甲酮先与苄溴反应得到4,然后再与4.溴二苯甲 在反应瓶中加人4,4 .二羟基二苯甲酮5 g 酮经McMurry偶联反应合成5。 (23.34 mmo1),抽真空通氩气,加入无水DMF 150 2,3和5均具有很好的溶解性,能够溶于常用 mL,冷却至0 oC,搅拌下分两次加入氢化钠1.4 g 的有机溶剂,如氯仿,二氯甲烷、四氢呋喃和甲苯 (58.35 mmo1),反应至无气体产生;加入苄溴 等,且均表现出较好的聚集诱导发光性质。随着 8.96 g(51.35 mmo1),于100 oC反应1 h。冷却至 取代基的体积变化,三个化合物的性质呈现有规 室温,倒人500 mL水中,析出沉淀,抽滤,滤饼用 律的变化。进一步的性质研究正在探索整理中。 水洗涤,用热甲苯重结晶得白色片状晶体4 8.27 g,收率90%; H NMR 6:7.80(d,J:8.0 Hz, 参考文献 4H),7.48—7.41(m,10 H),7.05(d,J=8.0 Bosch E,Kochi J K.Catalytic epoxidation of hindered Hz,4H),5.16(s,4H);”C NMR 6:194.36, olefins with dioxygen.Fast oxygen atom transfer to olei・ 161.98,136.29,132.21,130.92,128.67,128.19, in cation radicals from nitrogen oxides[J].J Am Chem 127.46,114.31,70.12;EI—MS m/z:394[M ]; Soc,1996,118:1319—1329. Ana1.calcd for C”H22O3:C 82.21,H 5.62;found C [2] David A S,Marye A F.Structural effects on the dis— 82.24。H 5.60。 proportionation equilibrium of tethered tetraphenyIeth— (5)l一(4一溴苯基).2,2一二(4.苄氧基苯基)一 ylene radicla anions[J].J Org Chem,1990,55: 1047一】O51. 1.苯乙烯(5)的合成 在反应瓶中加人锌粉1.31 g(20 mmo1),抽真 (下转第1059页) 第11期 吴加雄等:微波辅助活性MnO 选择氧化葡甲苷合成葡萄糖醛酸 一1059— 2.3二级氧化及水解反应 [3] Zhu L Y,Lou Z Y.An efficient and selective oxida— 1是葡萄糖的C一1位醛基与C-5位羟甲基及 tion of benzylic and aromatic allylic alcohols with man— 甲醇形成的缩醛,在酸性条件下缩醛极易水解为 ganese dioxide supposed on kieselguhr under solvent— 半缩醛,进而继续水解成醛和醇。在用H:O 将2 free conditions[J].Res Chem Intermed,2013,39: 的醛基经二级氧化为羧基合成3的过程中,由于 4287—4292. 滴加H:O:氧化醛基的过程中生成酸,使得pH降 [4] 李谦和,欧阳美凤,肖利民,等.活性二氧化锰在有 机氧化反应中的应用[J].湖南师范大学自然科学 低,所以滴加H:O 的同时需滴加1 mol・L 学报,2014,37(1):28—36. NaOH溶液控制pH 9~11,避免缩醛水解暴露出 [5] Yuan H,Liu H Q,Du Z P,et a1.Synthesis of glucu— C.1位醛基从而被H:O:氧化为二羧酸产物。同 ronic acid from methyl glucoside by heterogeneous se- 时,滴加H O 氧化醛基的二级氧化过程中得到 lective catlaytic oxidation[J].Chemical Engineering 酸,故pH会变小,当醛基被氧化完后,继续滴加 Journal,2012,207-208:72—75. H O 时pH不会再变化。氧化过程中检测pH变 [6] 袁华,熊小焱,邬茂,等.非均相催化氧化甲苷制备 化,当检测到pH不再变化时,表明二级氧化完 葡萄糖醛酸及其内酯[J].精细石油化工,2009,26 成。3在酸性条件下于80℃水解2 h得醛酸。 (3):31—34. 『7] Goldman I M.Activation of manganese dioxide by aze— 3结论 otropic removal of water[J].Journal of Organic Chem- istry,1969,34:1979—1981. 葡甲苷经微波辅助MnO 一级选择氧化和 [8]王小梅,李谦和.活性MnO 选择氧化紫苏醇合成 H O 二级氧化合成了葡萄糖醛酸。最佳合成条 紫苏醛[J].合成化学,2004,12(4):408—410. 件为:活性MnO 为氧化剂,水为溶剂,于80 cI=微 [9] 李青.微波辐射下活性MnO 选择氧化糠醇合成糠 波(400 W)反应2 h,葡甲苷和活性二氧化锰质量 醛[J].科技创新与生产力,2010,(12):105—106. 比为1:4,葡萄糖醛酸收率79%。该工艺过程反 [10] 丁爱忠,沙作良.HPLC法测定葡醛内酯的有关物 应条件温和,环境污染小,后处理简单,符合绿色 质及含量[J].中外医疗,2010,29(26):95. 化学发展要求。 [1 1] Mou L.Determination of glucurolactone by HPLC [J].Drug Standards of China,2004,5(4):57—58. 参考文献 [12]‘Jinag R R,Huang T,Liu J L,et a1.A novel method to prepare nanostnrctured manganese dioxide and its [1] 罗军,蔡春,吕春绪,等.微波有机合成化学最新进 electrochemical properties as a supercapacitor electrode 展[J].合成化学,2002,10(1):17—24,61. [J].Electrochimica Acta,2009,54(11):3047—3052. 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