近日，中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過(guò)程研究所生物基及仿生高分子材料團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人萬(wàn)曉波等在二氮芳辛的合成機(jī)理研究以及由此衍生出的新型場(chǎng)效應(yīng)晶體管材料合成方面取得階段性進(jìn)展。
二氮芳辛是潛在的人工肌肉高分子材料的構(gòu)筑基塊，一般可由2-氨基二苯甲酮通過(guò)傳統(tǒng)的縮合反應(yīng)制備而得，但此過(guò)程需要長(zhǎng)時(shí)間的回流和除水，并且產(chǎn)率受底物影響較大。此外，2-氨基二苯甲酮本身的制備方法比較繁瑣和昂貴，因而限制了二氮芳辛類分子的性能研究。
萬(wàn)曉波團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一種關(guān)鍵反應(yīng)步驟為2-酰基疊氮二苯甲酮在酸性條件下的合環(huán)反應(yīng)的新型二氮芳辛合成方法，該反應(yīng)不需要長(zhǎng)時(shí)間的回流和除水，反應(yīng)迅速，產(chǎn)率高。該工作發(fā)表在Organic Letters 上（Org. Lett., 2011, 13, 709-711）。
在此基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)反應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)該反應(yīng)可在溫和（催化量的酸、室溫）條件下進(jìn)行，通過(guò)對(duì)機(jī)理的深入研究，進(jìn)一步修正了最初提出的反應(yīng)機(jī)理，該工作發(fā)表在最新一期的Tetrahedron上(Tetrahedron, 2012, 68, 9665-9671)。
圖一. 二氮芳辛合成的優(yōu)化及機(jī)理的修正
同時(shí)，該團(tuán)隊(duì)還對(duì)二氮芳辛的潛在應(yīng)用進(jìn)行了有意義的拓展，發(fā)現(xiàn)從9,10-位氯代的二氮芳辛出發(fā)，在酸的輔助下用鋅粉還原，可成功地合成新型含吡咯并[3,2-b]吡咯的稠環(huán)化合物，該類化合物可作為有機(jī)小分子的場(chǎng)效應(yīng)晶體管材料，也可以作為構(gòu)筑基塊合成高分子場(chǎng)效應(yīng)晶體管材料。該合成路線新穎，具有簡(jiǎn)捷、產(chǎn)率高等特點(diǎn)，優(yōu)于目前已有報(bào)道的吡咯并[2,3-b]吡咯合成方法，并能拓展到更大的共軛體系合成中去。
在中科院化學(xué)所劉云圻研究組的協(xié)助下，對(duì)所合成材料的場(chǎng)效應(yīng)晶體管性能做了初步研究，發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的化合物是潛在的性能優(yōu)良的場(chǎng)效應(yīng)晶體管材料。相關(guān)工作發(fā)表在最近的Chemical Communication上（Chem. Commun., DOI:10.1039/C2CC36689D）。
圖二. 從氯代二氮芳辛一步法合成吡咯[2,3-b]并吡咯稠環(huán)化合物
原文鏈接：
1. 二氮芳辛的合成新方法：
http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/ol102957c
2. 二氮芳辛合成方法優(yōu)化：
http://dx.doi.org/10.1016/j.tet.2012.09.050
3. 新型有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管材料：
http://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2012/cc/c2cc36689d
