近日，中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所生物基及仿生高分子材料團隊負(fù)責(zé)人萬曉波等在二氮芳辛的合成機理研究以及由此衍生出的新型場效應(yīng)晶體管材料合成方面取得階段性進展。
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-氨基二苯甲酮通過傳統(tǒng)的縮合反應(yīng)制備而得，但此過程需要長時間的回流和除水，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。
萬曉波團隊發(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)不需要長時間的回流和除水，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，通過對反應(yīng)進行優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)該反應(yīng)可在溫和（催化量的酸、室溫）條件下進行，通過對機理的深入研究，進一步修正了最初提出的反應(yīng)機理，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)化及機理的修正
同時，該團隊還對二氮芳辛的潛在應(yīng)用進行了有意義的拓展，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小分子的場效應(yīng)晶體管材料，也可以作為構(gòu)筑基塊合成高分子場效應(yīng)晶體管材料。該合成路線新穎，具有簡捷、產(chǎn)率高等特點，優(yōu)于目前已有報道的吡咯并[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，對所合成材料的場效應(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. 新型有機場效應(yīng)晶體管材料：
http://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2012/cc/c2cc36689d
