[发明专利]菱形螺二格及菱形螺二格的制备方法

说明书

本发明公开了一种菱形螺二格及菱形螺二格的制备方法，属于纳米技术与有机电子技术领域，菱型螺二格由具有四个反应位点的A4型合成子和具有两个反应位点的B2型合成子通过傅克反应制备得到，菱形螺二格包括至少两种类芴基团，菱形螺二格为具有棱角且包含螺环的刚性闭环结构，且菱形螺二格呈C2对称结构。相较于现有技术，本发明中菱形螺二格属于螺芴及二芳基芴体系，具有良好的热稳定性、电化学稳定性、光谱稳定性以及光电活性，且本发明采用的制备方法没有生成多格或聚格的副反应，反应产率更高，更容易分离出产物，实现了无金属催化、绿色环保、原子经济的菱形螺二格的制备。菱形螺二格的结构通式如下：

技术领域

本发明涉及一种菱形螺二格及菱形螺二格的制备方法，属于纳米技术与有机电子技术领域。

背景技术

2014年，解令海教授课题组提出一种新颖的结构刚性的纳米尺度立体闭环结构——有机纳米格(L.Wang,G.-W.Zhang,C.-J.Ou,L.-H.Xie,J.-Y.Lin,Y.-Y.Liu andW.Huang,Org.Lett.,2014,16,1748-1751)。从几何结构分析，格子(Grid)是不同于大环的闭环结构单元，格子具有明显棱角和边长。虽然一些具有规则边角的大环化合物结构也有报道。

例如，环形芳炔类大环化合物是近年来出现的一类新型的具有固定结构和规整形状的芳香环和炔键形成的多边形大环状碳氢化合物。但事实上，规整形状的多边形大环仍没有引起科学家的注意和重视。然而，具有立体构型的格子是构筑很多复杂结构的基础，如多阶梯结构、田字格以及很多复杂格状拓扑。除了形状，方格对比大环更强调其可拓展性特征。利用方格的边或顶点将单元分子格子进行多种多样的互联。该类纳米格具有明确的边缘和顶点、活性位点以及灵活的可用于构筑结构复杂的一维、二维和三维网状结构。依据纳米格的几何结构，纳米格可以分为梯形、风车状、缺角、井字和菱形纳米格。

由于纳米格具有多个连接点，因此，每种纳米格都有其独特的连接方式。例如，梯形纳米格通过C-C偶联(Suzuki或者Yamamoto)反应，不仅可构筑一般的非共轭型纳米聚格(Q.-Y.Feng,Y.-L.Han,M.-N.Yu,B.Li,Y.Wei,L.-H Xie and W.Huang,Chin.J.Polym.Sci,2017,35,87-97)，还可以构筑梯状聚格。菱形纳米格之间的菱角互连，可以构筑菱形二格及聚格。相比于碳碳单键连接的非共轭型纳米聚格，碳碳双键连接的梯状聚格和菱形聚格具有很好的刚性，可以避免由于键的旋转，导致结构构型或者构象复杂。菱形纳米格的成功合成表明将具有活性位点的螺芴引入纳米格的方案是可行的，底物通过分子间的傅克反应高效的合成纳米格，拓展了有机纳米格的合成范围，向螺二格及多格方向发展。

有机环状材料，具有特殊的孔腔和π电子共轭结构，可以自组装成高度有序的结构，拥有优良的光电性质。因此，新颖的、具有独特结构的闭环类化合物是有机合成化学领域重要的目标，展现出诸多的潜在应用价值。自1949年首次合成环番之后，杯芳烃、轮烷、索烃、柱芳烃和环对苯撑(CPP)陆续被不断合成出来。但是很多大环分子产率不高且延展性差，合成需要先构筑复杂的闭合单元模块，合成方法复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种菱形螺二格及菱形螺二格的制备方法，菱形螺二格具有良好的热稳定性、电化学稳定性、光谱稳定性和光电活性，该制备方法没有生成多格或聚格的副反应，反应产率更高，更容易分离出产物，解决了现有技术中闭环分子合成步骤复杂、后处理有毒、污染较大等问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种菱形螺二格，包括至少两种类芴基团，所述菱形螺二格为具有棱角且包含螺环的刚性闭环结构，且所述菱形螺二格为C2对称结构，所述菱形螺二格的结构通式如下：

作为本发明的进一步改进，所述类芴基团包括9-苯基芴醇衍生物以及具有螺二芴几何构型的螺环结构。

作为本发明的进一步改进，所述结构通式中，R为烷基链，所述烷基链为以下结构中的任意一种：