[发明专利]一种基于三蝶烯的手性噻吩螺烯及其制备方法

说明书

本发明属于手性螺烯材料领域，具体涉及一种基于三蝶烯的噻吩螺烯及其制备方法。本发明的基于三蝶烯的手性噻吩螺烯，选自如下通式中的化合物：本发明的螺烯化合物，是以三蝶烯为中心核，同时采用并三噻吩为构筑单元，得到的一类具有三维立体结构的手性螺烯新分子，能够为手性材料、圆偏振发光材料提供新的结构选择。

技术领域

本发明属于手性螺烯材料领域，具体涉及一种基于三蝶烯的噻吩螺烯及其制备方法。

背景技术

螺烯是具有螺旋形结构的邻位稠合多环芳烃，是一类具有螺旋手性的非平面结构，螺烯及其衍生物已被广泛地应用于手性光电材料、不对称催化、分子组装领域，是当前化学和材料学科研究的热点之一。从螺旋单元数目上划分，螺烯可分为单螺烯、双螺烯及多螺烯。到目前为止，已有一系列多种不同中心π共轭核的螺烯被报道，例如具有三亚苯核的螺烯、具有萘核的螺烯、具有苝核的螺烯、具有心环烯核的螺烯、具有更大π共轭核的螺烯等等。然而，上述报道的螺烯的中心核都为近平面型，中心核为立体结构的螺烯研究较少。而立体结构螺烯具有独特的分子堆积以及有趣的自组装行为，在手性材料和圆偏振发光材料(CPL)中有着广泛的应用前景。

三蝶烯是一类具有桨轮或螺旋桨状的分子，是由三个苯环和两个sp³碳原子连接而成的D_3h对称结构，具有独特的三维刚性结构，在材料化学、分子机器等众多领域表现出巨大的应用前景。以三蝶烯为中心核构筑的螺烯是一种独特的三维立体结构螺烯新分子，能够拓展螺烯的应用范围。

然而，现有技术中并未见基于三蝶烯的三维立体结构的手性螺烯的报道。因此，开发不同类型的三维立体结构的螺烯，能够为手性材料、圆偏振发光材料提供新的结构选择。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于三蝶烯的手性噻吩螺烯；同时，本发明的另一目的在于提供上述手性噻吩螺烯的制备方法。

为实现本发明目的，本发明的基于三蝶烯的手性噻吩螺烯，采用的技术方案是：

一种基于三蝶烯的手性噻吩螺烯，选自如下通式中的化合物：

其中，式Ⅰ～式Ⅳ中，R选自H、中的一种。

本发明的基于三蝶烯的手性噻吩螺烯，是以三蝶烯为中心核，同时采用并三噻吩为构筑单元，得到的一类具有三维立体结构的单、双、三螺烯新结构分子。

三蝶烯本身是没有手性的，本发明通过在三蝶烯不同位点引入特殊的取代基，从而构筑了手性三蝶烯分子，并利用手性三蝶烯的中心单元有效诱导螺烯的手性，从而产生单一稳定的手性分子，避免了手性螺烯分子分离提纯的问题。同时，本发明构建得到的手性化合物，具有良好的圆二色性能，并且能够进一步在并三噻吩末端引入发光取代基从而赋予其圆偏振发光性能，基于此能够为手性材料、圆偏振发光材料提供新的结构材料选择。

本发明的基于三蝶烯的手性噻吩螺烯的制备方法，具体方案如下：

式Ⅰ、式Ⅱ所示的基于三蝶烯的手性噻吩螺烯的制备方法，包括以下步骤：

1)将三蝶烯与1,1-二氯甲醚、四氯化锡进行傅克酰基化反应，得到式1所示的甲醛一取代的三蝶烯；

2)将甲醛一取代的三蝶烯与式4化合物混合后进行Wittig反应，生成式5所示的噻吩蝶烯化合物；

3)将式5所示的噻吩蝶烯化合物与溶剂、I₂、环氧丙烷混合，排除空气后，采用汞灯照射进行光化学反应，得到式Ⅰ、式Ⅱ所示的基于三蝶烯的手性噻吩螺烯；

式Ⅲ所示的基于三蝶烯的手性噻吩螺烯的制备方法，包括以下步骤：

A)将三蝶烯与1,1-二氯甲醚、三氯化铁进行傅克酰基化反应，得到式2所示的甲醛二取代的三蝶烯；