三蝶烯的应用及合成

2026/10/18 8:01:01 作者:棋桦
三蝶烯是一种由‌三个苯环通过两个饱和桥头碳连接而成的三维刚性芳香烃‌,白色晶体,易升华,溶于热丁酮、甲苯,难溶于水和甲醇。三个苯环由饱和碳连接,彼此共轭很弱,主要为同共轭效应;不同苯环上取代基不同时,还能形成非常稳定、不易消旋化的手性结构。它最早在1942年被合成,1956年出现了苯炔与蒽通过Diels-Alder反应一锅制备的实用方法,由此开启了蝶烯化学的研究。‌‌具有D₃ₕ对称性,相邻苯环二面角为120°,形成独特的桨状三维结构和三个开放的富电子空腔。

主要应用

‌光电材料‌:三蝶烯的刚性三维结构能有效抑制分子间π-π堆积,降低浓度淬灭,同时提升材料热稳定性和成膜性,因此被广泛用于OLED的主体材料、电子传输材料、热活化延迟荧光材料及磷光铱配合物中。

‌超分子化学‌:其开放空腔和三维骨架适用于主客体化学、分子机器及可控固态组装研究。

‌其他领域‌:三蝶烯衍生物还可用于生物荧光成像(如六苯并蔻修饰的三蝶烯)、微孔聚合物(用于氢气/二氧化碳吸附)以及Suzuki偶联反应的催化剂等。‌‌

合成方法

将蒽(25 g,140 mmol)和异戊基亚硝酸酯(21.2 mL,18.5 g,158 mmol)溶解于三口烧瓶(1000 mL)中的二氯甲烷(400 mL)中,并在氩气氛围下回流。在4小时内分批加入沸腾的乙醚(100 mL)中含萘酚酸(20 g,146 mmol)的混合物。将混合物回流30分钟,冷却至室温,然后蒸干。加入顺酐(20 g,204 mmol)和二甲苯(200 mL)。将溶液回流 30 分钟,然后冷却至室温。在减压下蒸发掉二甲苯,并加入二氯甲烷(350 mL)。用 KOH(15% 水溶液,3×100 mL)洗涤,用硫酸钠干燥,然后蒸发。将所得残留物悬浮于热乙醇(15 mL)中,然后冷却。用肖特漏斗过滤,并用乙醇(20 mL)洗涤得三蝶烯。[1]

三蝶烯的合成.jpg

将蒽(17.8 g,100 mmol)溶于回流的1,2-二氯乙烷(400 mL)中。在氮气氛围下,于回流条件下一次性加入异戊基亚硝酸酯(16.1 mL,14.1 g,120 mmol)。将萘酚酸(15.1 g,110 mmol)在1,2-二甲氧基乙烷(150 mL)中分批滴加,约需1小时。将反应混合物在回流条件下加热 30 分钟,然后在减压下干燥。向棕色固体中加入顺酐(9.82 g,100 mmol)和 1,4-二氧六环(100 mL)。将悬浮液加热回流 1 小时。将反应混合物冷却至室温。将该混合物倒入预冷的甲醇(500 mL)、水(500 mL)和 KOH(50 g)混合液中。搅拌所得的浅棕色悬浮液 5 分钟,然后过滤。用 4:1 的甲醇:水(4 × 100 mL)洗涤固体,得到沙色的粉末。将该粉末加入温热的丁酮(150 mL)中,热滤后倒入甲醇(600 mL)中。将所得的棕色溶液置于冷冻室中冷却,以析出灰白色晶体三蝶烯。通过过滤分离出晶体,并用冷甲醇(3 × 30 mL)和冷戊烷(2 × 20 mL)洗涤。

在氮气氛围下,将 N,N-二甲基苯胺(0.47 g,0.5 mL,3.9 mmol)的 THF 溶液(15 mL)冷却至 -78 °C。向反应混合物中加入 BF₃·Et₂O(0.48 g,0.42 mL,3.9 mmol)。搅拌反应混合物 15 分钟。向反应混合物中加入溶于 THF(5 mL)中的蒽(0.7 g,3.9 mmol)。用注射器转移 LTMP 溶液 [通过将 TMP(1.2 g,1.4 ml,7.8 mmol)和 nBuLi(3.7 mmol,2.1 M,7.8 mmol)在 THF(3 ml)中的溶液搅拌制备]。在 -78°C 下继续搅拌 1 小时。将反应混合物在1小时内冷却至室温,然后倒入乙醚(50毫升)中。用盐酸(3×10毫升,5%)、水、盐水洗涤有机层,然后干燥。在减压下蒸发溶剂。将残留物溶于甲苯(25 ml)中,并向混合物中加入顺酐(0.49 g,5.0 mmol)。将溶液回流加热两小时。在减压下除去溶剂。用氢氧化钠溶液将残留物调至强碱性。过滤沉淀并用水洗涤。用甲乙酮对残留物进行重结晶,得到产物三蝶烯。

 

参考文献

[1]  Granda, J. M., Grabowski, J., & Jurczak, J. (2015). Synthesis, Structure, and Complexation Properties of a C 3-Symmetrical Triptycene-Based Anion Receptor: Selectivity for Dihydrogen Phosphate. Organic letters, 17(23), 5882-5885.

免责申明 ChemicalBook平台所发布的新闻资讯只作为知识提供,仅供各位业内人士参考和交流,不对其精确性及完整性做出保证。您不应 以此取代自己的独立判断,因此任何信息所生之风险应自行承担,与ChemicalBook无关。文章中涉及所有内容,包括但不限于文字、图片等等。如有侵权,请联系我们进行处理!
阅读量:9 0

欢迎您浏览更多关于三蝶烯的相关新闻资讯信息