汪朝阳教授课题组在化学顶级期刊Angew Chem Int Ed发表论文

华南师范大学化学学院/学术动态 2020-02-22 17:23:41 来源:华南师范大学化学学院 点击: 收藏本文

汪朝阳教授课题组在化学顶级期刊Angew Chem Int Ed发表论文

在广东省功能分子重点实验室开放课题资助下,我院汪朝阳教授课题组和华南理工大学江焕峰教授课题组合作完成的研究成果,为基于二芳基乙烯骨架设计新型AIE分子提供了一种新思路。近日,相关结果发表在化学顶级期刊Angew Chem Int Ed(图1DOI: 10.1002/anie.201914333)。文章的第一作者是我院硕士研究生王柏文。

1  Angew Chem Int Ed录用截图

聚集诱导发光(AIE)现象被唐本忠院士课题组发现以来,因其克服了传统发光物的聚集导致荧光猝灭(ACQ)效应,具有广泛的应用前景而备受关注。目前,已发现的具有内在AIE效应的有机小分子,包括噻咯、四苯乙烯、三苯胺衍生物等类型。

相比之下,三取代烯烃型AIEgens的合成及设计一直是一个高挑战性而进展缓慢的课题。鉴于三取代乙烯类AIEgens具有重要的应用前景,近来不断有新的烃基三取代乙烯型AIEgens问世,但直接由杂原子p轨道构建共轭体系的三取代乙烯型AIEgens鲜有报道(图2)。 

 

2  目前报道的三取代烯烃AIE分子类型

 

3  新型AIE分子的设计

 基于前期烯炔与含硫试剂的反应(ASC 2017, 359, 2961; OL 2018, 20, 4754; ACS SCE 2018, 6, 4147; GC 2019, 21, 3782),学院有机所汪朝阳教授团队研究了亚磺酸钠与1,1-二苯基乙烯的反应(图3),在二苯基乙烯上引入硫醚基团可得到系列S-桥连的AIE化合物1,1-苯基乙烯基硫醚(DPVS),并且调控R基等可构建基于DPVSAIE分子库。 

相较于以往采用I2/PPh3协同还原亚磺酸钠的方法,直接采用氢碘酸作为还原剂可大大减小反应副产物的量;而且,由此产生的氧化产物I2可继续作为内在的氧化剂循环反应,从而避免了使用外加氧化剂(图4)。因此,该合成方法具有良好的绿色化学性质,提高了反应的实用性。

4  硫醚化反应机理

值得注意的是,该方法在较为温和的条件下就可合成一系列DPVS类化合物,其官能团兼容性好,操作方便,反应收率最高可达99%(表1)。尽管该硫醚化反应以自由基过程发生(图4),当反应达到克级规模时,产率仍较高。 

1  底物适用范围

 进一步对所获得的上述DPVS分子库进行光学性能的考察,发现其中绝大部分DPVS化合物具有AIE效应(以3a为例,实验结果如图5)。基于DPVS化合物的AIE性能,依据前期报道的相关方法[SNB 2016, 237, 865; ACA 2017, 976, 74; DAP 2017, 140, 47; DAP 2018, 149, 1; SAA 2019, 206, 632; DAP 2019, 162, 367; DAP 2019, 167, 164]DPVS分子可通过电荷转移荧光猝灭机理初步应用于硝基芳香爆炸物(如PA)的荧光检测(图5c)。

 

5  化合物3a的AIE现象及其检测PA滴定图

本论文工作的完成,得到了学校学院各方面的协助和支持,特别是学院石光教授团队许炳佳老师无私地在AIE性能测试方面提供了鼎力帮助。

 

 


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