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研究表明天然烯二炔化合物在抗癌抗肿瘤方面有着巨大的价值,人工合成的烯二炔近些年也在生物医药领域发挥着巨大的作用,除此之外,通过Bergman环化反应形成的双自由基中间体可通过自身偶联或引发其他单体进行自由基聚合从而得到高分子化合物。这对于高分子合成来说有着重要意义和价值。本文围绕烯二炔类化合物的环芳香化反应研究,开展了如下工作: 1.烯二炔类化合物的合成。根据用途的不同,设计并合成了三大类28种烯二炔化合物分别用于热致Bergman环化反应制备共轭聚苯、热致Bergman环化反应制备主链手性聚合物、酸催化条件下的烯二炔环芳香化反应研究。 2.热致Bergman环化反应制备共轭聚苯。通过将二碘马来酰亚胺与苯乙炔衍生物的Sonogashira反应合成了一系列含有马来酰亚胺结构的烯二炔类化合物。DSC曲线表明这些结构的烯二炔在温和的条件下(130-160℃)可进行热致Bergman环化反应。将这些烯二炔化合物在真空条件下加热即可得到共轭聚苯,IR和NMR谱图证明了Bergman环化反应的发生,UV-vis和MALDI-TOF/MS的表征也进一步证明了共轭聚合物的形成。MS谱图中同位素峰的分析表明聚合物链末端含有超过一半的自由基,电子顺磁共振波谱证明了自由的存在,这些自由基通过夺取环境中的氢供体会缓慢的消逝。 3.热致Bergman环化反应制备主链手性聚合物。通过手性氨基酸分子的引入,合成了含有手性中心的二溴马来酰亚胺,进而与苯乙炔通过Sonogashira反应合成了新型手性烯二炔化合物。并且合成了聚合物单体单元为结构的模型化合物用于分析聚合物的手性来源。DSC结果表明Bergman环化反应的触发温度为135℃,并且通过热失重分析证明手性烯二炔在240℃以内有着良好的热稳定性。继而在固态和不同溶剂中进行了热致Bergman环化反应制备手性聚合物。红外和核磁表征证明了聚合反应的发生,凝胶渗透色谱对所得聚合物分子量及其分子量分布进行了表征,基质辅助激光解析飞行时间质谱分析表明,在没有溶剂条件下所得聚合物分子量较高,并且链末端有80%的稳定自由基存在,电子顺磁共振波谱也证明了自由基的存在。在溶剂条件下制备的聚合物分子量较低,并且中间体双自由基会被溶剂小分子捕捉形成溶剂封端的聚合物主链。所有单体、模型化合物和聚合物的CD谱图均表现出对称的cotton效应,无溶剂条件下制备的聚合物在300-450nm出现了新的信号,证明了主链手性的存在。 4.酸催化烯二炔化合物的环芳香聚合反应探究。磷钨酸体系在100℃时可催化马来酰亚胺类烯二炔发生聚合反应,但是其自身也会发生分解;高氯酸体系可以在较磷钨酸更低的温度下(80℃)引发多种烯二炔发生聚合,但研究表明高氯酸可将二苯基乙炔氧化为二酮结构;氢溴酸和盐酸均可以在40℃催化含醛基烯二炔与两分子醋酸发生脱水缩合反应,而非形成聚合物。氢碘酸在更高的温度下(80℃)会与烯二炔结构上的端基炔发生加成反应,同样也不会引发它们的聚合。TfOH体系和WCl6-SnPh4体系可引发多种烯二炔的聚合,TfOH甚至可以在低温下(-78℃)引发它们聚合,所得产物的NMR、IR、GPC、UV-vis和MALDI-TOF/MS谱图均表明聚合物的形成,不同结构的单体,TfOH引发聚合的机理有所不同。对于二苯乙炔基乙烯单体而言,TfOH引发其双键的加成反应。