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基本信息

項(xiàng)目名稱：
稠雜環(huán)體系熒光分子的綠色合成研究
小類：
能源化工
簡介：
通過綠色化學(xué)的方法合成稠雜環(huán)分子是一個(gè)全新的課題，也是一個(gè)很有應(yīng)用前景的研究方向。 本項(xiàng)目以稠雜環(huán)為母體結(jié)構(gòu)，采用無溶劑綠色合成技術(shù)合成各類稠雜環(huán)衍生物，并探索其光電性能。通過衍生化增加分子大π鍵共軛體系、增加母體分子核心部分的剛性平面結(jié)構(gòu)和改變?nèi)〈确椒ㄔO(shè)計(jì)并合成具有長波長熒光分子，開發(fā)出具有優(yōu)良性能的紅色發(fā)光材料分子。
詳細(xì)介紹：
有機(jī)溶劑由于揮發(fā)性大、毒性強(qiáng)已成為有機(jī)合成工業(yè)的主要污染源，采用無毒無害的溶劑或無溶劑反應(yīng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有機(jī)反應(yīng)已成為綠色化學(xué)的重要研究方向。無溶劑反應(yīng)具有能耗低，污染少的優(yōu)點(diǎn)，是最經(jīng)濟(jì)的綠色化合成方法及現(xiàn)代化工追求的目標(biāo)。研磨反應(yīng)是無溶劑有機(jī)合成的一個(gè)重要組成部分，條件溫和、操作簡單、環(huán)境友好，而且在反應(yīng)速度、收率、選擇性等方面較溶液中有顯著優(yōu)勢，是一種較理想的合成方法。通過綠色化學(xué)的方法合成稠雜環(huán)分子是一個(gè)全新的課題，也是一個(gè)很有應(yīng)用前景的研究方向。 本項(xiàng)目以稠雜環(huán)為母體結(jié)構(gòu)，采用無溶劑綠色合成技術(shù)合成各類稠雜環(huán)衍生物，并探索其光電性能。通過衍生化增加分子大π鍵共軛體系、增加母體分子核心部分的剛性平面結(jié)構(gòu)和改變?nèi)〈确椒ㄔO(shè)計(jì)并合成具有長波長熒光分子，開發(fā)出具有優(yōu)良性能的紅色發(fā)光材料分子。

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

本項(xiàng)目以稠雜環(huán)為母體結(jié)構(gòu)，采用無溶劑綠色合成技術(shù)合成各類稠雜環(huán)衍生物，并探索其光電性能。根據(jù)現(xiàn)有的研究成果，可以看到無溶劑有機(jī)合成有著常規(guī)反應(yīng)無法比擬的優(yōu)勢，根據(jù)大學(xué)四年的學(xué)習(xí)和文獻(xiàn)檢索，我們發(fā)現(xiàn)常規(guī)合成稠雜環(huán)化合物需要使用大量的堿，利用綠色化學(xué)的思想，采用綠色無溶劑合成技術(shù)對(duì)4類稠雜環(huán)分子進(jìn)行了合成。并首次實(shí)現(xiàn)綠色無溶劑研磨的方法合成了這些化合物。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

采用無溶劑研磨技術(shù)合成各類稠雜環(huán)衍生物，首次實(shí)現(xiàn)了苯并二呋喃酮、芳基咪唑并菲咯啉、吩嗪類及萘醌類三類衍生物的無溶劑綠色合成及水相中的合成反應(yīng)。這在國內(nèi)外還是首次，這也是我們最大的亮點(diǎn)。共合成了苯并二呋喃酮類化合物8個(gè)，芳基咪唑菲咯啉類化合物8個(gè)， 吩嗪衍生物2個(gè)，萘醌類化合物4個(gè)。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

采用無溶劑綠色合成技術(shù)合成各類稠雜環(huán)衍生物，實(shí)現(xiàn)了苯并二呋喃酮、芳基咪唑并菲咯啉、吩嗪類及萘醌類三類衍生物的無溶劑綠色合成及水相中的合成反應(yīng)。避免或減少酸的使用量，節(jié)能環(huán)保、綠色無污染。

學(xué)術(shù)論文摘要

有機(jī)溶劑由于揮發(fā)性大、毒性強(qiáng)已成為有機(jī)合成工業(yè)的主要污染源，采用無毒無害的溶劑或無溶劑反應(yīng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有機(jī)反應(yīng)已成為綠色化學(xué)的重要研究方向。無溶劑反應(yīng)具有能耗低，污染少的優(yōu)點(diǎn)，是最經(jīng)濟(jì)的綠色化合成方法及現(xiàn)代化工追求的目標(biāo)。研磨反應(yīng)是無溶劑有機(jī)合成的一個(gè)重要組成部分，條件溫和、操作簡單、環(huán)境友好，而且在反應(yīng)速度、收率、選擇性等方面較溶液中有顯著優(yōu)勢，是一種較理想的合成方法。通過綠色化學(xué)的方法合成稠雜環(huán)分子是一個(gè)全新的課題，也是一個(gè)很有應(yīng)用前景的研究方向。 本項(xiàng)目以稠雜環(huán)為母體結(jié)構(gòu)，采用無溶劑綠色合成技術(shù)合成各類稠雜環(huán)衍生物，并探索其光電性能。通過衍生化增加分子大π鍵共軛體系、增加母體分子核心部分的剛性平面結(jié)構(gòu)和改變?nèi)〈确椒ㄔO(shè)計(jì)并合成具有長波長熒光分子，開發(fā)出具有優(yōu)良性能的紅色發(fā)光材料分子。

獲獎(jiǎng)情況

1、芳基咪唑并菲咯啉的無溶劑綠色合成研究，李郁錦；黃煥明；高建榮；賈建洪；董華青；韓亮；盛衛(wèi)堅(jiān)，to be published 有機(jī)化學(xué)（導(dǎo)師第一作者） 2、《菲咯啉體系功能色素紅色熒光分子的設(shè)計(jì)與綠色合成研究》獲2009年：“國家大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃”項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)：091033701，資助金額：2萬（負(fù)責(zé)人） 3、《Solvent-free and catalyst-free synthesis of Imidazo-[4,5-f]- 1,10- phenanthroline》一文作為第一作者收錄在第二屆國際綠色化工產(chǎn)品和過程工程研討會(huì)） 4. 專利：一種咪唑并菲咯啉類化合物的綠色合成新工藝，李郁錦、 5黃煥明、高建榮、賈建洪、韓亮、盛衛(wèi)堅(jiān)（導(dǎo)師第一）, 申請(qǐng)?zhí)枺?01110072435.3

鑒定結(jié)果

無溶劑有機(jī)合成具有一定難度，首次實(shí)現(xiàn)了這些化合物的無溶劑研磨合成，數(shù)據(jù)翔實(shí)、可靠。

參考文獻(xiàn)

[1] Anastas P T，Williamson T C．Green Chemistry：Frontiers in Benign Chemical Syntheses and Processes［M］，New York：Oxford University Press：1998． [2] Poliakoff M，Anastas P．Frontiers in Benign Chemical Syntheses and Processes［J］．Nature，2001，413：257． [3] De Simone J M．Practical Approaches to Green Solvents［J］．Science，2002，297：803-807． [4] 閔恩澤，傅軍．綠色化學(xué)的進(jìn)展［J］．化學(xué)通報(bào)，1999，（1）：10-21． [5] 朱慎林，趙毅紅，周中平．清潔生產(chǎn)導(dǎo)論［M］．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001． [6] 王春燕．綠色化學(xué)21世紀(jì)科學(xué)的新領(lǐng)域［J］．中國石油和化工，2004，（3）：8-10． [7] Blancard A，et al．Green processing using ionic liquids and CO2［J］．Nature，1999，399（6731）：28-29． [8] Merrifield R B．Solid Phase Peptide Synthesis. I. The Synthesis of a Tetrapeptide［J］．J．Am．Chem．Soc．，1963，85（14），2149-2154． [9] 田中孝一著．無溶劑有機(jī)合成［Ｍ］．劉群譯．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005．

同類課題研究水平概述

有機(jī)溶劑由于揮發(fā)性大、毒性強(qiáng)已成為有機(jī)合成工業(yè)的主要污染源，采用無毒無害的溶劑或無溶劑反應(yīng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有機(jī)反應(yīng)已成為綠色化學(xué)的重要研究方向。無溶劑反應(yīng)具有能耗低，污染少的優(yōu)點(diǎn)，是最經(jīng)濟(jì)的綠色化合成方法及現(xiàn)代化工追求的目標(biāo)。 根據(jù)現(xiàn)有的研究成果，可以看到無溶劑有機(jī)合成有著常規(guī)反應(yīng)無法比擬的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 1.低污染、低能耗、操作簡便：無溶劑有機(jī)合成最大限度地限制了反應(yīng)中有機(jī)溶劑的參加，避免溶劑的揮發(fā)和廢液的排放，減少了對(duì)環(huán)境的污染；同時(shí)，很多反應(yīng)只需要研磨、攪拌等操作，節(jié)能、方便，降低了生產(chǎn)成本。 2.較高的選擇性：無溶劑合成提供了新的分子環(huán)境，有可能使反應(yīng)的選擇性、轉(zhuǎn)化率提高。在固體狀態(tài)下，反應(yīng)分子有序排列，分子構(gòu)象相對(duì)固定，而且可以利用形成包結(jié)物、混晶、分子晶體等手段控制反應(yīng)物的分子構(gòu)型，尤其是通過光學(xué)活性的主體化合物形成包結(jié)物控制反應(yīng)物分子構(gòu)型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)映選擇性的固態(tài)不對(duì)稱合成。 3.提高反應(yīng)的效率：無溶劑固態(tài)或液態(tài)有機(jī)反應(yīng)，由于沒有溶劑分子的介入，反應(yīng)體系的微環(huán)境不同于溶液，造成了反應(yīng)部位的局部高濃度，提高了反應(yīng)效率。同時(shí)，由于沒有外加的溶劑，可使產(chǎn)物的分離提純過程變得較容易進(jìn)行。有些反應(yīng)完成后用少量水或有機(jī)溶劑將極少量的原料洗凈即可；有的反應(yīng)加入計(jì)量比的反應(yīng)物，且轉(zhuǎn)化率達(dá)到100%時(shí)得到的是單一的純凈產(chǎn)物，不必再進(jìn)行分離提純。 研磨反應(yīng)是無溶劑有機(jī)合成的一個(gè)重要組成部分，條件溫和、操作簡單、環(huán)境友好，而且在反應(yīng)速度、收率、選擇性等方面較溶液中有顯著優(yōu)勢，是一種較理想的合成方法。通過綠色化學(xué)的方法合成稠雜環(huán)分子是一個(gè)全新的課題，也是一個(gè)很有應(yīng)用前景的研究方向。 本項(xiàng)目以稠雜環(huán)為母體結(jié)構(gòu)，首次采用無溶劑研磨綠色合成技術(shù)合成各類稠雜環(huán)衍生物，并探索其光電性能。通過衍生化增加分子大π鍵共軛體系、增加母體分子核心部分的剛性平面結(jié)構(gòu)和改變?nèi)〈确椒ㄔO(shè)計(jì)并合成具有長波長熒光分子，開發(fā)出具有優(yōu)良性能的紅色發(fā)光材料分子。 到目前為止，首次采用無溶劑研磨綠色合成技術(shù)實(shí)現(xiàn)了苯并二呋喃酮、芳基咪唑并菲咯啉、吩嗪類及萘醌類三類衍生物的無溶劑綠色合成及水相中的合成反應(yīng)。合成了苯并二呋喃酮類化合物8個(gè)，芳基咪唑菲咯啉類化合物8個(gè)，吩嗪衍生物2個(gè)，萘醌類化合物4個(gè)。
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