新型meso-芳环稠并扩展卟啉烯大环化合物的合成、结构及性质研究

The meso-expanded porphycene formed by the attachment of bipyrroles and aromatic rings is an organic macrocyclic compound having planar conjugated structure. Because of unique structure and excellent performance, it has broad application prospects in the fields of supramolecular chemistry, material chemistry and photodynamic therapy. However, due to the complexity of synthesis, the research of the organic macrocyclic compounds is still in its infancy, and so far there are only four synthetic reports.. This project will develop novel synthetic methods for the synthesis of meso-expanded porphycene macrocyclic molecules with the change of ring-closing reaction, which replace the “Vogel's method” with the “Fragment method”. Using the “Benzoin Condensation or Friedel-Krafts reaction” with mild reaction conditions instead of the “MacMurry reaction” to close the ring can concise the synthesis steps, improve the synthesis efficiency and the compatibility of the reaction. Simultaneously this project will prepare novel meso-expanded porphycene macrocyclic molecules which is oriented to improve the planar conjugated structure and absorption properties of the near-infrared region and study its structure, properties, corresponding structure-activity relationship through various analytical methods.

meso-芳环稠并扩展卟啉烯是由联吡咯和芳环连接形成的具有平面共轭结构的有机大环化合物。独特的结构和优异的性能，使其在超分子化学、材料化学及光动力学疗法等领域展现出广泛的应用前景。由于合成复杂，该类大环分子的研究仍处于起步阶段，迄今为止只有四例合成报道。. 本项目将从改变该类大环分子的成环策略入手，开发meso-芳环稠并扩展卟啉烯大环化合物的新型合成方法，即利用反应条件温和的“安息香缩合或傅-克反应”代替“McMurry反应”关环，缩短合成步骤、提高合成效率和反应底物的兼容性；通过扩大共轭体系、引入杂原子等策略合成共轭平面结构新颖、近红外区吸收性能优异的新型meso-芳环稠并扩展卟啉烯大环化合物，并通过多种分析方法研究其在固相中的构象结构、光谱性质及相应的构效关系。

本项目主要是围绕着功能有机分子的合成展开研究工作的，一是功能有机大分子的合成：虽然没能合成得到预先设计的大环化合物的，但我们利用得到的吡咯结构单元合成了一系列非对称的苯并噻吩稠并的氟硼二吡咯化合物，也实现了叶绿素a的立体选择性的氰亚甲基官能团化反应，通过改变官能团的种类、取代位置和取代数量改善了其光学性能，使其在荧光染料和光敏试剂领域具有重要的应用前景。二是功能有机小分子氮杂环化合物的合成：利用无金属催化条件下的2-乙酰基苯甲酸与胺、邻氨基苄醇/胺的分子间串联环化反应，构筑了吲哚里西啶或氧杂吲哚里西啶骨架结构；利用叔烯酰胺的分子内的串联反应，制备了一系列的吡咯衍生物、氮杂七元环以及氮杂五并环骨架结构；利用叔烯酰胺的β位C-H官能团化反应，实现了其区域选择性和立体选择性的膦酰化反应。这些工作的开展，推动了氮杂环化合物的合成发展，进一步丰富了小分子化合物库，对新药的筛选和研发具有重要意义。