新型四唑基大环二聚体的合成及其性能研究

Tetrazole-containing compounds have many applications in the area of biological science and energetic materials science. Macrocyclic compounds are a family of important compounds for the research on medicinal chemistry and supramolecular chemistry. This proposal describes the design and synthesis of C2-symmetric tetrazole-containing macrocycles for the strudy on bioactivity assay and energetic property test. The high efficent synthesis of tetrazole-containing macrocycles is proposed to be based on cyclodimerization strategy. In addition, the macrocycles can be modified according to the result from bioactivity assays and energetic property tests, and thus lead to their structure-activity relationship.

本项目基于四唑化合物具有的生物活性及含能特性，结合人工设计大环化合物在医药科学和材料科学研究中的最新进展，设计了三类具有C2对称性的新型四唑基大环化合物，拟通过环二聚反应的策略实现它们的简洁、高效合成。并拟根据这些大环化合物在生物活性测试和材料含能性能研究中的结果对母体化合物进行结构修饰，从而建立四唑基大环化合物的构效关系规律。

本项目设计了新型四唑基大环化合物，拟通过环二聚反应的策略实现它们的简洁、高效合成。随着本项目的实施，申请人的课题组发现环二聚策略在构筑四唑大环化合物时存在局限性；同时，对于本项目所涉及到科学问题的理解不断深入，意识到本项目应该以四唑大环化合物的应用性能（固态荧光和气体吸附）为导向。于是，申请人结合最新的文献报道和研究进展，对研究计划作了一定的调整。课题组希望引入双吲哚马来酰亚胺结构单元和氮杂杯芳烃到四唑大环结构中，利用四唑的多氮结构可能与客体分子识别的性质，开展固态荧光材料和有机多孔材料研究。本项目首先对一系列具有确定取代类型的1,5-二取代四唑和2,5-二取代四唑进行合成和结构表征，对两类二取代四唑化合物的热分解性能进行了详细的研究。在此基础上，探索了逐步合成策略和环二聚策略合成四唑基大环化合物。同时，研究了双吲哚马来酰亚胺类化合物的合成方法和性能，尝试将Grubbs催化剂催化的RCM反应用于四唑-双吲哚马来酰亚胺类大环化合物的合成。对于气体吸附性能研究，我们对硝基功能化有机多孔材料进行了研究，发现材料中的硝基与CO2气体具有很强的相互作用，取得一些有意义的研究成果，申请了相关专利，发表了相应的研究论文，为进一步进行研究功能化的四唑类材料奠定了良好的基础。