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研究生: 柯君宜
Ko, Chun-Yi
論文名稱: 延伸二苯并[a,e]戊搭烯π共軛系統之合成、結構與性質分析
Synthesis, Structural Analysis and Properties of π-Extended Dibenzo[a,e]pentalenes
指導教授: 吳耀庭
Wu, Yao-Ting
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 理學院 - 化學系
Department of Chemistry
論文出版年: 2017
畢業學年度: 105
語文別: 中文
論文頁數: 124
中文關鍵詞: 二苯并[a,e]戊搭烯鈀催化的五員環化多環芳香烴化合物
外文關鍵詞: dibenzo[a,e]pentalene, palladium-catalyzed pentannulation, π-conjugated polycyclic compounds
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  • 二苯并[a,e]戊搭烯為一種具有獨特梯形且含共軛系統的多環芳香烴化合物,此化合物的骨架是以兩個五員環在中心,兩個六員環在外側。本篇研究中,已成功合成5,10-雙(2-氯苯基)-二苯并[a,e]戊搭烯(2a)、5,10-雙(2,6-二氯苯基)-二苯并[a,e]戊搭烯(2b)、5,10-雙(2-氯萘基)-二苯并[a,e]戊搭烯(2c)、7,14-雙(2-氯苯基)-二萘并[a,e]戊搭烯(2d)、9,18-二苯基-二菲并[a,e]戊搭烯(2e)、9,18-雙(2-氯苯基)-二菲并[a,e]戊搭烯(2f),其中也嘗試合成9,18-雙(2,6-二氯苯基)-二菲并[a,e]戊搭烯(2g),但並沒有成功得到,推測為化合物本身立體障礙太大。而本研究除了合成二苯并[a,e]戊搭烯的衍生物外,也嘗試將這些產物進行分子內環化反應,形成類似奈米碳管的次結構,但目前為止僅成功合成雙芴環戊搭烯(23a),其他的類似結構或許需以其它條件方能得到目標產物。
    化合物2a-f、2h、23a和23b經由電化學及光化學實驗,發現以戊搭烯為骨架進行共軛系統延伸時,會造成分子軌域HOMO-LUOM間能隙下降;另外化合物23a、23b及2f結構組成已由單晶X-ray繞射實驗獲得證實。

    In this thesis, a series of dibenzo[a,e]pentalene derivatives were synthesized, which are 5,10-bis(2-chlorophenyl)-dibenzo[a,e]pentalene (2a), 5,10-bis(2,6-dichlorophenyl)-dibenzo[a,e]pentalene (2b), 5,10-bis(2-chloronaphthyl)-dibenzo[a,e]pentalene (2c),
    7,14-bis(2-chlorophenyl)-dinaphtho[a,e]pentalene (2d), 9,18-diphenyl-diphenanthro-[a,e]pentalene(2e), and 9,18-bis(2-chlorophenyl)-diphenanthro[a,e]pentalene (2f). Synthesis of 9,18-bis(2,6-dichlorophenyl)-diphenanthro[a,e]pentalene (2g) was also attempted, but no desired product was observed in HRMS, which was presumably due to the steric hindrance caused by the structure. In photophysical and electrochemical properties showed the HOMOLUMO energy gaps would decrease if extendedπconjugate system of dibenzo[a,e]pentalenes.This research not only aimed at synthesizing dibenzo[a,e]pentalene derivatives, but also attempted to their intramolecular cyclization, and the resulting structures were similar to the fragmented carbon nanotube structures. Difluorenopentalene (23a) was the only one been successfully synthesized, which was similar to fragmented carbon nanotube structures.

    中文摘要 II 英文摘要 III 致謝… VIII 表目錄 XII 圖目錄 XIII 1. 前言 1 1.1 二苯并戊搭烯 1 1.2 富勒烯及奈米碳管 4 1.3 Stone-Wales缺陷結構 7 1.4 研究動機 10 2. 結果與討論 11 2.1 合成5,10-雙(2-氯苯基)-二苯并[a,e]戊搭烯 11 2.1.1 合成設計 11 2.1.2 合成步驟 12 2.1.3 反應條件最佳化 14 2.1.4 晶體結構分析 16 2.1.5 芳香性探討 19 2.2 合成5,10-雙(2,6-二氯苯基)-二苯并[a,e]戊搭烯 21 2.2.1 合成步驟 21 2.2.2 環化反應測試 22 2.3 嘗試合成5,10-雙(2-氯萘基)-二苯并[a,e]戊搭烯 23 2.3.1 合成步驟 23 2.3.2 環化反應測試 24 2.4 合成7,14-雙(2-氯苯基)-二萘并[a,e]戊搭烯 26 2.4.1 合成步驟 26 2.4.2 環化反應測試 27 2.5 合成9,18-二苯基-二菲并[a,e]戊搭烯 28 2.5.1 合成步驟 28 2.5.2 化合物2e的變溫 1H NMR實驗 30 2.6 合成9,18-雙(2-氯苯基)-二菲并[a,e]戊搭烯 32 2.6.1 合成步驟 32 2.6.2 晶體結構分析 33 2.7 嘗試合成9,18-雙(2,6-二氯苯基)-二菲并[a,e]戊搭烯 35 2.7.1 嘗試合成步驟 35 2.8 結構與產率分析 37 2.9 光物理性質分析 39 2.10 電化學分析 42 3. 結論 44 4. 實驗 45 4.1 試劑名稱與縮寫對照表 45 4.2 實驗儀器及部分細節 46 4.3 實驗操作 47 5. 參考文獻 74 6. 附錄 77 6.1 核磁共振光譜圖 77 6.2 紫外-可見光譜圖 103 6.3 循環伏安法分析圖 108 6.4 X-ray單晶繞射實驗資料 116

    1. Brand, K. Ber. Dtsch. Chem. Ges. 1912, 45, 3071.
    2. Zhao, J.; Oniwa, K.; Asao, N.; Yamamoto, Y.; Jin, T.
    J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 10222.
    3. Chase, D. T.; Fix, A. G.; Kang, S. J.; Rose, B. D.;
    Weber, C. D.; Zhong, Y.; Zakharov, L. N.; Lonergan,
    M. C.; Nuckolls, C.; Haley, M. M. J. Am. Chem. Soc.
    2012,
    134, 10349.
    4. Ballester, M.; Castañer, J.; Riera, J.; Armet, O. J.
    Org. Chem. 1986, 51, 1100.
    5. Anderson, M. R.; Brown, R. F. C.; Coulston, K.J.;
    Eastwood, F.W.; Ward, A. Aust. J. Chem. 1990, 43,
    1137.
    6. Müller, V. E.; Munk, K.; Ziemek, P.; Sauerbier, M.
    Liebigs Ann. Chem. 1968, 713, 40.
    7. Kawase, T.; Konishi, A.; Hirao, Y.; Matsumoto, K.;
    Kurata, H.; Kubo, T. Chem. - Eur. J. 2009, 15, 2653.
    8. Levi, Z. U.; Tilley, T. D. J. Am. Chem. Soc. 2009,
    131, 2796.
    9. Hashmi, A. S. K.; Wieteck, M.; Braun, I.; Nösel, P.;
    Jongbloed, L.; Rudolph, M.; Rominger, F. Adv. Synth.
    Catal. 2012, 354, 555.
    10. Kroto, H. W.; Heath, J. R.; O’Brien, S. C.; Curl, R.
    F.; Smalley, R. E. Nature 1985, 318, 162
    11. Iijima, S. Nature 1991, 354, 56.
    12. Iijima, S.; Ichihashi, T. Nature 1993, 363, 603.
    13. Bethune, D. S.; Klang, C. H.; de Vries, M. S.;
    Gorman, G.; Savoy, R.; Vazquez, J.; Beyers, R. Nature
    1993, 363, 605.
    14. Xiao, L.; Takada, H.; Gan, X.; Miwa, N. Bioorg. Med.
    Chem. Lett. 2006, 16, 1590.
    15. Ebbesen, T. W.; Takaada, T. Carbon 1995, 33, 973.
    16. (a) Dinadayalane, T. C.; Murray, J. C.; Concha, M.
    C.; Politzer, P.; Leszczynski, J. J. Chem. Theory
    Comput. 2010, 6, 1351. (b) Bettinger, H. F. J. Phys.
    Chem. B 2005, 109, 6922. (c) Murray, J. S.; Shields,
    Z. P.-I.; Lane, P.; Macaveiu, L.; Bulat, F. A. J.
    Mol. Model. 2013, 19, 2825.
    17. Orlikowski, D.; Nardelli, M, B.; Bernholc, J.;
    Roland, C. Phys. Rev. Lett. 1999, 83, 4132.
    18. Lusk, M.-T.; Wu, D.-T.; Carr, L.D. Phys. Rev. B.
    2010, 81,155444.
    19. 吳遵承博士論文:國立成功大學 民國一百零一年十月
    20. Shen, J.; Yuan, D.; Qiao, Y.; Shen, X.; Zhang, Z.;
    Zhong, Y.; Yi, Y.; Zhu, X. Org. Lett. 2014, 16, 4924.
    21. Krygowski, T. M.; Ejsmont, K.; Stepień, B. T.;
    Cyrański, M. K.; Poater, J.; Sola, M. J. Org. Chem.
    2004, 69, 6634.
    22. Stępień, B. T.; Krygowski, T. M.; Cyrański, M. K.;
    Młochowski. J.; Orioli, P.; Abbate, F. ARKIVOC. 2004,
    3, 185.
    23. Kuang, C.; Yang, Q.; Senbokuc, H.; Tokudac, M.
    Tetrahedron 2005, 61, 4043.
    24. Peng, C.; Wang, Y.; Liu, L.; Wang, H.; Zhao, J.; Zhu,
    Q. Eur. J. Org. Chem. 2010, 818.
    25. Musso, D. L.; Clarke, M. J.; Kelley, J. L.; Boswell,
    G. E.;Chen, G. Org. Biomol. Chem. 2003, 1, 498.
    26. Singh, P. P.; Thatikonda, T.; Kumar, K. A. A.;
    Sawant, S. D.; Singh, B.; Sharma, A. K.; Sharma, P.
    R.; Singh, D.; Vishwakarma, R. A. J. Org. Chem. 2012,
    77, 5823.
    27. Charmant, J. P. H.; Fallis, I. A.; Hunt, N. J.;
    Lloyd-Jones, G. C.; Murray, M.; Nowak, T. J. Chem.
    Soc., Dalton Trans. 2000, 1723.
    28. Li, J.; Zhang, J.; Tan, H.; Wang, D.- Z. Org. Lett.
    2015, 17, 2522.
    29. Carreñ , M. C.; Ruano, J. L. G.; Sanz, G.; Toledo, M.
    A.; Urbano, A. Synlett. 1997, 1241.
    30. Mangas-Sanchez, J.; Busto, E.; Gotor- Fernández, V.;
    Gotor, V. Org. Lett. 2010, 12, 3498.
    31. Weimar, M.; Correa da Costa, R.; Lee, F.-H.; Fuchter,
    M. J. Org. Lett. 2013, 15, 1706.
    32. Ma, Y.; Song, C.; Jiang, W.; Wu, Q.; Wang, Y.; Liu,
    X.; Andrus, M. B. Org. Lett. 2003, 5, 3317.
    33. Dolbier, W. R.; Palmer, K. W. J. Org. Chem. 1993, 58,
    7064.
    34. Hee Sung Material Co., LTD., Patent: KR2016/51212 A,
    2016.

    下載圖示 校內:2022-07-25公開
    校外:2022-07-25公開
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