干扰碳原子在有机分子中连续移动的方法

本发明属有机合成领域，涉及干扰碳原子在有机分子中连续移动的方法，这种方法使得有机分子内碳原子连续移动的反应中，碳原子可以停止在任意位置。

背景技术：

1、有机合成化学非常重要，因为它可以生产对许多日常生活有用的化合物，例如医药品、农药、香料和精细化学品等，但是碳-碳键的切断或缝合方法的开发一直是一个重要的研究目标，主要是因为有机分子的骨架是由强碳-碳键组成的。

2、然而，切断这样的碳-碳键或者在断裂部位缝合碳-碳键的技术较难，甲烷和二氧化碳等小分子发生脱离的例子有很多，但开发有机分子的连续骨架转化反应和提出新概念等仍然很困难。因此，如果有机分子中碳原子能够直接连续地移动，那么将容易获得的原料转化为有用的化合物会变得很简单，这种开创性的方法有望成为“规则改变者”。

3、到目前为止，这种使有机分子中的碳原子连续移动的技术在化学史上还不为人所知，但最近，我们提出了一种让碳原子连续移动的新概念，这些碳原子构成了有机分子的骨架。

4、第一个反应方程式是有机分子中碳原子移动的反应，碳原子以这种方式连续运动的反应直到现在才为人所知，在实践中是很困难的。

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6、第二个反应方程式是在第一个反应方程式里加上一个逆向的箭头，表明三种化合物之间存在平衡。除了如何做以保持平衡的反应机理外，如果分子之间存在这种平衡，则应产生更稳定的化合物。也就是说，如果最右边的化合物是最稳定的，则左边的化合物和中间的化合物应转换为最右边的化合物。也就是说，在这些有机分子中，碳原子实际上有可能连续移动。

7、我们提出了这样一个新概念，并成功地开发了一种反应，这种反应使得碳原子在如下所示的二氢茚基衍生物中连续移动。由于碳刚好在六元环中移动和旋转，我们将其命名为旋转木马反应(merry-go-round reaction)。(organometallics,2019,38,731-734,t.takahashi et al.)

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9、但是，由化合物(2)产生的化合物(1)不稳定，会转化为被认为更稳定的化合物(3)。这是因为化合物(1)和化合物(3)之间存在平衡。当l为环戊二烯基，金属为钛，并且r2和r2组合形成一个五元环作为侧环时，可以稳定地得到化合物(1)，虽然我们可以清楚地了解其结构等方面，但我们希望得到更稳定更常见的化合物(1)。

技术实现思路

1、因此，本发明的目的在于，通过研究使化合物(1)比化合物(3)更稳定，且化合物(1)不易被转化为化合物(3)的因素，来稳定地提供化合物(1)。

2、本发明中，使得碳原子在二氢茚基衍生物分子中连续移动的反应中，化合物(1)是稳定的。

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4、其中、r1、r2、r3、r4和r5各自相互独立，相同或不同，为氢原子、可具有含有卤素原子的取代基的c1-c40烃基、可具有含有卤素原子的取代基的c1-c40烷氧基、可具有含有卤素原子的取代基的c6-c40芳氧基、胺基、羟基或烷氧硅烷基、烷氧锡基、烷氧基硼基，其中，2个r2可以相互桥联，可以形成c4-c40饱和环或不饱和环，所述饱和环或不饱和环可以被氧原子、硫原子，或者用化学式-n(r6)-表示的基团(其中，r6是氢原子或者c1-c40烃基。)断开，并且，它可具有取代基，r3、r4、r5是c4-c40饱和或不饱和杂环，含有1至3个可具有包含卤素原子的取代基的c1-c40烃基或氧原子或氮原子作为杂原子，还可以是可具有取代基的c1-c40甲硅烷基、可具有取代基的c1-c40硼基、可具有取代基的c1-c40锡基，m是元素周期表的第3至第5族等金属，l表示阴离子配体。)

5、为达到这种稳定性而提供的化合物如下所示。

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7、由上述化学式所示化合物(2),，其中，r1、r2、r3、r4和r5具有上述含义。m表示元素周期表的第3族至第5族或者镧系元素的金属，l表示阴离子配体。加热反应制得。

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9、本发明中，m表示元素周期表的第3族至第5族或者镧系金属，所述阴离子配体l优选为离域环状η5-配体系配体。此外，更优选的是，所述离域环状η5-配体系配体是可取代的环戊二烯基、茚基、芴基或蓝烃基。

10、其中，r1、r2、r3、r4和r5优选地各自相互独立，相同或不同，为氢原子、可具有含有卤素原子的取代基的c1-c40烃基、可具有含有卤素原子的取代基的c1-c40烷氧基、可具有含有卤素原子的取代基的c6-c40芳氧基、胺基、羟基或烷氧基硅烷基、烷氧锡基、烷氧基硼基。

11、本发明优点在于：该方法使得碳原子在有机分子内连续移动的反应中，当碳原子发生了阶段性移动后，能停止反应。

技术特征：

1.一种二氢茚基衍生物，其特征在于，其分子结构如下式所示：

2.根据权利要求1所述的二氢茚基衍生物，其特征在于，其中，r3、r4和r5为氢原子。

3.根据权利要求1或2所述的二氢茚基衍生物，其特征在于，其中，m为钛、锆或铪。

4.根据权利要求3所述的二氢茚基衍生物，其特征在于，其中，所述阴离子配体l为环戊二烯基。

5.根据权利要求4所述的二氢茚基衍生物，其特征在于，其为具有取代基的c1-c40烷氧基，、具有取代基的含有c1-c40烷氧基的甲硅烷基、具有取代基的含有c1-c40烷氧基的硼基、具有取代基的含有c1-c40烷氧基的锡基。

6.制备如权利要求1所述的二氢茚基衍生物的方法，其特征在于，对由化学式2所示化合物进行加热，使其发生反应，并得到二氢茚基衍生物。

7.根据权利要求6所述的二氢茚基衍生物的制备方法，其特征在于，其中，r3、r4和r5为氢原子。

8.根据权利要求6所述的二氢茚基衍生物的制备方法，其特征在于，其中，金属m为钛、锆或铪。

9.根据权利要求6所述的二氢茚基衍生物的制备方法，其特征在于，其中，该二氢茚基衍生物为r1具有取代基的c1-c40烷氧基、具有取代基的含有c1-c40烷氧基的甲硅烷基、具有取代基的含有c1-c40烷氧基的硼基、具有取代基的含有c1-c40烷氧基的锡基。

技术总结本发明属有机合成领域，涉及干扰碳原子在有机分子中连续移动的方法。通过在二氢茚基金属化合物（1）中引入具有适当大小的特定取代基，开发一种在最初阶段阻止碳原子移动的方法，二氢茚基金属化合物由以下反应方程式表示。其中，R1、R2、R3、R4和R5是氢原子、烃基、烷氧基、甲硅烷基、硼基、锡基等，并且可以通过相互桥联而形成环。M表示元素周期表的第3至第5族等金属，L表示阴离子配体。这些化合物可通过转化与其他π‑共轭分子形成共聚物，应用于有机半导体领域。技术研发人员：高桥保,陈辉,郑洋受保护的技术使用者：河南省科学院化学研究所有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18