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含杂原子杯芳烃的合成研究进展
含杂原子杯芳烃的合成研究进展
摘要
杯芳烃是一类重要的有机化合物，在有机化学领域有着广泛的应用。含杂原子的杯芳烃具有一系列独特的结构和性质，并在有机光电器件、荧光传感器等领域有着潜在的应用。本文介绍了含杂原子杯芳烃的合成方法及其研究进展，并展望了未来的发展方向。
关键字：杯芳烃；含杂原子；合成；性质；应用
Abstract
Bowl-shapedaromaticcompoundsareanimportantclassoforganiccompoundswithwideapplicationsinthefieldoforganicchemistry.Bowl-shapedaromaticcompoundscontainingheteroatomshaveuniquestructuresandproperties,andhavepotentialapplicationsinorganicoptoelectronicdevices,fluorescentsensorsandotherfields.Thisarticleintroducesthesyntheticmethodsandresearchprogressofbowl-shapedaromaticcompoundscontainingheteroatoms,andprospectthefuturedevelopmentdirection.
Keywords:bowl-shapedaromaticcompounds;heteroatoms;synthesis;properties;applications
1.引言
杯芳烃指的是具有碗状结构的芳烃类化合物，具有一系列的特殊结构和独特性质，如良好的分子识别性、分子吞噬性和光电性质等[1]。近年来，杯芳烃在光电器件、荧光传感器、化学传感器等领域有着广泛的应用。同时，在合成杯芳烃的过程中，引入杂原子可以使其结构更加复杂、性质更加多样化。
含杂原子杯芳烃是指在杯芳烃分子中引入杂原子，如氮、硫、氧等，从而形成含杂原子的碗状结构分子[2]。与传统杯芳烃相比，含杂原子杯芳烃具有更加多样化的结构和性质，并在材料科学、生命科学等领域有广泛应用。在本文中，我们将介绍含杂原子杯芳烃的合成方法及其研究进展，并展望其未来的发展方向。
2.含杂原子杯芳烃的合成方法
含杂原子杯芳烃的合成方法主要包括下列几种：
2.1碘-氢化学反应
碘-氢化学反应是含杂原子杯芳烃合成的重要方法之一。研究人员通过使用碘化合物和硫醇等化合物，在碱性条件下合成了含氧、硫、氮和磷原子的杯芳烃[3]。该反应原料容易得到，操作简单，且得到的产物纯度高。
2.2金属催化反应
金属催化反应在有机合成中得到了广泛的应用，也可以用于含杂原子杯芳烃的合成。以钯为催化剂的Heck反应可以用于含氧、氮、硫等原子的杯芳烃的合成[4]。通过引入不同的底物和催化剂，可以合成不同类型的含杂原子的杯芳烃。
2.3氮杂-[3+3]环加成反应
氮杂-[3+3]环加成反应是含杂原子杯芳烃合成的新方法之一。通过含杂原子的环状底物与双炔衍生物反应，可以形成含杂原子的杯芳烃分子[5]。这种反应的优点在于原料易得，且反应条件温和，操作简便。
3.含杂原子杯芳烃的研究进展
近年来，含杂原子杯芳烃的研究引起了越来越多的关注。下面介绍其中的一些研究进展。
3.1含氮杂原子杯芳烃
含氮杂原子杯芳烃是指在分子内引入氮原子而形成的碗状分子。这类杯芳烃具有良好的光学和电学性质，在有机光电器件、荧光传感器等领域有着广泛的应用。
Wakabayashi等人报道了一种含氮杂原子杯状芳烃的合成方法，该方法以叠氮为原料，在酸性条件下经过两步反应即可得到目标产物[6]。得到的目标产物荧光性质明显，且在潜在的生物传感器中具有潜在的应用。
3.2含硫杂原子杯芳烃
含硫杂原子杯芳烃是指在分子内引入硫原子而形成的杯芳烃分子。此类杯芳烃具有很好的毒物吸附能力，因此在生产上有着广泛的应用。
关刚等人报道了一种含硫杂原子杯芳烃的合成方法，该方法采用醌类为原料，经过加成反应即可得到目标产物[7]。合成的目标产物具有良好的毒物吸附性能，可以用于环境污染治理。
3.3含氧杂原子杯芳烃
含氧杂原子杯芳烃指的是在分子内引入氧原子而形成的碗状分子。这类杯芳烃具有很好的介电性能和阳离子识别性，在化学传感器中有着潜在的应用。
Hamid等人报道了一种含氧杂原子杯芳烃的合成方法，该方法以羟基脲为原料，在强酸催化下经过两步反应即可得到目标产物[8]。合成的目标产物在阳离子传感中表现出显著的选择性和灵敏性。
4.含杂原子杯芳烃的应用展望
含杂原子杯芳烃在材料科学、生命科学、环境科学等领域具有广泛的应用前景。例如，含氮杂原子杯芳烃可以用于光电器件、荧光传感器