噻吩稠環(huán)共軛體系往往具有高的光致發(fā)光量子產(chǎn)率以及優(yōu)異的載流子遷移率，這使得該類分子在材料科學，如有機場效應晶體管（OFET）、有機發(fā)光二極管（OLED）、有機光伏（OPV）等領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。二苯并噻吩（DBT）作為經(jīng)典的單元骨架，可順利實現(xiàn)其間位或?qū)ξ坏碾p鹵化，繼而與不同側(cè)鏈單元進行偶聯(lián)用于單分散低聚物或高聚物光物理性質(zhì)的研究。相較而言，非對稱的噻吩稠環(huán)共軛體系研究較少。苯并[b]萘并[1,2-d]噻吩（BNT）在二苯并噻吩（DBT）結(jié)構(gòu)的基礎上多出一個芳香稠環(huán)，是理想的非對稱噻吩稠環(huán)研究對象。然而BNT骨架分子的合成往往面臨諸多挑戰(zhàn)，且難以做到多取代BNT化合物的構(gòu)建。同時，噻吩稠環(huán)亞砜衍生物缺少相應的光物理性質(zhì)與應用的探索。
受生物降解苯并噻吩過程的啟發(fā)，華中科技大學黃吉榮課題組利用苯并噻吩亞砜直接在DMSO溶劑中發(fā)生串聯(lián)的自身Diels-Alder反應 — 脫除SO — 氧化芳構(gòu)化過程獲得一系列取代BNT亞砜分子。在底物適用性考察時發(fā)現(xiàn)當苯并噻吩亞砜4位有取代基或7位有芳基取代時，氧化芳構(gòu)化因位阻效應難以進行，從而選擇性生成二氫BNT亞砜產(chǎn)物。 進一步將含有鹵素的BNT亞砜進行偶聯(lián)，可獲得一系列供體-受體-供體（D-A-D）或供體-受體（D-A）型分子。化合物3n還可以實現(xiàn)分步偶聯(lián)，通過DFT計算發(fā)現(xiàn)氧化加成發(fā)生在C8位取代Br的能壘高于C1位Br。 此類新穎的BNT分子具有高的熒光量子產(chǎn)率（溶液中高達87%；固體高達42%），可調(diào)節(jié)的熒光發(fā)射波長（397-616 nm），大的斯托克位移（75-341 nm）。在應用方面，除了用于活細胞熒光成像，該課題組還發(fā)現(xiàn)化合物6f可以作為熒光探針同時對質(zhì)子及抗衡陰離子進行雙識別，從而達到區(qū)分不同有機酸或無機酸的目的。 該工作中，黃吉榮課題組受苯并噻吩生物降解啟發(fā)，發(fā)展了非對稱噻吩稠環(huán)BNT亞砜分子的仿生合成，系統(tǒng)研究了其光物理性質(zhì)，并將該類分子應用于活細胞熒光成像以及質(zhì)子酸的雙離子識別。 論文信息 Benzo[b]naphtho[1,2-d]thiophene Sulfoxides: Biomimetic Synthesis, Photophysical Properties, and Applications Xian-Yan Shen,Dr. Man Li,Tai-Ping Zhou,Prof.?Dr. Ji-Rong Huang 文章的第一作者是華中科技大學2018級博士生沈先艷，DFT計算部分由華中科技大學李曼副教授及周太平碩士研究生完成。 Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202203908
