吡咯并吡咯二酮衍生物的合成研究取得進展

　　吡咯并吡咯二酮（DPP）是一類重要的人工合成染料，具有色彩鮮艷、優異的光穩定性和熱穩定性等優勢。近年來，作為電子受體單元，學界構筑了系列DPP基共軛分子和聚合物，并廣泛應用于有機場效應晶體管、有機光伏器件、有機熱電、單線態裂分、光動力治療等領域的研究中。大多數的DPP衍生物N-位為烷基側鏈，共軛單元如噻吩等通過單鍵與DPP相連接。作為新的共軛分子和大分子的構筑單元，N-芳基化和共軛拓展的DPP衍生物的合成鮮有報道，且限于特殊的底物結構和需要多步反應。

　　在國家自然科學基金委、科學技術部和中國科學院的支持下，中科院化學研究所有機固體院重點實驗室研究員張德清課題組近年來設計合成了系列基于DPP的共軛聚合物，并利用側鏈官能化策略，發展了系列高遷移率有機聚合物半導體（J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 173；Sci. Adv. 2016, 2, e1600076；Chem. Mater. 2018, 30, 3090；Chem. Mater. 2019, 31, 1800；Angew.Chem. Int. Ed. 2019, 58, 18994；Acc. Chem. Res. 2018, 51, 1422）。近期，研究人員在N-芳基化和共軛拓展的DPP衍生物的合成方面取得了進展。以H-DPP與二芳基碘鎓鹽為底物，碘化亞銅為催化劑，以高達78%的產率合成了N-芳基DPP化合物，反應表現出良好的底物適應性。這些N-芳基DPP化合物在溶液和固體狀態下均表現出良好的發光性能，熒光量子產率分別高達96%和40%。進一步研究發現，把銅催化劑替換為醋酸鈀，通過連續的C-C偶聯和C-N偶聯反應，“一鍋法”以較高產率合成了共軛拓展的DPP分子。場效應器件研究表明，這些共軛拓展的DPP分子具有良好p-型半導體性能，單晶遷移率達到0.71 cm2V-1s-1，有望成為高性能有機半導體材料的構筑單元。

　　相關研究成果發表在Angew. Chem. Int. Ed.上，被選為Hot paper和Inside cover paper。美國麻省理工學院教授Timothy M. Swager在Synfacts上以研究亮點形式對其進行了介紹。化學所博士研究生姜文林和蘭州大學教授劉子桐為論文的共同第一作者，張德清為論文通訊作者。

　　N-芳基和π-共軛拓展的DPP分子的合成方法與應用