5557_中期检查表_具有双向延伸π桥结构的不对称吩噻嗪2A染料的合成及其在染料敏化太阳电池中的应用研究.docxVIP

“国家级大学生创新创业训练计划”立项项目中期检查表项目码：201410561068项目名称：具有双向延伸π桥结构的不对称吩噻嗪2A染料的合成及其在染料敏化太阳电池中的应用研究学院：化学与化工学院项目负责人：杨逸联系电话导老师：曹德榕教务处　制填表日期：2014年11月10项目名称具有双向延伸π桥结构的不对称吩噻嗪2A染料的合成及其在染料敏化太阳电池中的应用研究项目起止时间2014年6月至2015 年6月负责人姓名年级所在学院、专业联系电话E-mail杨逸2012化学与化工学院化学类创新班13660141458243601830@项目组成员陈文佳2012化学与化工学院化学类创新班13660248391714324384@聂乐斌2012材料科学与工程学院高分子材料与工程13570455328543926293@指导教师姓名曹德榕职务/职称系主任/教授所在学院化学与化工学院联系电话02087110245E-maildrcao@一、项目研究进展情况项目研究进展总体顺利，小组成员分工合作，使项目总体朝着预期的方向前进。组长杨逸负责统筹全局，安排项目总体的实验进度与时间调配，分配人手在预定的时间设计好实验方案与完成预期的实验内容，并且监督项目的实施与进行，同时查阅文献，设计方案并参与实验操作；组员陈文佳主要负责实验方案的设计，通过查阅资料找到最合适的实验条件与原料，不断改进实验方案以达到预期效果，并且参与实验操作；组员聂乐斌主要负责项目实验进程的总结，方案设计的讨论与改进，填写实验周记以及参与实验操作。项目研究的主要内容是具有双向延伸π桥结构的不对称吩噻嗪2A染料的合成。我们希望通过铃木反应，维鲁斯梅尔反应，克诺文格尔缩合反应等方法得到我们的产物之一DP-5，然后通过铃木反应和硼酯化反应等条件，得到π桥结构得以延长的中间产物，再利用合成DP-5的相关条件来合成我们的另一产物DP-6。目前我们的研究已经取得了一些阶段性的突破，已经合成出了几个重要的中间产物（图一），这几个产物都是醛，是合成最终产物的重要原料。通过不断改善实验方法，我们通过反应得到中间产物的产率十分可观（中间产物1达到75%，中间产物2达到65%）。实验过程中我们也遇到了一些问题，在合成DP-6的过程过，其中一个中间产物出现了收率较低的情况。对于实验过程中出现的问题，小组成员通过查阅文献，改进了之前的设计，以期合成一个高效易得的染料。中间体1中间体2中间体3图一二、已取得的阶段性成果1、合成线路：（1）DP-5的合成：图二（2）目标产物2的合成：图三2、合成细节：（1）、中间体1的合成。取反应物（化合物5）120 mg，三苯胺硼酸180 ml，碳酸钾300 mg，1,4-二氧六环10 ml，Pd(PPh3)4 70mg，在100 ℃下搅拌反应，24小时后停止反应，用30 ml CH2Cl2萃取，柱层析后将层析液旋转蒸发，烘干，得到红色固体70mg，收率58%，熔点：92℃-94℃。（2）中间体2的合成。取反应物（化合物10）400 mg，三苯胺硼酸350 ml，碳酸钾280 ml，1,4-二氧六环20ml，Pd(PPh3)4 70 mg，在100 ℃下搅拌反应，24小时后停止反应，用30ml CH2Cl2萃取，柱层析后将层析液旋转蒸发，烘干，得到黄色粉末320mg，收率80%，熔点116℃-118℃。3、所有重要中间体均已经得到了核磁图谱。4、已经合成出重要中间体1、2和3（图一）。二、项目研究存在的主要问题及应对措施1、在尝试合成DP-6的过程中，合成其中一项重要中间体的反应（图四）收率太低，我们探讨了一下原因，是因为该反应的选择性太低。反应物两边的溴原子具有相同的反应活性，通过控制2-噻吩硼酸的使用量、反应温度、反应溶剂等手段都无法做到选择性地只在一个溴上发生取代反应，因此反应的生成物大多是大都是两个溴均被噻吩取代的物质。考虑到实验事实，并且在经过查阅文献之后，我们决定对DP-6进行重新设计，将目标产物更改（图五）。我们更改的目标产物是基于以下理由：（1）通过调阅文献，我们发现更改后的产物在理论上可以被顺利合成。（2）更改后的产物预测将会比原产物（DP-6）具有更宽的吸光范围。原来设计的DP-6将吩噻嗪与三苯胺直接相连，两者之间的夹角较大，可能不利于电子的流动。新的设计在吩噻嗪和三苯胺之间插入一个噻吩，在增大起共轭结构的同时可以减小两者之间的夹角，从而提高了电子的流动性，而有利于吸光范围的拓宽。图四图五三、项目研究下阶段主要任务及时间进程安排主要任务：1、目标产物1（DP-5）的合成：目前我们已经合成出了中间体1（图一），这个中间产物是一个醛，接下来便是要通过维鲁斯梅尔反应在三苯胺一侧上一个醛基得到二醛，再通过克诺文格尔缩合反应，与氰基乙酸反应得