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 有機光電材料與器件的迅速發(fā)展得益于過渡金屬催化的C−X/C−M傳統(tǒng)偶聯(lián)反應(yīng)的發(fā)展。近年來，C−H鍵活化被譽為有機合成化學(xué)的“圣杯”，備受關(guān)注，但利用C−H鍵活化構(gòu)筑有機功能分子的工作卻剛剛起步，其研究還遠未受到重視。化學(xué)家越來越意識到利用C−H鍵活化構(gòu)筑有機功能材料的重要性。

含（苯并）噻吩的聯(lián)雜芳烴骨架是有機光電材料中廣泛存在的結(jié)構(gòu)片段。過渡金屬催化的雜芳烴之間的氧化C−H/C−H偶聯(lián)反應(yīng)無疑是構(gòu)筑該類骨架最為簡潔高效的策略之一。然而，由于（苯并）噻吩自身C2和C3位的電性差異，無論經(jīng)歷芳基親電取代（SEAr）或協(xié)同脫氫金屬化（CMD）的機制，（苯并）噻吩的C−H/C−H型芳基化反應(yīng)均發(fā)生在C2位，因此實現(xiàn)（苯并）噻吩選擇性的C3位C−H/C−H芳基化反應(yīng)面臨巨大挑戰(zhàn)。

圖1.（苯并）噻吩與（雜）芳烴氧化C−H/C−H交叉偶聯(lián)反應(yīng)發(fā)展歷程

針對這一問題，游勁松課題組通過改變催化中心金屬親電性來扭轉(zhuǎn)苯并噻吩在C−H/C−H氧化偶聯(lián)反應(yīng)中的區(qū)域選擇性，實現(xiàn)了首例苯并噻吩C3位區(qū)域選擇性C−H/C−H芳基化反應(yīng)，并成功用于開發(fā)非傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的OLED新材料。

機理研究表明，三氟甲磺酸根對實現(xiàn)C3位選擇性活化具有重要作用，此外作者還成功分離得到苯并噻吩加成的七元環(huán)銠去芳構(gòu)化中間體，晶體結(jié)構(gòu)證明該中間體需經(jīng)歷syn β-H消除才能得到聯(lián)雜芳烴產(chǎn)物。

底物拓展方面，該反應(yīng)展現(xiàn)出了良好的官能團兼容性，含各類供吸電子基團（烷基、甲氧基、鹵素、三氟甲基、酰基、酯基、硝基等）和更大p共軛度的底物均能在該催化體系下順利轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物。偶聯(lián)產(chǎn)物經(jīng)導(dǎo)向基脫除、分子內(nèi)環(huán)化等衍生還能夠順利得到螺烯構(gòu)型的苯并噻吩并異喹啉酮骨架以及苯并噻吩并異喹啉。

通過該合成方法，作者高效構(gòu)筑了一類具有非傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的新型受體（2,3-c-BTIQO），相比于C2位連接的線性平面受體結(jié)構(gòu)，其獨特的螺烯構(gòu)型賦予發(fā)光分子熱活化延遲熒光（TADF）性質(zhì)，并成功用于制備高效率藍光OLED器件，器件發(fā)光波長為472 nm，最大外量子效率為25.4%。

圖2. 苯并噻吩C3位選擇性芳基化反應(yīng)及OLED材料設(shè)計思路

該研究以“Insight into Regioselective Control in Aerobic Oxidative C–H/C–H Coupling for C3-Arylation of Benzothiophenes: Toward Structurally Nontraditional OLED Materials”為題目發(fā)表在Journal of the American Chemical Society上，四川大學(xué)為第一單位，化學(xué)學(xué)院游勁松教授和賓正楊副研究員為該論文通訊作者，師洋博士為論文的第一作者。特別感謝國家自然科學(xué)基金委、四川省科技廳、四川大學(xué)的經(jīng)費支持。