新型N,O-配位吡啶氟硼化合物的合成及其光谱性质

doi:10.6023/cjoc201607013

有机化学 ›› 2017, Vol. 37 ›› Issue (3): 704-710.DOI: 10.6023/cjoc201607013 上一篇下一篇

研究论文

新型N,O-配位吡啶氟硼化合物的合成及其光谱性质

吴云英^a, 苟高章^c, 伍贤学^a, 杨丽君^a, 傅文甫^b

a 玉溪师范学院资源环境学院化学系玉溪 653100;
b 中国科学院理化技术研究所北京 100190;
c 红河学院理学院理学院化学系蒙自 661199

收稿日期:2016-07-08 修回日期:2016-09-30 发布日期:2016-11-17
通讯作者: 傅文甫,E-mail:wuyy@yxnu.net E-mail:wuyy@yxnu.net
基金资助:
云南省科技厅青年（No.2014FD050）和云南省教育厅（No.2015Y455）资助项目.

Synthesis and Spectroscopic Properties of N,O-Chelated Pyridine-BF₂ Complexes

Wu Yunying^a, Gou Gaozhang^c, Wu Xianxue^a, Yang Lijun^a, Fu Wenfu^b

a College of Resources and Environment, School of Yuxi Normal University, Yuxi 653100;
b Technical Institute of Physics and Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190;
c College of Science, School of Honghe University, Mengzi 661199

Received:2016-07-08 Revised:2016-09-30 Published:2016-11-17
Contact: 10.6023/cjoc201607013 E-mail:wuyy@yxnu.net
Supported by:
Project supported by the Youth Project of Science and Technology Department of Yunnan Province (No. 2014FD050) and the General Program of Yunnan Provincial Education Department (No. 2015Y455).

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1. 新型N,O-配位吡啶氟硼化合物的合成及其光谱性质.PDF(3494KB)

摘要/Abstract

以2-氨基吡啶衍生物为原料，通过简单而高效的两步反应合成了6个新型N，O-配位吡啶氟硼化合物2a~2f，其结构经¹H（¹³C、¹⁹F）NMR，ESI-MS，IR和X单晶衍射分析表征，并对其光谱性质进行实验和理论计算研究.结果表明，苯环（或吡啶环）上含给电子基的化合物2b，2c，2e，2f的最大吸收峰位于360~420 nm（λ_abs=368，400，365，418 nm），且具有较大的摩尔吸光系数（ε=28760，51980，25250，40750 L·mol^-1·cm^-1）.明显不同的是，苯环对位无取代基的化合物2a和含吸电子基的化合物2d的最大吸收峰分别为340和337 nm.同时，化合物2b，2c，2e，2f具有一定的溶剂效应，随着溶剂极性的增加，发射光谱红移且荧光强度降低，说明这些化合物中存在着一定的分子内电荷转移（ICT）效应.此外，实验结果和理论计算验证了化合物2b，2c，2e，2f中存在ICT，并揭示了取代基对化合物的光谱性质具有显著影响.希望通过这些研究可为进一步发展ICT-型荧光染料及其应用打下良好基础.

关键词: N,O-配位, 吡啶, 氟硼化合物, 分子内电荷转移, 光谱性质

The six novel N,O-chelated pyridine-BF₂ complexes (2a~2f) were successfully obtained by a facile two-step synthesis from 2-amino-pyridine derivatives. All compounds synthesized were fully characterized by ¹H NMR, ¹³C NMR, ¹⁹F NMR, IR, ESI-MS and X-ray diffraction analysis. It was found that complexes 2b, 2c, 2e and 2f, in which electron-donating groups were substituted on p-positions of the phenyl ring (or 6-positions of the pyridine ring) exhibit a structured absorption at 360~420 nm (λ_abs=368, 400, 365, 418 nm) with a large extinction coefficient, such as 28760, 51980, 25250, 40750 L·mol^-1·cm^-1, respectively. In sharp contrast, the complexes 2a and 2d with a relatively neutral group (H for 2a) or an electron-withdrawing group (COOMe for 2d) on the p-position of the phenyl ring gave the absorption (λ_abs) blue shifted to 340 and 337 nm. Meanwhile, the intramolecular charge transfer (ICT) could be detected for complexes 2b, 2c, 2e and 2f, whose emission bands bathochromic shift significantly and emission intensities decreased with increasing the solvent polarities. Additionally, similar to most boron-dipyrromethene derivatives (BODIPYs) and their derivatives, this pyridine-BF₂ complex exhibited faint photoluminescence in the solid state. In order to better illustrate intramolecular charge transfer in 2b, 2c, 2e and 2f, theoretical calculations were carried out. Therefore, these experimental facts and theoretical calculations support our proposed ICT mechanism in the novel boron fluoride complexes 2b, 2c, 2e and 2f, and reveal that substituent groups have a significant in-fluence on optical properties. The investigations of novel pyridine-BF₂ complexes will provide favorable foundation and theo-retical support for the further development of ICT-based fluorescent dyes and their applications.

Key words: N,O-chelated, pyridine, fluorine-boron compound, ICT, spectroscopic properties

引用此文

吴云英, 苟高章, 伍贤学, 杨丽君, 傅文甫. 新型N,O-配位吡啶氟硼化合物的合成及其光谱性质[J]. 有机化学, 2017, 37(3): 704-710.

Wu Yunying, Gou Gaozhang, Wu Xianxue, Yang Lijun, Fu Wenfu. Synthesis and Spectroscopic Properties of N,O-Chelated Pyridine-BF₂ Complexes[J]. Chin. J. Org. Chem., 2017, 37(3): 704-710.

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参考文献

[1] (a) Loudet, A.; Burgess, K. Chem. Rev. 2007, 107, 4891.
(b) Ulrich, G.; Ziessel, R.; Harriman, A. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 1184.
(c) Frath D.; Massue J.; Ulrich G.; Ziessel R. Angew. Chem. 2014, 126, 2322.
(d) Wu, G. F.; Xu, Q. L.; Guo, L. E.; Zang, T. N.; Tan, R.; Tao, S. T.; Ji, J. F.; Hao, R. T.; Zhang, J. F.; Zhou, Y. Tetrahedron Lett. 2015, 56, 5034.
(e) He, Y., Feng, R. K.; Yi, Y. R.; Liu, Z. X. Chin. J. Org. Chem. 2014, 34, 2236 (in Chinese).(何源, 冯若昆, 易云瑞, 刘占祥, 有机化学, 2014, 34, 2236.)
[2] Kubota, Y.; Tsuzuki, T.; Funabiki, K.; Ebihara, M.; Matsui, M. Org. Lett. 2010, 12, 4010.
[3] (a) Nagai, A.; Kokado, K.; Nagata, Y.; Arita, M.; Chujo, Y. J. Org. Chem. 2008, 73, 8605.
(b) Poon, C.T.; Lam, W. H.; Wong, H. L.; Yam, V. W. W. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 13992.
[4] (a) Claessens, C. G.; González-Rod?guez, D.; Torres, T. Chem. Rev. 2002, 102, 835.
(b) Zhu, H.; Shimizu, S.; Kobayashi, N. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 8000.
[5] (a) Yoshino, J.; Furuta, A.; Kambe, T.; Itoi, H.; Kano, N.; Kawashima, T.; Ito, Y.; Asashima, M. Chem.-Eur. J. 2010, 16, 5026.
(b) Yoshino, J.; Kano, N.; Kawashima, T. Chem. Commun. 2007, 6, 559.
[6] Kubota, Y.; Hara, H.; Tanaka, S.; Funabiki, K.; Matsui, M. Org. Lett. 2011, 13, 6544.
[7] Yang, Y.; Hughes, R. P.; Aprahamian, I. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 13190.
[8] Liao, C. W.; Rao, M. R.; Sun, S. S. Chem. Commun. 2015, 51, 2656.
[9] Wang, X. Q.; Liu, Q. S.; Yan, H.; Liu, Z. P.; Yao, M. G.; Zhang, Q. F.; Gong, S. W.; He, W. J. Chem. Commun. 2015, 51, 7497.
[10] (a) Cosgrave, L.; Devocelle, M.; Forster, R. J.; Keyes, T. E. Chem. Commun. 2010, 46, 103.
(b) Zhang, D.; Wen, Y.; Xiao, Y.; Yu, G.; Liu, Y.; Qian, X. Chem. Commun. 2008, 4777.
[11] (a) Hepp, A.; Uirich, G.; Schmechel, R.; von Seggern, H.; Ziessel, R. Synth. Met. 2004, 146, 11.
(b) Qu, X.; Liu, Q.; Ji, X.; Chen, H.; Zhou, Z.; Shen, Z. Chem. Commun. 2012, 48, 4600.
[12] Martin, A.; Long, C.; Forster, R. J.; Keyes, T. E. Chem. Commun. 2012, 48, 5617.
[13] (a) Grabowski, Z. R.; Rotkiewicz, K.; Rettig, W. Chem. Rev. 2003, 103, 3899.
(b) Seo, J.; Kim, S.; Park, S. Y. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 11154.
(c) Zhao, G. J.; Chen, R. K.; Sun, M. T.; Liu, J. Y.; Li, G. Y.; Gao, Y. L.; Han, K. L.; Yang, X. C.; Sun, L. Chem.-Eur. J. 2008, 14, 6935.
(d) Araneda, J. F.; Piers, W. E.; Heyne, B.; Parvez, M.; McDonald, R. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 12214.
[14] (a) Wu, Y. Y.; Chen, Y.; Gou, G. Z.; Mu, W. H.; Lv, X. J.; Du, M. L.; Fu, W. F. Org. Lett. 2012, 14:5226.
(b) Wu, Y. Y.; Chen, Y.; Mu, W. H.; Lv, X. J.; Fu, W. F. J. Photochem. Photobiol. A 2013, 72, 73.
[15] Chakraborty, A.; Kar, S.; Guchhait, N. Chem. Phys. 2006, 320, 75.
[16] Chipem, F. A. S.; Mishra, A.; Krishnamoorthy, G. Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 8775.
[17] Singh, T. S.; Mitra, S. J. Lumin. 2007, 127, 508.
[18] Sun, J. B.; Zhang, G. H.; Jia, X. Y.; Xue, P. C.; Jia, J. H.; Lu, R. Acta Chim. Sinica 2016, 74, 165 (in Chinese).(孙静波, 张恭贺, 贾小宇, 薛鹏冲, 贾俊辉, 卢然, 化学学报, 2016, 74, 165.)
[19] Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Scalmani, G.; Barone, V.; Mennucci, B.; Petersson, G. A.; Nakatsuj, H.; Caricato, M.; Li, X.; Hratchian, H. P.; Izmaylov, A. F.; Bloino, J.; Zheng, G.; Sonnenberg, J. L.; Hada, M.; Ehara, M.; Toyota, K.; Fukuda, R.; Hasegawa, J.; Ishida, M.; Nakajima, T.; Honda, Y.; Kitao, O.; Nakai, H.; Vreven, T.; Montgomery, Jr. J. A.; Peralta, J. E.; Ogliaro, F.; Bearpark, M.; Heyd, J. J.; Brothers, E.; Kudin, K. N.; Staroverov, V. N.; Keith, T.; Kobayashi, R.; Normand, J.; Raghavachari, K.; Rendell, A.; Burant, J. C.; Iyengar, S. S.; Tomasi, J.; Cossi, M.; Rega, N.; Millam, J. M.; Klene M.; Knox J. E.; Cross J. B.; Bakken V.; Adamo C.; Jaramillo J.; Gomperts, R.; Stratmann, R. E.; Yazyev, O.; Austin, A. J.; Cammi, R.; Pomelli, C.; Ochterski, J. W.; Martin, R. L.; Morokuma, K.; Zakrzewski, V. G.; Voth, G. A.; Salvador, P.; Dannenberg, J. J.; Dapprich, S.; Daniels, A. D.; Farkas, O.; Foresman, J. B.; Ortiz, J. V.; Cioslowski, J.; Fox, D. J. Gaussian 09, Revision B.01, Gaussian, Inc., Wallingford CT, 2010.
[20] Wu, Y. X.; Ren, H. Y.; Wu, Y. F.; Wang, B. X. Acta Chim. Sinica 2015, 73, 53 (in Chinese).(巫友雄, 任泓扬, 吴义芳, 王炳喜, 化学学报, 2015, 73, 53.)
[21] Armarego, W. L. F.; Chai, C. L. L. Purification of Laboratory Chemicals, 5nd ed., Butterworth-Heinemann Press, Oxford, 2003.

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[1]	文思, 丁宇浩, 田青于, 葛进, 程国林. 铑(III)催化苯甲亚胺酸乙酯和CF₃-亚胺氧锍叶立德C—H 活化/环化反应合成CF₃-1H-苯并[de][1,8]萘吡啶[J]. 有机化学, 2024, 44(1): 291-300.
[2]	陈祖佳, 宇世伟, 周永军, 李焕清, 邱琪雯, 李妙欣, 汪朝阳. BF₃•OEt₂作为催化剂与合成子在有机合成中的应用进展[J]. 有机化学, 2023, 43(9): 3107-3118.
[3]	杨星星, 樊泳澔, 崔晶晶. 2,6-二亚胺吡啶主族配合物的研究进展[J]. 有机化学, 2023, 43(7): 2338-2350.
[4]	赵洋, 陈盼盼, 韩立志, 王恩举. 三苯基咪唑衍生物的聚集诱导发光性质及其细胞成像应用[J]. 有机化学, 2023, 43(7): 2454-2461.
[5]	张周, 郭钰, 羊静, 吴丹, 王佳昕, 洪欣玥, 蔡佩君, 荣良策. 电化学促进咪唑并[1,2-a]吡啶与二氯(溴)乙烷及碘仿的卤化反应[J]. 有机化学, 2023, 43(6): 2104-2109.
[6]	芦军, 李奇闯, 梁仁校, 贾义霞. 镍催化吡啶/喹啉鎓盐分子内去芳构化芳基加成反应[J]. 有机化学, 2023, 43(5): 1875-1882.
[7]	徐茂财, 田佳壮, 杨艳华, 苟高章, 李福敏, 邵林, 池可心. 一种三苯胺基二氟硼发光化合物的力致可逆荧光变色及数据安全保护研究[J]. 有机化学, 2023, 43(5): 1824-1831.
[8]	王维, 张哲宇, 张雪, 于海丰, 罗辉, 霍东月, 徐玉澎, 赵晓波. 多取代2,3-二氢-4-吡啶酮的水相合成[J]. 有机化学, 2023, 43(2): 742-750.
[9]	侯学会, 李议慧, 张庆玲, 刘俊桃, 陈亚静. 1,4-吡啶硫内鎓盐在有机合成中的研究与应用[J]. 有机化学, 2023, 43(11): 3844-3860.
[10]	宋昊儒, 孙建婷, 吕敏, 刘艺雯, 魏邦国. 三氟甲磺酸酐介导炔酰胺与吡啶加成反应的研究[J]. 有机化学, 2022, 42(8): 2433-2437.
[11]	龚诚, 唐剑, 徐飞, 李鹏杰, 王泽田, 张玉敏, 余国贤, 王亮. 近年来过渡金属催化吡啶酮/异喹啉酮的C—H活化反应研究进展[J]. 有机化学, 2022, 42(7): 1925-1949.
[12]	王利敏, 李柯, 张万轩. 有机硒催化肟转化为腈或酮[J]. 有机化学, 2022, 42(4): 1235-1240.
[13]	梁咏倩, 廖小建, 凌珑, 杨雅婷, 赵冰心, 徐石海. 海绵Spongia sp.中一个新的D环为吡啶环的降海绵烷型二萜[J]. 有机化学, 2022, 42(3): 901-904.
[14]	彭文昶, 王辉, 张丹维, 黎占亭. 紫精寡聚体的水相折叠和堆积及葫芦[n]脲(n=7, 8)调控[J]. 有机化学, 2022, 42(3): 863-870.
[15]	杨少慧, 宋敬城, 董道青, 杨昊, 周梦宇, 张会淑, 王祖利. N-胺基吡啶盐作为氮自由基前体在可见光诱导碳氮键形成反应中的进展[J]. 有机化学, 2022, 42(12): 4099-4110.

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