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碳硼烷自被发现以来,在聚合物化学、药物化学、有机合成、有机催化、有机光电材料等各个前沿及应用领域得到了越来越广泛而深入的研究,并逐渐形成了一门独立的研究领域——碳硼烷化学。碳硼烷虽然应用广泛,但是由于其结构的特殊性,目前大多合成碳硼烷衍生物的方法存在产率低、技术工艺路线复杂等困难,极大限制了碳硼烷的高效利用,阻碍了碳硼烷化学的进一步研究和应用。 本论文旨在探索新的方法以实现碳硼烷衍生物高效、简洁的合成,为碳硼烷在聚合物领域的深入研究和应用打下坚实的基础。本课题的研究内容主要分为以下四部分: 1、1,7-二羟甲基碳硼烷的高效合成:重新设计合成路线,采用原甲酸三甲酯为羟甲基源,经过与碳硼烷双锂盐亲核取代与还原两步反应以89%的产率合成了1,7-二羟甲基碳硼烷,此方法只需经过一次重结晶便可得到目标产物,操作简洁且效率高。 2、双硅基亚甲基取代的间位碳硼烷的合成:利用有机合成中的保护脱保护策略,以对三氟甲基苯基保护的氯甲基二甲基硅试剂为硅基亚甲基源,与碳硼烷双锂盐进行亲核取代反应,得到了对甲氧基苯基保护的硅基亚甲基间位碳硼烷中间体;随后经过脱除保护基便可得到高活性的溴硅烷中间体,最后经过水解、还原、亲核取代等反应分别合成了羟基、氢、乙烯基和乙炔基封端的硅基亚甲基间位碳硼烷,此方法路线短、操作简单,只需一步重结晶纯化,便可以88%的产率得到目标产物。 3、双苯氨基碳硼烷的合成:以Ullmann偶联的方法首先合成了双苯基取代的间位碳硼烷,产率高达98%以上;随后经过苯基的硝化还原合成了双苯氨基间位碳硼烷,总收率为74%。 4、探索了硅基苯基间位碳硼烷的合成:从双苯基取代的间位碳硼烷出发,研究了它的溴代反应,未能达到预期目标。