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摘 要

本文首先介绍了芘的发展过程，然后介绍了芘衍生物的合成，分别有1-取代芘、二取代芘和1,3,6,8,-取代芘。对芘衍生物的研究有着重要的意义，芘常被使用于水溶性聚合物的荧光标记因为它的荧光特性。芘的荧光探针往往用于检测表面活性胶束、磷脂囊泡和聚合物的性质。芘及其衍生物被普遍的应用在高分子的结构性能与设计的探测因为它们能形成激基缔合物的这一性质。另外，它还能用于气体(O₂或NH₃ )、金属离子、有机分子等的检测。此外，它还普遍地被使用在脂质膜、多肽的结构和蛋白质的研究及DNA的识别。

本文以芘为原料，经威尔斯迈尔反应生成芘甲醛，然后芘甲醛经硼氢化钠还原生成芘甲醇，再经氯化亚砜氯代生成最终产物氯甲基芘。本设计三部反应，每部产物经过核磁验证与预期分子一致。

关键词： 氯甲基芘 荧光 合成

ABSTRACT

This paper introduces the development process of pyrene, then the synthesis of pyrene derivatives, respectively, such as 1-substituted pyrene, disubstituted pyrene and 1,3,6,8 -substituted pyrene. Pyrene derivatives research has important significance, pyrene is often used in the fluorescent-labeled water-soluble polymers because of its fluorescent properties. Pyrene as a fluorescent probe are often used to detect properties of phospholipid vesicles, polymer and surfactant micelles. Pyrene and its derivatives are widely used in the design and structural properties of polymers to detect because they can form the nature of excimer. In addition, it can also be used to detect a gas (O₂ or NH₃), metal ions, organic molecules and the like. In addition, it is widely used to identify the structure of proteins and peptides, study of lipid membranes and DNA.

Taking pyrene as raw material, pyrene formaldehyde through vilsmeier reaction was obtained; then pyrene formaldehyde was reduced by sodium borohydride to generate pyrene methanol, and then reacting with thionyl chloride to give chloromethyl pyrene. The product structures of three reactions was confirmed by NMR.

KEYWORDS： Chloromethyl pyrene; Fluorescence; synthesis

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 文献综述 1

1.1 引言 1

1.2 芘衍生物的合成 2

1.2.1 氯甲基化反应 2

1.2.2 1-取代芘 3

1.2.3 1,3,6,8-四取代芘 4

1.2.4 1,6一和1,8一二取代芘 6

1.2.5 1,3-二取代芘 8

1.2.6 2,7-二取代芘 9

1.3 芘及其衍生物的应用 10

第二章　 氯甲基芘的合成 11

2.1 引言 11

2.2 实验部分 14

2.2.1 试剂与仪器 14

2.2.2 合成原理 15

2.2.3 实验方法 15

2.3 结果与讨论 16

2.3.1 芘环氯甲基化反应过程分析 16

第三章 结论与展望 18

3.1 结论 18

3.2 展望 18

参考文献 19

附 图 23

致 谢 26

第一章 文献综述

1.1 引言

对于这种带大平面的共轭结构稠环的芳香烃的研究成为热门，从1837年Laurent于精馏煤的焦油残留物中获得芘以来。芘一般在大多数热分解的反应中产生，比方蒸馏软煤焦油的过程中，乙炔与氢的裂解经过，带锌粉的蒂奔酚的蒸馏过程。在这之后，1871年Grabe使用二硫化碳在难溶物1,2-苯并菲的提取后实施萃取来获得芘的法子，对有机溶剂实施浓缩来获取粗产物芘。1882年，于汞矿石分馏的过程中形成了一种带有20%芘的 “粗汞华”^[1]，是在伊德里亚的汞矿产业开始发展后。

1913年，芘的第一个化学合成方法是由Weitzenbock的课题组以邻位联二甲苯为原料合成的。其它的几种有关于芘的新化学的合成路线到了19世纪50年代才有。芘在商业上的运用成为可能是因为芘两种途径的发现：（1）在无烟煤的加氢过程中能够生产出数量多的芘（2）大量的芘在煤焦油分馏的过程中作为副产物形成，这是在煤焦油的分馏技术通过现代化改进之后。

芘刚开始是被用来合成一些在染料工业中拥有广泛用途的葱醒的衍生物的。芘溶液里存在着分子间的激基缔合产物是由Kasper和Forster第一个找到的在1954年。该激基缔合产物的荧光量子的产率很高^[2]、激发态的时间足够长，而且能发射出和单体不一样的荧光光谱，它对微环境的变化极其敏感，根据以上特殊的性质，芘的荧光分子探针慢慢的被用在识别微环境变化上，同时也使得芘变成了光学性质领域研究最多的有机分子。

芘被普遍用于具有水溶性的聚合物的荧光的标记是因为它良好荧光特性。聚合物的性质可以通过将芘单元引入水溶性聚合物上。在检测表面活性胶束、磷脂的囊泡^[3-4]和聚合物性质方面芘的荧光探针也同样适用。芘也常常被用在高分子设计、结构的性能的探测上，因为芘和他的衍生物能形成激基缔合物。它也可以检测金属离子^[5]、气体(O₂或NH₃ )、有机分子等。另外，芘还能识别DNA，在脂质膜、蛋白质和多肽的结构的研究中也有广泛运用。

1.2 芘衍生物的合成

1.2.1 氯甲基化反应

芳烃在无水氯化铝（或氯化锌）、氯化氢、质子酸^[6]（H₂SO₄ 、H₃PO₄、HOAc）及甲醛等缩合剂存在下，在芳香烃芳环上引入卤烷基（-CH₂Cl）的反应，亦称作Blanc卤甲基化反应。另外，双氯的甲基醚或1-氯-4-（氯甲氧基）丁烷和路易斯酸，二甲基的甲烷和氯化锌，多聚的甲醚和氯化氢也能够作氯甲基化的试剂。

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