本发明属于发光材料技术领域，具体涉及一类芘基[4]螺烯及其合成方法与应用。
背景技术：
螺烯作为多环芳烃，是一类具有扩展的π-共轭体系的非平面结构。作为一种具有优良光电性能的有机材料，其合成方法一直备受关注。其中以金属催化剂催化合成最为常见，但该合成方法成本较高，且毒性太高环保效益太差，因此，近年来，光化学合成手段成为合成螺烯的一种高效、经济、绿色的方法。同时，芘及其衍生物在光电材料领域也具有举足轻重的地位，良好的热稳定性、较大的π-共轭体系、高电子携带能力等优点使其在有机光电材料领域备受青睐。因此，合成芘基螺烯有机化合物有望在光电材料、手性材料等领域发挥巨大的研究潜力。
技术实现要素：
本发明的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一类以芘为母体的螺烯，该系列化合物在发光材料、生物成像或检测等领域具有较大的应用潜力；本发明以7-叔丁基-1,3-二苯基-5-醛基芘为原料，在加热条件下，通过wittig反应和光环化反应，制备一系列以芘为母体的螺烯化合物，为合成芘基发光材料提供了新的方法。
为了拓展传统螺烯化合物种类，现提出一类以芘为母体的螺烯的结构式为：
其中，r为氢原子、甲氧基、氰基中的一种。以芘为母体的螺烯具有优良的光物理性质，有应用于发光材料或生物成像及检测等领域的潜力。
为了更好的制备出上述的具有优良光电性能的以芘为母体的螺烯，本发明的技术方案提出了一类芘基[4]螺烯合成方法，包括如下步骤：
s1：合成，将7-叔丁基-1,3-二苯基-5-醛基芘通过wittig反应和光环化反应，制备以芘为母体的螺烯，其反应式为：
s2：萃取，反应完毕，用良溶剂萃取冷却后的反应产物2～3次，收集有机相溶液，将收集的有机相溶液依次用饱和食盐水洗涤2～3次、无水硫酸镁干燥，得反应粗产物与良溶剂的混合液；
s3：提纯，将反应粗产物与良溶剂的混合液依次经蒸馏、柱层析，得目标产物纯品。
本发明所使用的各原料制备比较简单，并且性能非常稳定，不需要特殊的保存条件；相关试剂和溶剂都是常用的商品化试剂，成本较低；整体合成路线简单，产率较高，污染较少。
为了更好的制备化合物2a，优选的技术方案是步骤s1中苄基三苯基氯化膦、正丁基锂以及7-叔丁基-1，3-二苯基-5-醛基芘的摩尔比为1～3：1～3：1，溶剂为四氢呋喃，反应温度为0～40℃，反应时间为8～24h。
为了提高原材料的利用率和反应效率，进一步优选的技术方案是步骤s1中苄基三苯基氯化膦、正丁基锂以及7-叔丁基-1，3-二苯基-5-醛基芘的摩尔比为2：2：1，溶剂为四氢呋喃，反应温度为25℃，反应时间为16h。
为了提高反应产物的提纯效率，优选的技术方案是，s3中柱层析所用的固定相为硅胶，淋洗剂为己烷与氯仿的混合液，己烷与氯仿的体积比为2～3：1。
为了更好的制备化合物3a，优选的技术方案是步骤s1中7-叔丁基-1,3-二苯基-5-苯乙烯基芘、单质碘的摩尔比为1：1～2，溶剂为苯，环氧丙烷为催化剂，光照反应时间4～12h。
为了提高原材料的利用率和反应效率，进一步优选的技术方案是步骤s1中7-叔丁基-1,3-二苯基-5-苯乙烯基芘和单质碘的摩尔比为1：1.5，溶剂为苯，环氧丙烷为催化剂，光照反应时间8h。
为了提高反应产物的提纯效率，优选的技术方案是步骤s3中柱层析所用的固定相为硅胶，淋洗剂为己烷与氯仿的混合液，正己烷与氯仿的体积比为2～3：1。
一类芘基[4]螺烯的应用，其特征在于，如权利要求1所述的一类芘基[4]螺烯在发光材料、化学传感、生物荧光探针、生物成像以及检测领域的应用。
本发明的优点和有益效果在于：
1、本发明提出了一种具有优良发光性能的以芘为母体的螺旋烯，拓展了传统螺烯类发光材料的种类；该系列化合物在发光材料、化学传感、生物荧光探针、生物成像以及检测领域具有潜在的的应用价值。
2、本发明以将7-叔丁基-1,3-二苯基-5-醛基芘化合物通过wittig反应和光环化反应，制备以芘为母体的螺烯，为合成芘基螺烯类发光材料提供了新的方法。
3、本发明合成方法所使用的各原料制备比较简单，并且性能非常稳定，不需要特殊的保存条件；相关试剂和溶剂都是常用的商品化试剂，成本较低；整体合成路线简单，产率较高，污染较少；该合成方法包括合成、萃取和提纯三个步骤，较传统螺烯类化合物简化了合成步骤，使该方法更易于工业化应用推广。
附图说明
图1是本发明一类芘基[4]螺烯的结构式；
图2是本发明合成一类芘基[4]螺烯的化学反应式；
图3是实施例1合成2a的化学反应式；
图4是实施例1的目标产物2a的核磁氢谱图；
图5是实施例10的目标产物2b的核磁氢谱图；
图6是目标产物2b的单晶结构；
图7是实施例11的目标产物2c的核磁氢谱图
图8是实例12合成芘基[4]螺烯3a的化学方程式；
图9是实施例12的目标产物3a的核磁氢谱图；
图10是实施例17的目标产物3b的核磁氢谱图；
图11是实施例18的目标产物3c的核磁氢谱图；
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。实施本发明的过程、条件、试剂、试验方法、测试方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发明没有特别限制内容。以下实施例所给出的数据包括具体操作和反应条件及产物。产物纯度均通过核磁、高分辨质谱分析鉴定，部分化合物通过x-射线单晶衍射仪获得了精确结构信息。
如图1所示，一类芘基[4]螺烯，其中，r为氢原子、甲氧基、氰基中的一种。
上述具有优良发光性能的以芘为母体的螺旋烯的合成方法，包括如下步骤：
s1：合成，如图2所示，将7-叔丁基-1,3-二苯基-5-醛基芘化合物通过wittig反应和光环化反应，制备以芘为母体的螺旋烯；
s2：萃取，反应完毕，用良溶剂萃取冷却后的反应产物2～3次，收集有机相溶液，将收集的有机相溶液依次用饱和食盐水洗涤2～3次、无水硫酸镁干燥，得反应粗产物与良溶剂的混合液；
s3：提纯，将反应粗产物与良溶剂的混合液依次经蒸馏、柱层析，得目标产物纯品。
为了更好的制备化合物2a，优选的技术方案是步骤s1中苄基三苯基氯化膦、正丁基锂以及7-叔丁基-1，3-二苯基-5-醛基芘的摩尔比为1～3：1～3：1，溶剂为四氢呋喃，反应温度为0～40℃，反应时间为8～24h。
为了提高原材料的利用率和反应效率，进一步优选的技术方案是步骤s1中苄基三苯基氯化膦、正丁基锂以及7-叔丁基-1，3-二苯基-5-醛基芘的摩尔比为2：2：1，溶剂为四氢呋喃，反应温度为25℃，反应时间为16h。
为了提高反应产物的提纯效率，优选的技术方案是，s3中柱层析所用的固定相为硅胶，淋洗剂为己烷与氯仿的混合液，己烷与氯仿的体积比为2～3：1。
为了更好的制备化合物3a，优选的技术方案是步骤s1中7-叔丁基-1,3-二苯基-5-苯乙烯基芘、单质碘的摩尔比为1：1～2，溶剂为苯，环氧丙烷为催化剂，光照反应时间4～12h。
为了提高原材料的利用率和反应效率，进一步优选的技术方案是步骤s1中7-叔丁基-1,3-二苯基-5-苯乙烯基芘和单质碘的摩尔比为1：1.5，溶剂为苯，环氧丙烷为催化剂，光照反应时间8h。
为了提高反应产物的提纯效率，优选的技术方案是步骤s3中柱层析所用的固定相为硅胶，淋洗剂为己烷与氯仿的混合液，正己烷与氯仿的体积比为2～3：1。
一类芘基[4]螺烯的应用，其特征在于，如权利要求1所述的一类芘基[4]螺烯在发光材料、化学传感、生物荧光探针、生物成像以及检测领域的应用。
本实施例中所用药品均为市售化学品试剂。
实施例1
如图3所示，以7-叔丁基-1,3-二苯基-5-苯乙烯基芘的合成为例，向5ml干燥的四氢呋喃溶剂中加入苄基三苯基氯化膦(389mg,1.0mmol)，溶解后在0℃氩气氛围保护下，缓慢加入正丁基锂(1.1ml,1.0mmol)，混合物持续搅拌10分钟。然后向该混合物中加入溶解在10ml的干燥四氢呋喃溶剂中的7-叔丁基-1,3-二苯基-5-醛基芘(219mg,0.5mmol)，添加完毕后在氩气保护下室温搅拌16h。反应结束后，将反应液倒入大量冰水中淬灭反应，用40ml二氯甲烷萃取两次，用40ml饱和食盐水洗涤两次，然后用适量无水硫酸镁干燥。将上述溶液蒸馏至剩余少量液体后，通过柱层析法，以正己烷/氯仿混合液(3∶1,体积比)做淋洗剂，分离得到黄色固体目标产物2a的产量为148mg,产率为58％。测得的目标产物2a的熔点为194–195℃；1hnmr(400mhz,cdcl3):δh＝1.60(s,9h,tbu),7.19(d,j＝15.9hz,1h,-ch＝cha-),7.32(t,j＝14.7hz,2h,ar-h),7.43(t,j＝16.0hz,2h,ar-h),7.47-7.50(m,2h,ar-h),7.56(t,j＝8.0hz,2h,ar-h),7.58(t,j＝8.0hz,2h,ar-h),7.65(d,j＝7.4hz,2h,ar-h),7.68(d,j＝7.0hz,2h,ar-h),7.73(d,j＝7.0hz,2h,ar-h),7.96(s,1h,pyrene-h),8.00(d,j＝15.2hz,1h,-ch＝chb-),8.03(d,j＝8.8hz,1h,pyrene-h),8.19(d,j＝9.2hz,1h,pyrene-h),8.25(s,1h,pyrene-h),8.43(s,1h,pyrene-h),8.54(s,1h,pyrene-h)ppm；13cnmr(100mhz,cdcl3):δc＝32.04,35.41,118.73,122.61,122.79,123.59,124.97,126.80,127.24,127.31,127.45,127.59,127.82,127.89,128.35,128.44,128.75,129.31,129.92,130.62,130.67,131.44,132.16,134.65,137.08,137.31,137.64,141.03,141.06,149.01ppm；fab-ms:m/zcalcdforc40h32512.2504[m ]；found512.2504[m ].
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于苄基三苯基氯化膦的投料为(198mg，0.5mmol)、正丁基锂的投料为(1.1ml，1mmol)以及7-叔丁基-1，3-二苯基-5-醛基芘的投料为(219mg，0.5mmol)，分离得到黄色固体目标产物2a的产量为82mg，产率为32％，测试数据同实施例1。
实施例3
实施例3与实施例1的区别在于苄基三苯基氯化膦的投料为(593mg，1.5mmol)、正丁基锂的投料为(1.1ml，1mmol)以及7-叔丁基-1，3-二苯基-5-醛基芘的投料为(219mg，0.5mmol)，分离得到黄色固体目标产物2a的产量为151mg，产率为59％，测试数据同实施例1。
实施例4
实施例4与实施例1的区别在于苄基三苯基氯化膦的投料为(389mg，1.0mmol)、正丁基锂的投料为(0.55ml，0.5mmol)以及7-叔丁基-1，3-二苯基-5-醛基芘的投料为(219mg，0.5mmol)，分离得到黄色固体目标产物2a的产量为102mg，产率为40％，测试数据同施例1。
实施例5
实施例5与实施例1的区别在于苄基三苯基氯化膦的投料为(389mg，1.0mmol)、正丁基锂的投料为(1.65ml，1.5mmol)以及7-叔丁基-1，3-二苯基-5-醛基芘的投料为(219mg，0.5mmol)，分离得到黄色固体目标产物2a的产量为148mg，产率为58％，测试数据同施例1。
实施例6
实施例6与实施例1的区别在于苄基三苯基氯化膦的投料为(389mg，1.0mmol)、正丁基锂的投料为(1.1ml，1.0mmol)以及7-叔丁基-1，3-二苯基-5-醛基芘的投料为(219mg，0.5mmol)，反应温度为0℃，分离得到黄色固体目标产物2a的产量为120mg，产率为47％，测试数据同施例1。
实施例7
实施例7与实施例1的区别在于苄基三苯基氯化膦的投料为(389mg，1.0mmol)、正丁基锂的投料为(1.1ml，1.mmol)以及7-叔丁基-1，3-二苯基-5-醛基芘的投料为(219mg，0.5mmol)，反应温度为40℃，分离得到黄色固体目标产物2a的产量为151mg，产率为59％，测试数据同施例1。
实施例8
实施例8与实施例1的区别在于苄基三苯基氯化膦的投料为(389mg，1.0mmol)、正丁基锂的投料为(1.1ml，1.mmol)以及7-叔丁基-1，3-二苯基-5-醛基芘的投料为(219mg，0.5mmol)，反应时间为8h，分离得到黄色固体目标产物2a的产量为92mg，产率为36％，测试数据同施例1。
实施例9
实施例9与实施例1的区别在于苄基三苯基氯化膦的投料为(389mg，1.0mmol)、正丁基锂的投料为(1.1ml，1.mmol)以及7-叔丁基-1，3-二苯基-5-醛基芘的投料为(219mg，0.5mmol)，反应时间为24h，分离得到黄色固体目标产物2a的产量为153mg，产率为60％，测试数据同施例1。
表1实施例1～9的反应条件和实验结果
实验结果表明：实验例2～9的目标产物产率均低于或与实施例1相近，考虑到反应条件的温和性及原料的经济性，因此确定实施例1的反应条件最优，即苄基三苯基氯化膦，正丁基锂及7-叔丁基-1，3-二苯基-5-醛基芘的摩尔比为2：2：1、反应温度为25℃、反应时间为16h。
实施例10
实施例10与实施例1的区别在于，7-叔丁基-1，3-二苯基芘类化合物中r取代基为甲氧基，按照实施例1的反应条件进行，分离得到黄色固体目标产物2b的产率为45％。测得的目标产物的熔点为223–224℃，将目标产物2b重结晶并测得核磁数据如下：
1hnmr(400mhz,cdcl3):δh＝1.60(s,9h,tbu),3.86(s,3h,ome),6.97(d,j＝12.0hz,1h,ar-h),7.14(d,j＝16.9hz,1h,-ch＝cha-),7.46-7.50(m,2h,ar-h),7.54–7.59(m,6h,ar-h),7.68(d,j＝8.0hz,2h,ar-h),7.73(d,j＝8.0hz,2h,ar-h),7.86(d,j＝16.0hz,1h,-ch＝chb-),7.95(s,1h,pyrene-h),8.03(d,j＝8.0hz,1h,pyrene-h),8.19(d,j＝12.0hz,1h,pyrene-h),8.24(s,1h,pyrene-h),8.40(s,1h,pyrene-h),8.54(s,1h,pyrene-h)ppm；13cnmr(100mhz,cdcl3):δc＝31.96,55.36,113.54,114.17,118.76,122.37,122.56,124.63124.92,124.96,127.21,127.27,127.57,127.88,128.03,128.34,128.42,129.30,129.86,130.01,130.52,130.63,130.68,131.46,131.66,134.90,136.92,137.20,141.13,148.96,159.44ppm；fab-ms:m/zcalcdforc41h34o542.2610[m ]；found542.2615[m ].
实施例11
实施例11与实施例1的区别在于，7-叔丁基-1，3-二苯基芘类化合物中r取代基为氰基，按照实施例1的反应条件进行，分离得到黄色固体目标产物2c的产率为78％。测得的目标产物的熔点为263–265℃，将目标产物2c重结晶并测得核磁数据如下：
1hnmr(400mhz,cdcl3):δh＝1.61(s,9h,tbu),7.17(d,j＝16.0hz,1h,-ch＝cha-),7.47-7.52(m,2h,ar-h),7.56(t,j＝8.0hz,2h,ar-h),7.59(t,j＝8.0hz,2h,ar-h),7.67-7.73(m,6h,ar-h),7.97(s,1h,pyrene-h),8.04(d,j＝8.0hz,1h,pyrene-h),8.11(d,j＝16.0hz,1h,-ch＝chb-),8.20(d,j＝12.0hz,1h,pyrene-h),8.27(s,1h,pyrene-h),8.43(s,1h,pyrene-h),8.49(s,1h,pyrene-h)ppm；13cnmr(100mhz,cdcl3):δc＝31.97,110.80,118.44,122.88,123.58,125.12,127.20,127.38,127.97,128.39,129.44,129.44,130.23,130.60,130.67,132.57,149.24ppm；fab-ms:m/zcalcdforc41h31n537.2457[m ]；found537.2454[m ].
实施例12
如图7所示，以芘基[4]螺烯3a的合成为例，向光化学反应器中加入7-叔丁基-1,3-二苯基-5-苯乙烯基芘(150mg,0.29mmol)，苯(250ml)，环氧丙烷(3.9ml，55mmol)，单质碘(112mg，0.44mmol)，光照反应8小时。反应结束后，将反应液浓缩后通过柱层析法提纯，以正己烷/氯仿混合液(3∶1,体积比)做淋洗剂，分离得到黄色固体目标产物3a，进一步在二氯甲烷和甲醇混合液中重结晶后得到浅黄色固体13mg,产率为8％。
1hnmr(400mhz,cdcl3):δh＝1.58(s,9h,t-bu),6.89(d,j＝8.0hz,1h,ar-h),6.33(d,j＝8.0hz,1h,ar-h),7.46(t,j＝8.0hz,2h,ar-h),7.15(t,j＝8.0hz,2h,ar-h),7.54(t,j＝8.0hz,2h,ar-h),7.67(d,j＝8.0hz,3h,ar-h),7.96(t,j＝12.0hz,2h,ar-h),8.01(d,j＝8.0hz,1h,ar-h),8.04(s,1h,ar-h),8.11(d,j＝8.0hz,1h,ar-h),8.16(s,1h,ar-h),8.79(d,j＝8.0hz,1h,ar-h),8.94(s,1h,ar-h)ppm；13cnmr(100mhz,cdcl3):δc＝31.93,118.10,120.34,122.64,123.09,124.38,124.72,125.12,126.29,126.35,127.30,127.35,127.40,128.22,128.49,129.36,129.54,129.95,130.08,130.34,130.44,131.13,131.78,138.01,138.56,143.98,149.25ppm；fab-ms:m/zcalcdforc40h30510.2348[m ]；found510.2383[m ].
实施例13
实施例13与实施例12的区别在于，7-叔丁基-1,3-二苯基-5-苯乙烯基芘的投料为(150mg，0.29mmol)，单质碘的投料为(75mg，0.29mmol)，催化剂环氧丙烷的投料为(3.9ml，55mmol)，溶剂苯的投料为(250ml)，光照反应8小时。分离得到黄色固体目标产物3a的产量为8mg，产率为5％，测试数据同实施例12。
实施例14
实施例14与实施例12的区别在于，7-叔丁基-1,3-二苯基-5-苯乙烯基芘的投料为(150mg，0.29mmol)，单质碘的投料为(150mg，0.6mmol)，催化剂环氧丙烷的投料为(3.9ml，55mmol)，溶剂苯的投料为(250ml)，光照反应8小时。分离得到黄色固体目标产物3a的产量为13mg，产率为8％，测试数据同实施例12。
实施例15
实施例15与实施例12的区别在于，7-叔丁基-1,3-二苯基-5-苯乙烯基芘的投料为(150mg，0.29mmol)，单质碘的投料为(112mg，0.44mmol)，催化剂环氧丙烷的投料为(3.9ml，55mmol)，溶剂苯的投料为(250ml)，光照反应4小时。分离得到黄色固体目标产物3a的产量为7mg，产率为4％，测试数据同实施例12。
实施例16
实施例16与实施例12的区别在于，7-叔丁基-1,3-二苯基-5-苯乙烯基芘的投料为(150mg，0.29mmol)，单质碘的投料为(112mg，0.44mmol)，催化剂环氧丙烷的投料为(3.9ml，55mmol)，溶剂苯的投料为(250ml)，光照反应12小时。分离得到黄色固体目标产物3a的产量为14mg，产率为9％，测试数据同实施例12。
表2实施例12～16的反应条件和实验结果
实验结果表明：实验例12～16的目标产物产率均低于或与实施例12相近，考虑到反应条件的温和性及原料的经济性，因此确定实施例12的反应条件最优，即7-叔丁基-1,3-二苯基-5-苯乙烯基芘的投料为(150mg，0.29mmol)，单质碘的投料为(112mg，0.44mmol)，催化剂环氧丙烷的投料为(3.9ml，55mmol)，溶剂苯的投料为250ml，光照反应8小时。
实施例17
实施例17与实施例12的区别在于，7-叔丁基-1，3-二苯基芘类化合物中r取代基为甲氧基，按照实施例11的反应条件进行，分离得到黄色固体目标产物3b的产率为8％。测得的目标产物的熔点为141–145℃，将目标产物3b重结晶并测得核磁数据如下：
1hnmr(400mhz,cdcl3):δh＝1.64(s,9h,tbu),3.74(s,3h,ome),6.87(dd,j＝2.4,2.0hz,1h,ar-h),6.99(d,j＝4.0hz,3h,ar-h),7.22(s,1h,ar-h),7.50(t,j＝8.0hz,2h,ar-h),7.57-7.64(m,3h,ar-h),7.74(d,j＝4.0hz,2h,ar-h),7.95(d,j＝8.0hz,1h,ar-h),7.99(d,j＝8.0hz,1h,ar-h),8.10(s,1h,ar-h),8.17(d,j＝8.0hz,1h,ar-h),8.20(s,1h,ar-h),8.70(d,j＝8.0hz,2h,ar-h),8.98(s,1h,ar-h)ppm；13cnmr(100mhz,cdcl3):δc＝30.89,53.97,108.48,115.81,117.08,117.23,121.70,122.04,123.63,125.32,125.59,126.14,126.31,126.43,126.89,127.06,127.46,127.79,128.49,129.01,129.40,129.55,130.15,130.92,136.86,139.87,142.62,148.25,155.80ppm；fab-ms:m/zcalcdforc30h28o540.2453[m ]；found540.2453[m ].
实施例18
实施例18与实施例12的区别在于，7-叔丁基-1，3-二苯基芘类化合物中r取代基为氰基，按照实施例11的反应条件进行，分离得到黄色固体目标产物3c的产率为13％。测得的目标产物的熔点为138℃，将目标产物3c重结晶并测得核磁数据如下：
1hnmr(400mhz,cdcl3):δh＝1.65(s,1h,tbu),7.01(t,j＝8.0hz,1h,ar-h),7.29(d,j＝8.0hz,1h,ar-h),7.51-7.68(m,5h,ar-h),7.73(t,j＝8.0hz,3h,ar-h),8.01(d,j＝4.0hz,1h,ar-h),8.03(d,j＝4.0hz,1h,ar-h),8.14(d,1h,ar-h),8.20(d,j＝8.0hz,1h,ar-h),8.26(s,1h,ar-h),8.98(d,j＝8.0hz,1h,ar-h),8.99(s,1har-h)ppm；13cnmr(100mhz,cdcl3):δc＝30.87,107.00,117.27,122.68,122.91,123.89,124.68,125.79,126.57,127.54,129.36,129.72,134.63,142.30,148.59ppm；fab-ms:m/zcalcdforc41h29n535.2300[m ]；found535.2300[m ].
实验结果表明：采用本发明的一类芘基[4]螺烯的合成方法，可以成功合成出取代基分别为氢基、甲氧基、氰基的芘基螺烯类化合物。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
1.一种芘基[4]螺烯的合成方法与应用，其特征在于，结构式为：
其中，r为氢原子、甲氧基、氰基中的一种。
2.一种芘基[4]螺烯的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：
s1：合成，将7-叔丁基-1,3-二苯基芘类衍生物通过wittig反应和光环化反应，制备以芘为母体的螺烯，其反应式为：
s2：萃取，反应完毕，用良溶剂萃取冷却后的反应产物2～3次，收集有机相溶液，将收集的有机相溶液依次用饱和食盐水洗涤2～3次、无水硫酸镁干燥，得反应粗产物与良溶剂的混合液；
s3：提纯，将反应粗产物与良溶剂的混合液依次经蒸馏、柱层析，得目标产物纯品。
3.如权利要求2所述的化合物2a的合成方法，其特征在于，步骤s1中苄基三苯基氯化膦、正丁基锂以及7-叔丁基-1，3-二苯基-5-醛基芘的摩尔比为1～3：1～3：1，溶剂为四氢呋喃，反应温度为0～40℃，反应时间为8～24h。
4.如权利要求3所述的化合物2a的合成方法，其特征在于，步骤步骤s1中苄基三苯基氯化膦、正丁基锂以及7-叔丁基-1，3-二苯基-5-醛基芘的摩尔比为2：2：1，溶剂为四氢呋喃，反应温度为25℃，反应时间为16h。
5.如权利要求3所述的一类芘基[4]螺烯的合成方法，其特征在于，所述步骤s3中柱层析所用的固定相为硅胶，淋洗剂为己烷与氯仿的混合液，己烷与氯仿的体积比为2～3：1。
6.如权利要求2所述的化合物3a的合成方法，其特征在于，步骤s1中7-叔丁基-1,3-二苯基-5-苯乙烯基芘、单质碘的摩尔比为1：1～2，溶剂为苯，环氧丙烷为催化剂，光照反应时间4～12h。
7.如权利要求6所述的化合物3a的合成方法，其特征在于，步骤s1中7-叔丁基-1,3-二苯基-5-苯乙烯基芘和单质碘的摩尔比为1：1.5，溶剂为苯，环氧丙烷为催化剂，光照反应时间8h。
8.如权利要求7所述的化合物3a的合成方法，其特征在于，所述步骤s3中柱层析所用的固定相为硅胶，淋洗剂为己烷与氯仿的混合液，正己烷与氯仿的体积比为2～3：1。
9.一类芘基[4]螺烯的应用，其特征在于，如权利要求1所述的一类芘基[4]螺烯在发光材料、化学传感、生物荧光探针、生物成像以及检测领域的应用。
技术总结