1,4-二乙炔基苯用途与研究

概述

1,4-二乙炔基苯是二乙炔基苯的同分异构体，结构中有一个苯环和两个乙炔基团，是一种化学式为C₁₀H₆，分子量为128.167的重要化学物质，表现为具有刺激性的白色或浅黄色固体。实验表明，1,4-二乙炔基苯的熔点94-98ºC，沸点为182.81 ℃，密度1.025 g/cm³。1,4-二乙炔基苯在常见的有机溶剂中溶解度较高，如乙醇、二甲基甲酰胺等，但在水中溶解度较低。该化合物性质较为活泼，容易发生多种反应。例如，它可以参与烷基化、溴化、酯化、亲核加成等反应。由于1,4-二乙炔基苯分子中含有共轭体系，可进行电子共轭和超分子堆积，因此1,4-二乙炔基苯具有一定的导电性。

1,4-二乙炔基苯具有一定的毒性，对人体较为有害，可能引起刺激、过敏等不良反应。除此之外它还是易燃物，因此它的储存应避免与明火、高温或氧化剂接触。

用途

1,4-二乙炔基苯可以用于有机合成和材料科学等领域，在实验室中，它常用作合成有机杂环化合物或荧光染料的中间体。例如，以1,4-二乙炔基苯和4-溴邻苯二甲酸酐为原料，通过碳-碳偶合反应生成1,4-双[β-(p-邻苯二甲酸酐)乙炔基]苯，经40% HCl溶液水解成1,4-双[β-(p-邻苯二甲酸)乙炔基]苯，再经与乙酸酐回流得到纯净产物[1]。以1,4-二乙炔基苯与1-溴-4-硝基苯为原料，通过Sonogashina反应和Pd/C水合肼还原反应可以生成1,4-双[β-(p-氨基苯基)乙基]苯[2]。

以1,4-二乙炔基苯和苯基硅烷为原料，四氢铝锂为催化剂，在120 ℃下，通过1,4-二乙炔基苯中的炔氢和苯基硅烷中的硅氢间的脱氢反应可以合成主链带苯炔基和苯基硅亚甲基的新型聚合物。采用IR和1H NMR表征了其结构，并对其性能及固化反应机理进行了研究。结果表明，该聚合物熔点低，可溶解于常见的有机溶剂，具有良好的加工性能；固化后，通过SiH与CC的硅氢加成反应及CC与PhCC间的Diels-Alder反应，生成刚性的苯并结构，具有良好的耐热性能[3]。

有关研究

1,4-二乙炔基苯作为实验材料主要用于荧光性质及材料领域。

以1,4-二乙炔基苯为原料通过Sonogashira偶联反应制备了含有2,5-二戊烷氧基-1,4-二乙炔基苯结构的三元共轭聚合物PPEC，通过核磁共振氢谱确定了3种结构单元的比例为0.54∶1.00∶0.46。由于在PPEC的侧链中含有氨基基团，通过在PPEC的THF溶液中分别加入水、甲醇和正己烷，诱导其产生聚集，其聚集后的荧光性质表现出明显的不同，在THF与水的混合溶剂中，PPEC发光强度会随着水含量的增加先是急剧降低，而后在高水含量时发光强度又显著增强；在THF与甲醇的混合溶剂中，PPEC发光强度随着甲醇的加入只是逐渐降低；在THF与正己烷的混合溶剂中，PPEC的发光强度则会随着正己烷的增加而增强。该结果表明氨基通过与水，或者自身所形成氢键作用，改变了PPEC分子链之间的聚集态结构，降低了分子内旋转非辐射能量效率，从而有效改善共轭聚合物的主链发光性质，这为设计聚集态下(或固态下)高性能的荧光共轭聚合物提供了一种新思路[4]。

基于SonogashiraHagihara偶联缩聚反应，四(三苯基磷)钯和碘化亚铜作为催化剂，三乙胺和N,N'二甲基甲酰胺作溶剂，通过控制单体1,4-二溴萘和1,4-二乙炔基苯的投料比，得到形貌可控的管状多孔芳香骨架TLNU和块状多孔芳香骨架BLNU，将其直接碳化后得到的多孔碳材料TLNUX或BLNUX应用于超级电容器的电极材料中，具有中空管状结构的电极材料更有利于电解液浸入管状内部和电子传输。通过简单改变原料投料比，产物形貌可控，碳化后不破坏形貌，操作简单，对环境友好，适用广泛。本研究为定向制备形貌可控的多孔碳材料和提高电化学性能提供新的方法[5]。

参考文献

[1]付宏伟,刘昆明,彭信文,等.碳-碳偶合反应合成1,4-双[β-(p-邻苯二甲酸酐)乙炔基]苯[J].化学试剂, 2009, 31(9):4.DOI:CNKI:SUN:HXSJ.0.2009-09-000.

[2]付宏伟,彭信文,刘昆明,等.1,4-双[β-(p-氨基苯基)乙基]苯的合成与表征[J].化学试剂, 2008(12):20-22+44.DOI:CNKI:SUN:HXSJ.0.2008-12-004.

[3]张凡,黄鹏程.含苯炔及苯基硅亚甲基结构的新型聚合物的合成及固化反应的研究[J].有机硅材料, 2005, 19(3):5.DOI:10.3969/j.issn.1009-4369.2005.03.002.

[4]刘暘,谢飞,石建兵,等.侧链含氨基的聚(对亚苯基亚乙炔基-对亚苯基-咔唑)三元共聚物的合成及其聚集态下荧光特性[J].高分子学报, 2013(1):6.DOI:10.3724/SP.J.1105.2013.12124.

[5]闫卓君,崔博,夏立新,等.一种基于多孔芳香骨架的形貌可控的碳材料及其制备方法和应用:CN202011055535.0[P].CN112194113A.