12H-[1]苯并噻吩并[2,3-A]咔唑的制备与取代反应

12H-[1]苯并噻吩并[2,3-A]咔唑是一种稠环芳烃类化合物，常温常压下为浅棕色至棕色固体，具有显著的荧光性质和优异的化学稳定性，它不溶于水但是可溶于强极性的醇类有机溶剂。12H-[1]苯并噻吩并[2,3-A]咔唑可借助其大共轭派体系应用于有机发光材料的改性研究与制备。

制备方法

在一个配备磁力搅拌棒的10 mL密封耐压管中，依次加入2-(苯并[b]噻吩-2-基)-1H-吲哚（50.0 mg, 0.20 mmol, 1.0当量）和一水合对甲苯磺酸（PTSA·H2O, 0.04 mmol, 20 mol%），随后在室温下将溶于乙酸乙酯（3 mL）中的2-(苄氧基)乙醛（60.0 mg, 0.40 mmol, 2.0当量）加入至上述混合物中，将所得反应液在持续搅拌下加热至120 °C，并通过薄层色谱（TLC）监测反应进程，约12小时后原料完全消耗（产物对高锰酸钾和2,4-二硝基苯肼均呈阳性显色），反应结束后将粗反应液用乙酸乙酯稀释并转移至圆底烧瓶中，减压蒸除溶剂，所得粗残余物经硅胶柱层析纯化，以8%乙酸乙酯/正己烷为洗脱剂，得到目标产物12H-[1]苯并噻吩并[2,3-A]咔唑。[1]

取代反应

12H-[1]苯并噻吩并[2,3-A]咔唑结构中的氮原子具有一定的亲核性，可在碱性条件下对长缺电子的氟代苯类化合物进行亲核取代反应。

图1 12H-[1]苯并噻吩并[2,3-A]咔唑的取代反应

在氮气保护下，向一个三颈烧瓶中加入2-(2-氟苯基)-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪（1.0 g, 3 mmol）、12H-[1]苯并噻吩并[2,3-A]咔唑（876.8 mg, 3.2 mmol）和碳酸铯（2.0 g, 6 mmol），并加入100 mL N,N-二甲基甲酰胺（DMF）作为溶剂。将反应体系脱气处理30分钟，随后加热至150 °C并搅拌过夜。反应结束后，减压蒸除溶剂，将残余物在二氯甲烷（DCM）与水之间进行分配萃取，合并有机相并用饱和食盐水洗涤，经无水硫酸镁干燥后，减压浓缩，所得粗产物经柱层析纯化（洗脱剂：二氯甲烷/石油醚 = 1/2），得到目标产物。[2]

参考文献

[1] Kundu, Samrat; et al, Cascade annulative π-extension for the rapid construction of carbazole based polyaromatic hydrocarbons, Chemical Communications (Cambridge, United Kingdom) 2021, 57, 5762-5765.

[2] Li, Deli; et al, Versatile benzthienocarbazole isomer derivatives as efficient TADF emitters and hosts for blue multi-resonance TADF emitters, Chemical Engineering Journal (Amsterdam, Netherlands) (2025), 504, 158958.