The synthesis of extended helical aromatics

Abstract

Helicenes are inherently chiral polycyclic aromatic molecules. Laterally extended helicenes have their outer rim extended by one or more aromatic rings, which gives them unique optical and electron properties and makes them hot candidates for applications in asymmetric catalysis or molecular electronics, for instance. However, the larger the outer rim is, the more difficult the synthesis of wide helicenes becomes. Frequently bad solubility of laterally extended helicenes, as well as their intermediates, requires comprehensive optimisation of the reaction conditions, which are commonly used in helicene synthesis. In my Bachelor Thesis, I focus on synthesis of a laterally extended helicene with two hexabenzocoronene moieties incorporated in its structure. One of the essential intermediates, bromoiodohexaphenylbenzene derivative, was prepared by Diels-Alder reaction. Optimised conditions of this reaction enabled the synthesis of crucial intermediates necessary for further steps in the target helicene synthesis. Key words: helicene, hexabenzocoronene, hexaphenylbenzene, Diels-Alder, polyaromatics

Heliceny jsou polycyklické aromatické sloučeniny vyznačující se inherentní chiralitou. Je-li helikální struktura na vnějším okraji rozšířena o jedno či více aromatických jader, mluvíme o laterálně rozšířených helicenech. Pro svoji strukturu mají heliceny unikátní optické a elektronové vlastnosti, díky nimž mohou nalézt uplatnění například v asymetrické katalýze či molekulární elektronice. Obtížnost syntézy helicenů vzrůstá s mírou rozšíření jejich vnějších okrajů o další aromatická jádra. To je způsobeno zejména problematickou rozpustností. Často je nutná komplexní optimalizace reakčních podmínek. Tato bakalářská práce se zabývá syntézou laterálně rozšířeného helicenu obsahujícího dvě hexabenzokoronenové jednotky. Jeden z klíčových meziproduktů, bromjódderivát hexafenylbenzenu, byl připraven pomocí Diels-Alderovy reakce. Optimalizace podmínek této reakce umožnila syntézu klíčových meziproduktů v nezbytných pro další kroky syntézy cílového helicenu. Klíčová slova: helicen, hexabenzokoronen, hexafenylbenzen, Diels-Alderova reakce, polyaromatické sloučeniny