苯并菲癸烷氧基桥连十二烷氧基苯基卟啉金属Ni配合物的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种苯并菲癸烷氧基桥连十二烷氧基苯基卟啉金属Ni配合物的合成方法。其合成路线为：第一部分生成单羟基五己氧基苯并菲；其次合成含一个ω‑溴支链的烷氧基苯并菲；第二部分得到卟啉酸；第三部分是将上述两部分得到的中间体通过相转移催化反应合成烷氧基桥连卟啉‑苯并菲二元化合物与金属盐反应得到金属配合物。苯并菲作为一种常见的材料，因其具有良好的光化学及热稳定性、原料易得、产品易于提纯等优点，而金属卟啉在可见光区有强吸收、光化学及热稳定性好、且合成方法成熟。本发明专利技术合成得到苯并菲癸烷氧基桥连十二烷氧基苯基卟啉金属Ni配合物能应用在有机光伏材料、液晶材料、有机太阳能电池、有机发光二极管等分子器件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种苯并菲癸烷氧基桥连十二烷氧基苯基卟啉金属Ni配合物的合成方法。
技术介绍
在盘状液晶中，苯并菲作为一种常见的材料，因其具有良好的光化学及热稳定性、原料易得、产品易于提纯、结构丰富多变以及在纵轴具有较高的电荷传输速率等优点，因此是首选的给体单元；而卟啉在可见光区有强吸收、光化学及热稳定性好、且合成方法成熟，具有良好的液晶性质，因此可作为良好的受体单元。本专利技术通过设计并合成含有电子给体(D)-桥(B)-受体(A)结构的盘状液晶二元化合物，这类化合物可以应用在有机光伏材料、液晶材料、有机太阳能电池、有机发光二极管等分子器件。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供苯并菲癸烷氧基桥连十二烷氧基苯基卟啉金属Ni配合物的合成方法。本专利技术的合成路线可分为以下三个部分：第一部分，首先将邻二己氧基苯和2-己氧基苯酚在三氯化铁的氧化作用下发生偶联反应生成单羟基五己氧基苯并菲；其次，以单羟基五己氧基苯并菲、1,10-二溴癸烷为主要原料合成含一个ω-溴支链的烷氧基苯并菲；第二部分是以对羟基苯甲醛、1-溴代十二烷为主要原料合成对十二烷氧基苯甲醛，然后与对甲酰基苯甲酸甲酯、吡咯在二甲苯中合成卟啉酯。最后，将得到的卟啉酯水解、酸化得到卟啉酸；第三部分是将上述两部分得到的中间体通过相转移催化反应合成一系列烷氧基桥连卟啉-苯并菲二元化合物。苯并菲作为一种常见的材料，因其具有良好的光化学及热稳定性、原料易得、产品易于提纯、结构丰富多变以及在纵轴具有较高的电荷传输速率等优点，而卟啉在可见光区有强吸收、光化学及热稳定性好、且合成方法成熟，具有良好的液晶性质，本专利技术通过设计并合成含有电子给体(D)-桥(B)-受体(A)结构的盘状液晶二元化合物，这类化合物可以应用在有机光伏材料、液晶材料、有机太阳能电池、有机发光二极管等分子器件。附图说明图1为本专利技术苯并菲癸烷氧基桥连十二烷氧基苯基卟啉金属Ni配合物的结构式。图2为本专利技术合成路线的化学反应方程式。图中：R＝C6H13，R1＝C12H25。具体实施方式实施例：实施例中所使用的化学试剂和溶剂均为分析纯。(1)邻己烷氧基苯酚(化合物1)的合成将20克邻苯二酚、89.9克1-溴代正己烷、73.5克无水碳酸钾、6.0克碘化钾和250毫升无水乙醇，在85℃下回流反应60小时后，室温下抽滤，滤液经旋转蒸发仪除去溶剂之后，在0.5mmHg的减压蒸馏情况下收集84℃的馏分，得到48克无色油状液体即化合物1，产率为96％。Bp:106±3℃,IR(KBr)νmax(cm-1):1260,930；1H NMR(300MHz,CDCl3)δ:6.89(s,4H),3.99(t,J＝6.9Hz,4H),1.83-1.76(m,J＝6.9Hz,4H),1.49-1.31(m,12H),0.9(t,J＝6.9Hz,6H)。(2)邻二己烷氧基苯(化合物2)的合成取50克邻苯二酚、75克1-溴代正己烷、100克无水碳酸钾、3.8克碘化钾和500毫升无水乙醇，85℃回流反应12小时后，室温下抽滤，滤液经旋转蒸发仪除去溶剂之后，0.5mmHg的减压蒸馏情况下收集140-143℃的馏分，得到25.5克无色油状液体化合物2，产率为29％。Bp 255±3℃,IR(KBr)νmax(cm-1):1250,939；1H NMR(300MHz,CDCl3)δ:6.95-6.82(m,4H),5.68(s,1H),4.02(t,J＝6.9Hz,2H),1.83-1.76(m,2H),1.48-1.31(m,6H),0.91(t,J＝6.9Hz,3H)。(3)单羟基-五己氧基苯并菲(化合物3)的合成取4.44克步骤(1)所得化合物1和1.56克步骤(2)所得化合物2溶于60毫升二氯甲烷溶液中经恒压滴液漏斗滴加至80毫升含有12.96克无水三氯化铁和8毫升硝基甲烷的二氯甲烷溶液中，30分钟滴加完毕；然后将反应的温度保持在0℃-3℃范围内恒温反应3小时后，加入50毫升甲醇和25毫升水终止反应，反应的混合物分别用15毫升浓度为2mol/L稀盐酸洗涤两次，15毫升饱和食盐水洗涤一次，分出有机层，加入无水硫酸钠干燥除水后，经旋转蒸发仪除去溶剂，得到的粗产物用硅胶(200-300目)柱层析提纯(淋洗液是乙酸乙酯/石油醚体积比为1:30-1:15)，得到2.14克棕黄固体即化合物3，产率为36％。Mp47.7-50.1℃,IR(KBr)νmax(cm-1):3040,1240,837；1H NMR(400MHz,CDCl3)δ:7.96(s,1H),7.83(s,3H),7.82(s,1H),7.77(s,1H),5.91(s,1H),4.31-4.19(m,10H),1.98-1.90(m,10H),1.59-1.40(m,30H),0.96-0.92(m,15H)。(4)溴代癸氧基-五己氧基苯并菲(化合物4)的合成氮气保护下，将1.23克化合物3、2.97克1,10-二溴癸烷、0.43克氢氧化钾和0.16克四丁基溴化铵加入到10毫升二氯甲烷和6.5毫升水的混合物中，室温下搅拌24小时后，分别用30毫升水洗涤两次，用15毫升饱和食盐水洗涤一次，分出有机层，加入无水硫酸钠干燥除水后，经旋转蒸发仪除去溶剂，用硅胶(200-300目)柱层析提纯(淋洗液是乙酸乙酯/石油醚体积比为1:30-1:20)，得到无色固体1.41克即化合物4，产率为89％。Mp:62±3℃IR(KBr)νmax(cm-1):1390,1260,837.1H NMR(400MHz,CDCl3)δ：7.83(s,6H),4.23(t,J＝6.8Hz,12H),3.38(t,J＝6.8Hz,2H),1.95(m,14H),1.6-1.51(m,16H),1.45-1.35(m,20H),0.93(t,J＝6.8Hz,15H)。(5)对十二烷氧基苯甲醛(化合物5)的合成在干燥1小时后的100毫升单口烧瓶中加入2.44克对羟基苯甲醛、6.725克溴代十二烷和5.52克无水碳酸钾，最后加入20毫升经CaH2干燥的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂，装置在氮气氛围中80℃反应12小时后，加入200毫升水和20毫升二氯甲烷萃取三次，用无水硫酸钠进行干燥，经旋转蒸发仪除去溶剂，用硅胶(200-300目)柱层析提纯(淋洗液是二氯甲烷：石油醚体积比为1:5-1:2)，得到5.75克淡黄色液体即化合物5，产率为98％。Bp>300℃,IR(KBr)νmax(cm-1):1610,1380,1260,841；1H NMR(300MHz,CDCl3)δ:9.87(s,H),7.68(t,J＝6.8Hz,2H),6.89(d,J＝8.6Hz,2H),3.99(t,J＝6.9Hz,2H),1.83-1.76(m,J＝6.9Hz,4H),0.96-1.31(m,J＝5.6Hz,10H)。(6)5-对苯甲酸甲酯基-10,15,20-三对十二烷氧基苯基卟啉(化合物6)的合成取5.88克步骤(5)所得化合物5、1.198克对酰基苯甲酸甲酯和1.8495克间硝基苯甲酸，用32毫升二甲苯溶液充分溶解后，通过恒压滴液漏斗滴加经32毫升二甲苯稀释的1.91克吡咯10分钟，140℃下回流反应3.5小时，反应后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种苯并菲癸烷氧基桥连十二烷氧基苯基卟啉金属Ni配合物的合成方法，其特征在于具体步骤为：(1)邻己烷氧基苯酚即化合物1的合成：将20克邻苯二酚、89.9克1‑溴代正己烷、73.5克无水碳酸钾、6.0克碘化钾及250毫升无水乙醇，在85℃下回流反应60小时后，室温下抽滤，滤液经旋转蒸发仪除去溶剂之后，在0.5mmHg的减压蒸馏情况下收集84℃的馏分，得到48克无色油状液体即化合物1，产率为96％；Bp:106±3℃,IR(KBr)νmax(cm‑1):1260,930；1H NMR(300MHz,CDCl3)δ:6.89(s,4H),3.99(t,J＝6.9Hz,4H),1.83‑1.76(m,J＝6.9Hz,4H),1.49‑1.31(m,12H),0.9(t,J＝6.9Hz,6H)；(2)邻二己烷氧基苯即化合物2的合成：取50克邻苯二酚、75克1‑溴代正己烷、100克无水碳酸钾、3.8克碘化钾和500毫升无水乙醇，85℃回流反应12小时后，室温下抽滤，滤液经旋转蒸发仪除去溶剂之后，0.5mmHg的减压蒸馏情况下收集140‑143℃的馏分，得到25.5克无色油状液体即化合物2，产率为29％；Bp 255±3℃,IR(KBr)νmax(cm‑1):1250,939；1H NMR(300MHz,CDCl3)δ:6.95‑6.82(m,4H),5.68(s,1H),4.02(t,J＝6.9Hz,2H),1.83‑1.76(m,2H),1.48‑1.31(m,6H),0.91(t,J＝6.9Hz,3H)；(3)单羟基‑五己氧基苯并菲即化合物3的合成：取4.44克步骤(1)所得化合物1和1.56克步骤(2)所得化合物2溶于60毫升二氯甲烷溶液中经恒压滴液漏斗滴加至80毫升含有12.96克无水三氯化铁和8毫升硝基甲烷的二氯甲烷溶液中，30分钟滴加完毕；然后将反应的温度保持在0℃‑3℃范围内恒温反应3小时后，加入50毫升无水甲醇和25毫升水终止反应，反应的混合物分别用15毫升浓度为2mol/L稀盐酸洗涤两次，15毫升饱和食盐水洗涤一次，分出有机层，加入无水硫酸钠干燥除水后，经旋转蒸发仪除去溶剂，得到的粗产物用200‑300目硅胶柱层析提纯，淋洗液是乙酸乙酯/石油醚体积比为1:30‑1:15，得到2.14克棕黄固体即化合物3，产率为36％；Mp47.7‑50.1℃,IR(KBr)νmax(cm‑1):3040,1240,837；1H NMR(400MHz,CDCl3)δ:7.96(s,1H),7.83(s,3H),7.82(s,1H),7.77(s,1H),5.91(s,1H),4.31‑4.19(m,10H),1.98‑1.90(m,10H),1.59‑1.40(m,30H),0.96‑0.92(m,15H)；(4)溴代癸氧基‑五己氧基苯并菲即化合物4的合成：氮气保护下，将1.23克化合物3、2.97克1,10‑二溴癸烷、0.43克氢氧化钾和0.16克四丁基溴化铵加入到10毫升二氯甲烷和6.5毫升水的混合物中，室温下搅拌24小时后，分别用30毫升水洗涤两次，用15毫升饱和食盐水洗涤一次，分出有机层，加入无水硫酸钠干燥除水后，经旋转蒸发仪除去溶剂，用200‑300目硅胶柱层析提纯，淋洗液是乙酸乙酯/石油醚体积比为1:30‑1:20，得到无色固体1.41克即化合物4，产率为89％；Mp:62±3℃IR(KBr)νmax(cm‑1):1390,1260,837.1H NMR(400MHz,CDCl3)δ：7.83(s,6H),4.23(t,J＝6.8Hz,12H),3.38(t,J＝6.8Hz,2H),1.95(m,14H),1.6‑1.51(m,16H),1.45‑1.35(m,20H),0.93(t,J＝6.8Hz,15H)；(5)对十二烷氧基苯甲醛即化合物5的合成：在干燥1小时后的100毫升单口烧瓶中加入2.44克对羟基苯甲醛、6.725克溴代十二烷和5.52克无水碳酸钾，最后加入20毫升经CaH2干燥的N,N‑二甲基甲酰胺溶剂，装置在氮气氛围中80℃反应12小时后，加入200毫升水和20毫升二氯甲烷的萃取三次，用无水硫酸钠进行干燥，经旋转蒸发仪除去溶剂，用200‑300目硅胶柱层析提纯，淋洗液是二氯甲烷：石油醚体积比为1:5‑1:2，得到5.75克淡黄色液体即化合物5，产率为98％；Bp>300℃,IR(KBr)νmax(cm‑1):1610,1380,1260,841；1H NMR(300MHz,CDCl3)δ:9.87(s,H),7.68(t,J＝6.8Hz,2H),6.89(d,J＝8.6Hz,2H),3.99(t,J＝6.9Hz,2H),1.83‑1.76(m,J＝6.9Hz,4H),0.96‑1.31(m,J＝5.6Hz,...

【技术特征摘要】
1.一种苯并菲癸烷氧基桥连十二烷氧基苯基卟啉金属Ni配合物的合成方法，其特征在于具体步骤为：(1)邻己烷氧基苯酚即化合物1的合成：将20克邻苯二酚、89.9克1-溴代正己烷、73.5克无水碳酸钾、6.0克碘化钾及250毫升无水乙醇，在85℃下回流反应60小时后，室温下抽滤，滤液经旋转蒸发仪除去溶剂之后，在0.5mmHg的减压蒸馏情况下收集84℃的馏分，得到48克无色油状液体即化合物1，产率为96％；Bp:106±3℃,IR(KBr)νmax(cm-1):1260,930；1H NMR(300MHz,CDCl3)δ:6.89(s,4H),3.99(t,J＝6.9Hz,4H),1.83-1.76(m,J＝6.9Hz,4H),1.49-1.31(m,12H),0.9(t,J＝6.9Hz,6H)；(2)邻二己烷氧基苯即化合物2的合成：取50克邻苯二酚、75克1-溴代正己烷、100克无水碳酸钾、3.8克碘化钾和500毫升无水乙醇，85℃回流反应12小时后，室温下抽滤，滤液经旋转蒸发仪除去溶剂之后，0.5mmHg的减压蒸馏情况下收集140-143℃的馏分，得到25.5克无色油状液体即化合物2，产率为29％；Bp 255±3℃,IR(KBr)νmax(cm-1):1250,939；1H NMR(300MHz,CDCl3)δ:6.95-6.82(m,4H),5.68(s,1H),4.02(t,J＝6.9Hz,2H),1.83-1.76(m,2H),1.48-1.31(m,6H),0.91(t,J＝6.9Hz,3H)；(3)单羟基-五己氧基苯并菲即化合物3的合成：取4.44克步骤(1)所得化合物1和1.56克步骤(2)所得化合物2溶于60毫升二氯甲烷溶液中经恒压滴液漏斗滴加至80毫升含有12.96克无水三氯化铁和8毫升硝基甲烷的二氯甲烷溶液中，30分钟滴加完毕；然后将反应的温度保持在0℃-3℃范围内恒温反应3小时后，加入50毫升无水甲醇和25毫升水终止反应，反应的混合物分别用15毫升浓度为2mol/L稀盐酸洗涤两次，15毫升饱和食盐水洗涤一次，分出有机层，加入无水硫酸钠干燥除水后，经旋转蒸发仪除去溶剂，得到的粗产物用200-300目硅胶柱层析提纯，淋洗液是乙酸乙酯/石油醚体积比为1:30-1:15，得到2.14克棕黄固体即化合物3，产率为36％；Mp47.7-50.1℃,IR(KBr)νmax(cm-1):3040,1240,837；1H NMR(400MHz,CDCl3)δ:7.96(s,1H),7.83(s,3H),7.82(s,1H),7.77(s,1H),5.91(s,1H),4.31-4.19(m,10H),1.98-1.90(m,10H),1.59-1.40(m,30H),0.96-0.92(m,15H)；(4)溴代癸氧基-五己氧基苯并菲即化合物4的合成：氮气保护下，将1.23克化合物3、2.97克1,10-二溴癸烷、0.43克氢氧化钾和0.16克四丁基溴化铵加入到10毫升二氯甲烷和6.5毫升水的混合物中，室温下搅拌24小时后，分别用30毫升水洗涤两次，用15毫升饱和食盐水洗涤一次，分出有机层，加入无水硫酸钠干燥除水后，经旋转蒸发仪除去溶剂，用200-300目硅胶柱层析提纯，淋洗液是乙酸乙酯/石油醚体积比为1:30-1:20，得到无色固体1.41克即化合物4，产率为89％；Mp:62±3℃IR(KBr)νmax(cm-1):1390,1260,837.1H NMR(400MHz,CDCl3)δ：7.83(s,6H),4.23(t,J＝6.8Hz,12H),3.38(t,J＝6.8Hz,2H),1.95(m,14H),1.6-1.51(m,16H),1.45-1.35(m,20H),0.93(t,J＝6.8Hz,15H)；(5)对十二烷氧基苯甲醛即化合物5的合成：在干燥1小时后的100毫升单口烧瓶中加入2.44克对羟基苯甲醛、6.725克溴代十二烷和5.52克无水碳酸钾，最后加入20毫升经CaH2干燥的N,N-二甲基甲酰胺溶剂，装置在氮气氛围中80℃反应12小时后，加入200毫升水和20毫升二氯甲烷的萃取三次，用无水硫酸钠进行干燥，经旋转蒸发仪除去溶剂，用200-300目硅胶柱层析提纯，淋洗液是二氯甲烷：石油醚体积比为1:5-1:2，得到5.75克淡黄色液体即化合物5，产率为98％；Bp>300℃,IR(KBr)νmax(cm-1):1610,1380,1260,841；1H NMR(300MHz,CDCl3)δ:9.87(s,H),7.68(t,J＝6.8Hz,2H),6.89(d,J＝8.6Hz,2H),3.99(t,J＝6.9Hz,2H),1.83-1.76(m,J＝6.9Hz,4H),0.96-1.31(m,J＝5.6Hz,10H)；(6)5-对苯甲酸甲酯基-10,15,20-三对十二烷氧基苯基卟啉即化合物6的合成：取5.88克步骤(5)所得化合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔翔飞，戴胜平，邓海，庄秀梅，王桂霞，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：广西;45