一种4-(2-噻吩基)三苯胺及其衍生物、制备方法与应用技术

技术编号:20939185 阅读:30 留言:0更新日期:2019-04-24 00:19
本发明专利技术公开了一种4‑(2‑噻吩基)三苯胺及其衍生物、制备方法与应用。所述4‑(2‑噻吩基)三苯胺及其衍生物具有如式(I)或式(II)所示结构:

A 4-(2-thiophenyl) triphenylamine and its derivatives, preparation method and Application

The invention discloses a 4 (2 -thiophenol) triphenylamine and its derivatives, a preparation method and application. The 4 (2 thiophenyl) triphenylamine and its derivatives have the structures shown in Formula (I) or Formula (II):

【技术实现步骤摘要】
一种4-(2-噻吩基)三苯胺及其衍生物、制备方法与应用
本专利技术涉及紫外线吸收剂及其制备领域,更具体地,涉及一种4-(2-噻吩基)三苯胺及其衍生物、制备方法与应用。
技术介绍
紫外线吸收剂是能够吸收由太阳辐射出来和人造光源中所产生的紫外线,而自身不受影响的一种光稳定剂。在紫外线的作用下,由于高分子材料吸收了紫外线的能量,高分子材料会发生自动氧化反应,从而导致了聚合物发生降解,使得其外观和使用性能下降;而如果在高分子材料的生产或者加工成型过程中添加紫外线吸收剂,其能吸收紫外线,转化成对高分子材料无害的能量而释放。由于高分子材料聚合物的种类不同,引起其老化的紫外线的波长也不同,因此在添加紫外线吸收剂时,应根据不同的聚合物类型,选择相应的紫外线吸收剂。紫外线吸收剂应该具有如下特点:具有强烈地吸收紫外线能力,特别是对波长为290~400nm之间的紫外线;并且,能与高分子材料及其他助剂相容,不发生喷霜和析出现象;有优良的热稳定性,在材料加工过程中,不发生热分解;紫外线吸收剂自身光稳定性、化学稳定性好,不发生自分解,不变色;吸收剂自身无毒或者毒性较低,价格低廉。专利CN201410205811.5公开了一种硫脲功能化的三苯胺类有机染料及其应用,该三苯胺类有机染料的紫外吸收范围宽,用于制备太阳能电池。目前,含有三苯胺的化合物多数用于制备太阳能电池材料或有机光电材料,还没有用于作为紫外线吸收剂的报道。因此,可以利用三苯胺较大的空间位阻、超共轭电子效应和较高的活性特点,制备一种紫外线吸收剂。伴随着高分子材料的应用领域不断扩大,加上近些年环境被严重地破坏,紫外线的危害越来越严重,相应的紫外线吸收剂在未来必将得到更进一步的发展。目前常使用的紫外线吸收剂的紫外吸收性能较差,效率不高。因此,需要制备一种对紫外线吸收能力较强的紫外线吸收剂。
技术实现思路
本专利技术为克服上述现有技术所述紫外线吸收剂的紫外吸收性能较差的缺陷,提供一种4-(2-噻吩基)三苯胺及其衍生物。本专利技术提供的4-(2-噻吩基)三苯胺及其衍生物对紫外线的吸收能力较强,可以作为一种紫外线吸收剂。本专利技术的另一目的在于提供上述4-(2-噻吩基)三苯胺及其衍生物的制备方法。本专利技术的还一目的在于提供上述4-(2-噻吩基)三苯胺及其衍生物在紫外线吸收剂中的应用。为解决上述技术问题,本专利技术采用的技术方案是:一种4-(2-噻吩基)三苯胺及其衍生物,所述4-(2-噻吩基)三苯胺及其衍生物具有如式(I)或式(II)所示结构:其中,X为卤原子。本专利技术提供的4-(2-噻吩基)三苯胺及其衍生物含有噻吩基团和/或卤原子。噻吩基团可以加强4-(2-噻吩基)三苯胺及其衍生物的共轭效应,利用噻吩基团上的富电子结构,使得外界紫外线的能量被电子的迁移跃迁所消耗,一个噻吩基团可以控制4-(2-噻吩基)三苯胺及其衍生物的紫外线吸收在紫外区。并且,4-(2-噻吩基)三苯胺及其衍生物是在吸收紫外线能量后,利用自身的非辐射能量传递来消耗能量。因此,4-(2-噻吩基)三苯胺及其衍生物在紫外区具有较强的吸收能力,可以作为一种紫外线吸收剂。优选地,所述X为溴原子或碘原子。卤原子(溴或碘原子)的重原子效应能产生荧光猝灭,降低了式(II)的4-(2-噻吩基)三苯胺及其衍生物的荧光强度,使其不发荧光;并且式(II)的4-(2-噻吩基)三苯胺及其衍生物具有更为优异的紫外吸收能力。不发荧光的优点在于:式(II)的4-(2-噻吩基)三苯胺及其衍生物只会吸收光线中的紫外线,不会因为紫外线的激发而使原来光线发出蓝光,即式(II)的4-(2-噻吩基)三苯胺及其衍生物能够让原来光线保持自然的光色,对透过光线没有影响。若紫外线吸收剂具有荧光,则会有蓝光发出,增加了原来光线中的蓝色成分,使光的颜色偏蓝,不仅失去了原来光线所具有的本色,而且增加了对人眼睛的伤害。更优选地,所述X为溴原子。本专利技术同时保护上述4-(2-噻吩基)三苯胺及其衍生物的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:S1.将三苯胺与卤化试剂进行卤化反应,得到4-卤三苯胺;S2.将4-卤三苯胺与2-噻吩硼酸进行Suzuki偶联反应,得到式(I)的4-(2-噻吩基)三苯胺及其衍生物;S3.将4-(2-噻吩基)三苯胺与卤化试剂进行卤化反应,得到式(II)的4-(2-噻吩基)三苯胺及其衍生物。本专利技术提供的4-(2-噻吩基)三苯胺及其衍生物的制备方法是将三苯胺进行卤化反应和Suzuki偶联反应。星型结构的三苯胺有着较大的空间位阻和超共轭电子效应,连着的三个苯环有着较高活性和易于被修饰的特点。由于三苯胺自由基特有的性质,使得4-(2-噻吩基)三苯胺及其衍生物有着超共轭电子效应和高的空穴迁移率。噻吩基团具有芳杂环结构,形成π-π共轭,化学稳定性好;噻吩类衍生物的吸收光谱与太阳辐射的光谱较吻合,能够较强地吸收太阳光(尤其是紫外线);当噻吩基团作为修饰基团时,可以加强修饰后化合物的共轭效应,利用噻吩基团上的富电子结构,外界紫外线的能量会被电子的迁移跃迁所消耗掉,从而可以增长化合物的紫外线吸收光谱。优选地,所述卤化试剂为N-溴代丁二酰亚胺或N-碘代丁二酰亚胺。优选地,步骤S1.中所述三苯胺与卤化试剂的摩尔比为1∶1.03~1.10。该范围内的摩尔比能确保反应底物三苯胺反应完全而不会出现较多的副产物二卤代产物。更优选地,步骤S1.中所述三苯胺与卤化试剂的摩尔比为1∶1.04。优选地,步骤S1.中所述卤化反应的反应条件为搅拌下-5~0℃冷浴8~9h。该反应条件下能确保反应完全进行。更优选地,步骤S1.中所述卤化反应的反应条件为搅拌下-3~0℃冷浴8~9h。进一步优选地,步骤S1.中所述卤化反应的反应条件为搅拌下0℃冷浴8h。具体过程如下:先在反应容器单口烧瓶上覆盖一层锡纸,进行遮光处理,然后加入三苯胺,再加入三氯甲烷来溶解反应物,开启搅拌器,并保持冷浴的状态;15分钟后,使反应物以及溶剂等整个反应体系的温度降至0℃或以下,然后少量多次地在20min内加入卤化试剂,使卤化试剂的浓度保持在很低的水平,尽量减少副产物二卤代产物的产生,添加完毕后,持续搅拌并且冷浴8h。优选地,步骤S1.中所述反应后还包括分离提纯的步骤。更优选地,所述分离提纯的过程为:反应结束后,用旋转蒸发仪除去粗产品中的三氯甲烷,以正己烷和二氯甲烷为淋洗剂,采用硅胶层析柱分离提纯,收集产物,再用旋转蒸发仪除去淋洗剂,得到4-卤三苯胺。优选地,所述正己烷与二氯甲烷的体积比为6∶1。优选地,步骤S2.中所述4-卤三苯胺与2-噻吩硼酸的摩尔比为1∶2.10~2.80。4-卤三苯胺与2-噻吩硼酸的摩尔比在1∶2.10~2.80范围内,可确保反应底物4-卤三苯胺反应完全,使产物的产率最大化,并且不会浪费太多2-噻吩硼酸。更优选地,步骤S2.中所述4-卤三苯胺与2-噻吩硼酸的摩尔比为1∶2.58。优选地,步骤S2.中所述Suzuki偶联反应选用四(三苯基膦)钯为催化剂,四氢呋喃为溶剂。优选地,步骤S2.中所述Suzuki偶联反应的条件为在氮气保护下加热搅拌;所述加热搅拌的温度为70~80℃,时间为40~55h。该温度可以使反应物充分溶解并保持较适合的反应条件,减少高温下2-噻吩硼酸的损耗;反应时间由反应过程中提取反应液进行TLC点板监控而得,一般要4本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种4‑(2‑噻吩基)三苯胺及其衍生物,其特征在于,所述4‑(2‑噻吩基)三苯胺及其衍生物具有如式(I)或式(II)所示结构:

【技术特征摘要】
1.一种4-(2-噻吩基)三苯胺及其衍生物,其特征在于,所述4-(2-噻吩基)三苯胺及其衍生物具有如式(I)或式(II)所示结构:,;其中,X为卤原子。2.根据权利要求1所述的4-(2-噻吩基)三苯胺及其衍生物,其特征在于,所述X为溴原子或碘原子。3.根据权利要求2所述的4-(2-噻吩基)三苯胺及其衍生物,其特征在于,所述X为溴原子。4.权利要求1~3任一项所述4-(2-噻吩基)三苯胺及其衍生物的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:S1.将三苯胺与卤化试剂进行卤化反应,得到4-卤三苯胺;S2.将4-卤三苯胺与2-噻吩硼酸进行Suzuki偶联反应,得到式(I)的4-(2-噻吩基)三苯胺及其衍生物;S3.将4-(2-噻吩基)三苯胺与卤化试剂进行卤化反应,得到式(II)的4-(2-噻吩基...

【专利技术属性】
技术研发人员:谭桂平郭智强蔡丽蓉邱永福范洪波丘文俊陈树斌
申请(专利权)人:东莞理工学院东莞触点智能装备有限公司
类型:发明
国别省市:广东,44

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