本发明专利技术提供了基于咔唑和喹啉的二氮杂[6]螺烯化合物及其合成方法和应用。本发明专利技术以咔唑和喹啉衍生物为原料，采用光催化闭环的方法，制得具有光电功能的螺烯化合物。本发明专利技术的合成手段简单，并且使用普通廉价的试剂，降低制备成本，易于应用。基于咔唑和喹啉的二氮杂[6]螺烯(Ⅰ)在不同的有机溶剂中有很好的溶解性，有利于该化合物的提纯、制膜；通过接入不同取代基可获得多种芳香杂稠环化合物。本发明专利技术还提供二氮杂[6]螺烯化合物作为发光材料应用在有机发光二极管中。基于咔唑和喹啉的二氮杂[6]螺烯(Ⅰ)可在有机场效应管、有机电致发光、有机二阶非线性、光伏材料，荧光探针和激光染料等领域得到应用。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了基于咔唑和喹啉的二氮杂螺烯化合物及其合成方法和应用。本专利技术以咔唑和喹啉衍生物为原料，采用光催化闭环的方法，制得具有光电功能的螺烯化合物。本专利技术的合成手段简单，并且使用普通廉价的试剂，降低制备成本，易于应用。基于咔唑和喹啉的二氮杂螺烯(Ⅰ)在不同的有机溶剂中有很好的溶解性，有利于该化合物的提纯、制膜；通过接入不同取代基可获得多种芳香杂稠环化合物。本专利技术还提供二氮杂螺烯化合物作为发光材料应用在有机发光二极管中。基于咔唑和喹啉的二氮杂螺烯(Ⅰ)可在有机场效应管、有机电致发光、有机二阶非线性、光伏材料，荧光探针和激光染料等领域得到应用。【专利说明】二氮杂螺烯化合物及其合成方法和在有机发光二极管 中的应用
本专利技术涉及一类基于咔唑和喹啉的二氮杂螺烯化合物及其合成方法和应用， 具体涉及利用光催化闭环反应方法制备氮杂螺烯化合物及其在有机发光二极管中的 应用。
技术介绍
螺烯是一类由多个芳香环彼此以邻位稠合方式而形成的具有螺旋结构的并多环 芳香化合物。螺烯分子中存在非平面的分子结构。咔唑是一个著名的蓝光发色基团；结构 上的NH可被功能性的基团取代。将咔唑基团引入到螺烯分子，有利于获得蓝色发光材料。 螺烯类化合物因其独特的结构和特殊的物理和化学性质被广泛应用于有机电致发光、有机 场效应管、不对称催化、有机二阶非线性、手性液晶以及生物医药等领域。 近年来，人们利用光催化闭环反应方法合成了一些螺烯化合物。然而，很多 螺烯化合物的合成所需时间长、产率低；并且随着共轭体系的增加，具有刚性结构的 螺烯分子间的相互作用力增强，导致溶解性变差，有关报道参见L.Liu，etal.J.Org. Chem. 1991，56, 3769. ;F.B.Mallory,etal.J.Am.Chem.Soc. 1997, 119, 2119。另外，缺少引 入功能团的活性位点也是合成螺烯衍生物过程中一个非常严重的问题（参见A.Rajca，et al.J.Org.Chem. 2009, 74, 7504.)。通过光催化闭环反应合成二氮杂螺烯化合物由于产 率高、反应时间短以及易于分离产物而具有较强的推广使用价值。光催化闭环反应所使用 的前驱体也具有合成步骤简单且产率较高的特点。涉及的二氮杂螺烯化合物在活性位 点通过引入合适的基团，不仅可以有效改善有机分子的溶解性而且可以调控材料的物化性 能。以廉价的咔唑和喹啉为起始反应原料，通过光催化闭环反应，我们可以制备一类具有优 良性能的二氮杂螺烯化合物并将其作为发光材料应用于有机发光二极管。目前尚未见 此类螺烯化合物及其合成和应用方面的任何报道。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一类基于咔唑和喹啉的二氮杂螺烯化合物及其合成方法和 应用。 本专利技术通过以下技术方案实现： 1、基于咔唑和喹啉的二氮杂螺烯化合物 本专利技术的一类基于咔唑和喹啉的二氮杂螺烯化合物，结构通式I如下： 【权利要求】1. 基于咔唑和喹啉的二氮杂螺烯化合物，其特征在于，结构通式I如下：其中，取代基R1-R12各自独立的为H，C1-C6的烷基，卤素或含C、N、0、S原子的芳香环或 芳香杂环。2. 如权利要求1所述的化合物，其特征在于，取代基R1-R12各自独立的为C1-C 6的烷基、 Cl、Br、苯或吡啶。3. 如权利要求1或2所述的化合物，其特征在于，R3为C1-C6的烷基、Cl、Br、苯或吡啶； R12 为烧基，Ri、R2、R4_Rii 为 H。4. 如权利要求3所述的化合物，其特征在于，化合物是下列之一： 7-己基-二氮杂螺烯I (a)11-溴-7-己基-二氮杂螺烯I (b)11-二（三甲苯基）硼基-7-己基-二氮杂螺烯I (c)11-吡啶-7-己基-二氮杂螺烯I (d)?5. 如权利要求1所述的化合物的合成方法，以将反-9-己基-3-(2-喹啉-乙烯基）咔 唑衍生物为原料，通过光催化闭环反应制备而得；具体步骤如下 ： (1) 将有机溶剂用蒸馏法纯化，在惰性气氛下保存待用； (2) 将反-9-己基-3-(2-喹啉-乙烯基）咔唑和化学计量比的碘加入到步骤（1)纯化 的有机溶剂中，边溶解边搅拌，完全溶解后使溶液中溶质的浓度均为〇. 001-0. 1摩尔/升， 通惰性气体30-60分钟； (3) 在持续搅拌情况下，将环氧丙烷加入步骤（2)所得的溶液中，使溶液中环氧丙烷的 浓度为〇. 1-2. 5摩尔/升； (4) 用250-500W的高压汞灯透过石英玻璃照射步骤（3)所得的溶液5-15分钟至反应 结束，得到粗产物； (5) 真空旋蒸出溶剂，将所得的粗产物溶解在三氯甲烷中，用质量分数为10-35%的 Na2S2O3溶液和蒸馏水洗涤； (6) 对有机滤液进行分离提纯得到产物。6. 如权利要求5所述的化合物的合成方法，其特征在于，步骤（1)中所述的有机溶剂选 自苯、甲苯、正己烷、四氢呋喃或二氯甲烷中的一种。7. 如权利要求5所述的化合物的合成方法，其特征在于，步骤（6)中的分离提纯是指对 有机滤液进行萃取、洗涤、干燥、旋干、硅胶柱层析、重结晶分离后得产物。8. 如权利要求4所述的化合物，其特征在于，其中7-己基-二氮杂螺烯I (a)的 合成方法，包括如下步骤： (1) 将有机溶剂苯用常压蒸馏的方法进行纯化，在惰性气氛下保存待用； (2) 将反-9-己基-3-(2-喹啉-乙烯基）咔唑0· 45mmol和碘0· 46mmol加入到步骤 (1)纯化的500ml有机溶剂苯中，边溶解边搅拌，完全溶解后，通惰性气体30分钟； (3) 在持续搅拌情况下，将18ml环氧丙烷加入步骤（2)所得的溶液中，使溶液中环氧丙 烷的浓度为0.51摩尔/升； (4) 用500W的高压汞灯透过石英玻璃照射步骤（3)所得的溶液15分钟至反应结束得 粗产物； (5) 真空旋蒸出溶剂，将所得的粗产物溶解在三氯甲烷中，依次用质量分数为15%的 Na2S2O3溶液和蒸馏水洗涤； (6) 对有机滤液进行萃取、洗涤、干燥、旋干、硅胶柱层析、重结晶分离提纯后，得到 7-己基-二氮杂螺烯I (a)。9.权利要求1-4任一所述的化合物作为发光材料在制备有机发光二极管中的应用。【文档编号】C07F5/02GK104262339SQ201410515508【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月29日 优先权日:2014年9月29日 【专利技术者】刘陟, 华万鸣, 张保杰, 郭巍, 崔得良 申请人:山东大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于咔唑和喹啉的二氮杂[6]螺烯化合物，其特征在于，结构通式Ⅰ如下：其中，取代基R1‑R12各自独立的为H，C1‑C6的烷基，卤素或含C、N、O、S原子的芳香环或芳香杂环。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘陟，华万鸣，张保杰，郭巍，崔得良，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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