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一种苯、萘并噻咯衍生物有机光电材料及其制备方法技术

技术编号:14903059 阅读:104 留言:0更新日期:2017-03-29 18:19
本发明专利技术公开了一种苯、萘并噻咯衍生物有机光电材料,制备的步骤主要包括依次制备1,4‑二溴‑2,5‑二碘苯、萘衍生物、炔代萘衍生物、硅代萘衍生物、硅桥联二炔衍生物,最终制得的苯、萘并噻咯衍生物即为本发明专利技术的有机光电材料。利用正丁基锂的锂化作用合成环戊二烯锆杂环;利用CuCl的催化作用合成萘取代物;利用PdCl2(PPh3)2催化作用和正丁基锂的锂化作用合成硅取代物;利用正丁基锂的锂化作用合成硅桥联二炔;利用CuCl的催化作用合成苯、萘并噻咯衍生物。合成工艺中条件温和,反应时间短,能耗低,原料易得,最终,以较短的反应时间和较高的收率,得到该苯、萘并噻咯衍生物。

Organic photoelectric material of benzene and naphthalene derivative and preparation method thereof

The present invention discloses a kind of benzene, naphthalene and silole derivatives of organic optoelectronic materials, the preparation steps include in the preparation of 1,4 2,5 dibromo two iodobenzene, naphthalene derivatives, naphthalene derivatives, silicon alkyne derivatives, naphthalene bridged two silicon alkyne derivatives, finally produced benzene, naphthalene and siloles the derivatives of organic optoelectronic materials of the invention. The effect of synthesis of heterocyclic cyclopentadienyl zirconium lithium n-butyl lithium; synthesis of naphthalene substituted by the catalysis of CuCl PdCl2 (PPh3); the effect of lithium catalysis and synthesis of silicon 2 butyl lithium substitutes; using lithium silicon alkyne bridging role in the synthesis of n-butyl lithium two; with the catalysis of CuCl the synthesis of benzene, naphthalene and silole derivatives. The synthesis process has the advantages of mild condition, short reaction time, low energy consumption and easy to obtain raw materials. Finally, the benzene and naphthalene derivatives can be obtained in a short reaction time and high yield.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化学领域,涉及一种有机光电材料,具体涉及一种苯、萘并噻咯衍生物有机光电材料及其合成方法。
技术介绍
有机光电材料是一类具有光电活性的有机材料,广泛应用于有机发光二极管、有机晶体管、有机太阳能电池、有机存储器等领域。噻咯是一类含硅的五元环二烯,具有很好的电子亲和力、独特的聚集态诱导发光性质和优良的电致发光性能。含有噻咯环的多并环梯形π-共轭分子的荧光效率、载流子迁移效率高,在有机光电子领域备受瞩目。但是硅桥联多联苯报道少、收率极低、原料以及催化剂极为昂贵,难以在噻咯两侧并入萘、苯,甚至加以修饰。随着有机光电子学科的发展,对于有机光电材料的基础研究日趋成熟,目前对于有机光电材料在技术创新和实际应用方面的探索成为新的研究热点。具有较大π-共轭体系的有机分子,它们的特殊结构决定了其具有良好的光电子产生、转换和传输等光电活性,因此被广泛应用于光电领域,可以作为发光材料、有机光电转换材料、有机非线性光学材料、信息存储材料、太阳能电池材料等。硅桥联并环共轭分子,是将硅杂环戊二烯结构和多并环体系相结合的一类新型梯形π-共轭分子,现已引起人们广泛的关注。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有合成方法的缺点,提供一种新型有机光电材料及其制备方法。在合成工艺中,以正丁基锂为锂化试剂,以二氯二茂锆为底物合成萘衍生物,条件温和,产率较高;以炔类为合成原料,配合丁基锂以及其他催化剂和硅取代物等廉价易得的试剂,以较短的反应时间和较高的收率,得到苯、萘并噻咯衍生物。为了解决上述技术问题,本专利技术提出的一种苯、萘并噻咯衍生物有机光电材料,其结构式如下:上述有机光电材料的制备方法,包括如下步骤:制备1,4-二溴-2,5-二碘苯:以对二溴苯为底物,以高碘酸和碘化钾为碘化试剂,浓硫酸为溶剂,在0℃下反应10-18小时,得到1,4-二溴-2,5-二碘苯的粗产物,经重结晶处理后得到1,4-二溴-2,5-二碘苯;制备萘衍生物:以二氯二茂锆为底物,以正丁基锂为锂化试剂,-78℃下反应1小时;以5-癸炔为环烯化试剂,在室温下反应3-5小时;以CuCl为催化剂,1,4-二溴-2,5-二碘苯为成萘试剂,50-65℃下反应1-2小时,经柱层析处理后得到萘衍生物;制备炔代萘衍生物:以萘衍生物为底物,以PdCl2(PPh3)2和CuI为催化剂,炔基苯为取代试剂,室温下反应10-15小时,经柱层析分离后得到炔代萘衍生物;制备硅代萘衍生物:以炔代萘衍生物为底物,正丁基锂为锂化试剂,二甲基二氯化硅为硅化试剂,室温下反应16-24小时,洗涤、浓缩后得到硅代萘衍生物;制备硅桥联二炔衍生物:以硅代萘衍生物为底物,正丁基锂为锂化试剂,炔基苯为取代试剂,室温至50℃下反应5-20小时,经柱层析分离后得硅桥联二炔衍生物;制备苯、萘并噻咯衍生物:以硅桥联二炔衍生物为底物,CuI和二叔丁基二茂锆为催化剂,乙炔二甲酸二甲酯为取代试剂,50-60℃下反应15分钟,经柱层析分离后,获得如下结构式表示的苯、萘并噻咯衍生物:本专利技术有机光电材料的制备方法中,在制备1,4-二溴-2,5-二碘苯步骤中,重结晶使用的溶剂为氯仿和四氢呋喃的混合液,其中,氯仿与四氢呋喃的体积比为2:1。在制备萘衍生物步骤和制备炔代萘衍生物中,柱层析使用的洗脱剂均为纯正己烷。在制备硅桥联二炔衍生物步骤中,柱层析使用的洗脱剂为正己烷和三乙胺的混合液,其中,正己烷与三乙胺的体积比为100:1。在制备苯、萘并噻咯衍生物中,柱层析使用的洗脱剂为正己烷和乙酸乙酯的混合液,其中,正己烷与乙酸乙酯的体积比为5:1。与现有技术相比,本专利技术的有益效果是:本专利技术利用正丁基锂的锂化作用,合成环戊二烯锆杂环;利用CuCl的催化作用,合成萘取代物;利用PdCl2(PPh3)2催化作用,正丁基锂的锂化作用,合成硅取代物;利用正丁基锂的锂化作用,合成硅桥联二炔;利用CuCl的催化作用,合成苯、萘并噻咯衍生物。在合成工艺中,以5-癸炔合成环戊二烯,进而合成萘取代物的反应,条件温和,反应时间短;合成硅桥联二炔的反应,条件温和,能耗低;合成苯、萘并噻咯衍生物的反应,反应时间短,原料易得。和现有技术相比,本专利技术原料价廉易得、条件温和,收率较高。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术技术方案作进一步详细描述,所描述的具体实施例仅对本专利技术进行解释说明,并不用以限制本专利技术。实施例1:制备一种苯、萘并噻咯衍生物有机光电材料,步骤如下:步骤一、制备1,4-二溴-2,5-二碘苯:向250mL反应瓶中加入2.66g(11.7mmol)高碘酸,降温至0℃,加入60mL浓硫酸。搅拌,加入5.82g(35.1mmol)碘化钾,15分钟后,依次加入5.52g(23.4mmol)对二溴苯和24mL浓硫酸,0℃下反应12小时。逐渐升至室温,反应10小时。将瓶内反应液倒入冰中,搅拌,过滤得到的滤饼即为1,4-二溴-2,5-二碘苯的粗产物,滤饼加氯仿溶解,用稀NaOH溶液洗涤,萃取,有机相干燥,浓缩,重结晶,得7.87g(收率69%)1,4-二溴-2,5-二碘苯,重结晶使用的溶剂为氯仿和四氢呋喃的混合液,该混合液中氯仿:四氢呋喃=2:1。上述反应路线如下:步骤二、制备萘衍生物:在氮气保护下,向200mL反应管中加入5.70g(19.5mmol)二氯二茂锆和100mL四氢呋喃,搅拌。降温至-78℃,加入15.6mL(39.0mmol)正丁基锂,反应1小时,加入4.15g(30.0mmol)5-癸炔,室温下反应3小时;降温至0℃,加入4.45g(45mmol)CuCl,室温下反应10分钟,加7.3mL(60mmol)DMPU(1,3-二甲基-3,4,5,6-四氢-2-嘧啶酮),加入14.63g(30mmol)上述步骤一制得的1,4-二溴-2.5-二碘苯,升温至50℃,反应2小时。用稀盐酸洗涤,乙酸乙酯萃取,有机相干燥,浓缩,柱层析,洗脱剂为纯正己烷,得7.86g(收率47%)5,6,7,8-四正丁基-2-溴-3-碘萘。上述反应路线如下:步骤三、制备炔代萘衍生物:在氮气保护下,向100mL反应瓶中加入0.07g(0.1mmol)PdCl2(PPh3)2,0.02g(0.1mmol)CuI,加入15mL三乙胺,搅拌,加入1.11g(2mmol)步骤二制得的5,6,7,8-四正丁基-2-溴-3-碘萘,10.23g(2mmol)苯乙炔,在室温下反应10小时。过滤,滤液浓缩,乙酸乙酯溶解,用水洗涤。有机相干燥,浓缩,柱层析分离,洗脱剂为正己烷,得0.564g(收率53%)5,6,7,8-四正丁基-2-溴-3-苯乙炔基萘。上述的反应路线如下:步骤四、制备硅代萘衍生物:在氮气保护下,向50mL反应管中加入0.53g(1mmol)由步骤三制得的5,6,7,8-四正丁基-2-溴-3-苯乙炔基萘,10mL四氢呋喃,搅拌,降温至-78℃,加入0.8mL(1.2mmol)正丁基锂,反应1小时。加入0.5mL(4mmol)二甲基二氯化硅,升至室温,反应18小时,加水和正己烷洗涤,旋蒸除溶剂,浓缩后得到硅代萘衍生物,不必精制,可直接投入下一步。其反应路线如下:步骤五、制备硅桥联二炔衍生物:在氮气保护下,向50mL反应管中加入0.12g(1.2mmol)苯乙炔,10mL四氢呋喃,搅拌,降温至-78℃。加入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种苯、萘并噻咯衍生物有机光电材料,其特征在于:结构式如下:

【技术特征摘要】
1.一种苯、萘并噻咯衍生物有机光电材料,其特征在于:结构式如下:2.一种如权利要求1所述苯、萘并噻咯衍生物有机光电材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:制备1,4-二溴-2,5-二碘苯:以对二溴苯为底物,以高碘酸和碘化钾为碘化试剂,浓硫酸为溶剂,在0℃下反应10-18小时,得到1,4-二溴-2,5-二碘苯的粗产物,经重结晶处理后得到1,4-二溴-2,5-二碘苯;制备萘衍生物:以二氯二茂锆为底物,以正丁基锂为锂化试剂,-78℃下反应1小时;以5-癸炔为环烯化试剂,在室温下反应3-5小时;以CuCl为催化剂,1,4-二溴-2,5-二碘苯为成萘试剂,50-65℃下反应1-2小时,经柱层析处理后得到萘衍生物;制备炔代萘衍生物:以萘衍生物为底物,以PdCl2(PPh3)2和CuI为催化剂,炔基苯为取代试剂,室温下反应10-15小时,经柱层析分离后得到炔代萘衍生物;制备硅代萘衍生物:以炔代萘衍生物为底物,正丁基锂为锂化试剂,二甲基二氯化硅为硅化试剂,室温下反应16-24小时,洗涤、浓缩后得到硅代萘衍生物;制备硅桥联二炔衍生物:以硅代萘衍生物为底物,正丁基锂为锂化试剂,炔基苯为取代试...

【专利技术属性】
技术研发人员:曲红梅张昕李君秋陈旭
申请(专利权)人:天津大学
类型:发明
国别省市:天津;12

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