一种星型咔唑的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种星型咔唑的制备方法,该星型咔唑的分子式为C

Preparation method of star type carbazole

The invention discloses a preparation method of star carbazole, wherein the molecular formula of star carbazole is C

【技术实现步骤摘要】
一种星型咔唑的制备方法
本专利技术属于光电材料、精细化工领域，主要涉及一种星型咔唑的制备方法。
技术介绍
星形芳烃化合物已引起化学家和材料学家们的广泛关注，这是因为星形芳烃化合物是一些电子器件和光电器件的重要组成部分。它可以作为有机太阳能电池、有机场效应晶体管、有机发光二极管（OLED）及非线性光学材料。近日，有报道称，基于C3对称的三氮杂聚茚凝胶通过自组装方法而成一种线性分子结构，这种分子结构具有很强的载流子移动能力。通过改变支链及核心的芳香核可调谐共轭结构的电子态，因此，具有C3对称的星形芳香族化合物是比较理想的功能性电子的材料(Babu,S.S.;Praveen,V.K.;Ajayaghosh,A.Chem.Rev.2014,114,1973–2129)。咔唑由于具有特殊的刚性平面结构，拥有较大的共轭体系以及较强的分子内电子转移能力，因此咔唑在偶氮染料、有机发光材料、医药等领域有着广泛的应用。咔唑基团的1、3、6、8、9位引入各种取代基团,制备多种咔唑衍生物。在这些咔唑衍生物中，1,3,5-三(4-(9-咔唑基)苯基)苯就是一类特殊的星型咔唑，它具有特殊的物理和化学性质。到目前为止，合成这类星型咔唑的制备方法如下：由1,3,5-三溴苯与9-咔唑硼酸通过Suzuki反应(ChengGu,etal,Angew.Chem.Int.Ed.2014,53,4850–4855);由1,3,5-三(4-碘苯基)苯与咔唑经Ullman反应(Ki-SooKim，etal,Synth.Metals,2009,159,1870–1875)；在绝对无水条件下，以氯化亚砜为催化剂，通过咔唑苯乙酮的三分子缩合而成(Q.Chen，etal，Small,2014，10(2),308-315)。该星型咔唑的制备方法具有下列的一些缺点，比如昂贵的钯催化剂，苛刻的反应条件(绝对无水)，繁琐的后处理(柱层析分离产品)，高的反应温度，低的合成产率。因此，开发和设计该星型咔唑的制备方法具有一定的挑战性。本专利技术旨在设计并开发一种该星形咔唑的制备方法，该制备方法丰富星型咔唑的合成方法学内容，简化合成步骤，提高反应产率，节省成本，避免苛刻的反应条件及贵金属催化剂的使用。本专利技术不仅具有重要实际意义而且具有重要的学术价值。
技术实现思路
本专利技术提供一种星型咔唑的制备方法。该制备方法丰富了星型咔唑的合成领域，简化了合成步骤，提高了反应产率，避免苛刻的反应条件及贵金属催化剂的使用。本专利技术所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：一种星型咔唑的制备方法如下：在干燥的三口烧瓶中，分别加入咔唑(15mmol)，对碘苯乙酮(10mmol)，18-冠-6(0.5mmol)，无水K2CO3(30mmol)，CuI(1mmol)。在氩气中,反应混合物在170度中加热3天。冷却到室温，加入50毫升水，抽滤，干燥，重结晶得9-(4-乙酰苯基)咔唑。产率为80%。在干燥的单口50mL的烧瓶中，分别加入3mmol9-(4-乙酰苯基)咔唑和0.6mmol对甲基苯磺酸，升温到130度，反应24小时后，加入5毫升10%NaHCO3，抽滤，滤饼分别用水、石油醚和乙酸乙酯洗涤，滤饼干燥，重结晶得星型咔唑，即1,3,5-三(4-(9-咔唑基)苯基)苯，产率89%。本专利技术的有益效果：本专利技术所述的合成方法具有以下特点：成本低，催化剂廉价，反应条件温和，后处理简单，易于工业化大规模生产。附图说明图1、本专利技术的星型咔唑的结构图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术进行详细的说明，实施例仅是本专利技术的优选实施方式，不是对本专利技术的限定。9-(4-乙酰苯基)咔唑的制备。在干燥的三口烧瓶中，分别加入咔唑(15mmol)，对碘苯乙酮(10mmol)，18-冠-6(0.5mmol)，无水K2CO3(30mmol)，CuI(1mmol)。在氩气中,反应混合物在170度中加热3天。冷却到室温，加入50毫升水，抽滤，干燥，重结晶得9-(4-乙酰苯基)咔唑。产率为80%。熔点为140-141度。实施例1星型咔唑的合成。在干燥的单口50mL的烧瓶中，分别加入3mmol9-(4-乙酰苯基)咔唑和0.6mmol对甲基苯磺酸，升温到130度，反应24小时后，加入5毫升10%NaHCO3，抽滤，滤饼分别用水、石油醚和乙酸乙酯洗涤，滤饼干燥，重结晶得星型咔唑，即1,3,5-三(4-(9-咔唑基)苯基)苯，产率89%。元素分析(C60H39N3，理论值：C,89.86;H,4.90;实验值：C,89.99;H,4.91)。1HNMR(CDCl3,400MHz)δ(ppm):8.20(d,J=8.52Hz,4H),8.04(s,3H),8.02(d,J=8.51Hz,3H),7.77(d,J=8.05Hz,4H),7.55(d,J=8.52Hz,4H),7.45(t,J=7.04Hz,4H),7.38(t,J=7.04Hz,4H),7.34(t,J=7.05Hz,4H),7.20(d,J=8.52Hz,3H),7.13(d,J=8.51Hz,3H),7.08(d,J=8.52Hz,3H)。13CNMR(CDCl3,100MHz)δ(ppm):141.3,140.2,130.8,129.1,128.6,128.1,126.5,123.8,120.7,120.4,110.1。MS(C60H39N3,理论值：801.31，实验值：m/z=802.44(M+H)+)。实施例2在干燥的单口50mL的烧瓶中，分别加入3mmol9-(4-乙酰苯基)咔唑和2mmol对甲基苯磺酸，升温到100度，反应40小时后，加入5毫升20%Na2CO3，抽滤，滤饼分别用水、石油醚洗涤，滤饼干燥，重结晶得星型咔唑，即1,3,5-三(4-(9-咔唑基)苯基)苯，产率80%。实施例3在干燥的单口50mL的烧瓶中，分别加入3mmol9-(4-乙酰苯基)咔唑和0.5mmol对甲基苯磺酸，升温到120度，反应30小时后，加入5毫升5%NaOH，抽滤，滤饼分别用水、甲醇和乙酸乙酯洗涤，滤饼干燥，重结晶得星型咔唑，即1,3,5-三(4-(9-咔唑基)苯基)苯，产率86%。实施例4在干燥的单口50mL的烧瓶中，分别加入3mmol9-(4-乙酰苯基)咔唑和2mmol对甲基苯磺酸，升温到180度，反应1小时后，加入5毫升1%K2CO3，抽滤，滤饼分别用水、乙酸乙酯洗涤，滤饼干燥，重结晶得星型咔唑，即1,3,5-三(4-(9-咔唑基)苯基)苯，产率85%。实施例5在干燥的单口50mL的烧瓶中，分别加入3mmol9-(4-乙酰苯基)咔唑和1.5mmol对甲基苯磺酸，升温到160度，反应5小时后，加入5毫升10%NaHCO3，抽滤，滤饼分别用水、石油醚和乙酸乙酯洗涤，滤饼干燥，重结晶得星型咔唑，即1,3,5-三(4-(9-咔唑基)苯基)苯，产率82%。实施例6在干燥的单口50mL的烧瓶中，分别加入3mmol9-(4-乙酰苯基)咔唑和3mmol对甲基苯磺酸，升温到180度，反应2小时后，加入5毫升10%Li2CO3，抽滤，滤饼分别用水、石油醚洗涤，滤饼干燥，重结晶得星型咔唑，即1,3,5-三(4-(9-咔唑基)苯基)苯，产率81%。实施例7在干燥的单口50mL的烧瓶中，分别加入3mm本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种星型咔唑的制备方法，其分子式为C

【技术特征摘要】
1.一种星型咔唑的制备方法，其分子式为C60H39N3，分子量为801.99，结构式如图I所示,图I。2.根据权利要求1所述的一种星型咔唑的制备方法，其特征在于制备过程如下：按一定比例的N-(4-乙酰苯基)咔唑与对甲基苯磺酸混合；反应混合物加热到一定温度，反应一段时间，加入一定浓度的碱性溶液，抽滤，分别用水和有机溶剂洗涤反应物，烘干而得一种星型咔唑。3.根据权利要求1所述的一种星型咔唑的制备方法，其特征在于：N-(4-乙酰苯基)咔唑与对甲基苯磺酸的摩尔比为：1：0.05∽1：1(优选摩尔比例为1：0.2)。4.根据权利要求1所述的一种星型咔唑的制备方法，其特征在于：反应温度的范围为100∽180度(优选反应温度为130度)。5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤桂梅，汪永涛，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学，
类型：发明
国别省市：山东,37