一种螺环芴并茚二酮类化合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种螺环芴并茚二酮类化合物及其制备方法和应用。本发明专利技术所述的螺环芴并茚二酮类化合物是结构新颖、多样化的螺环芴并茚二酮类化合物，可用于有机染料、有机光电材料领域中的应用。本发明专利技术所述的一种螺环芴并茚二酮类化合物的制备方法，简单快速，安全系数高，产率明显提高，可以用于生产产业化。

Spiro fluorene fluorene two ketone compound and preparation method and application thereof

The present invention discloses one kind of spiro fluorene two ketone compound and its preparation method and application. The present invention relates to spiro fluorene fluorene two ketone compounds, which are novel, diverse and spiro two compounds of Spiro, fluorene, and fluorene and can be used in organic dyes and organic photoelectric materials. The preparation method of the spiro fluorene fluorene two ketone compound has simple and fast, high safety factor, obvious yield increase, and can be used for industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种螺环芴并茚二酮类化合物及其制备方法和应用
本专利技术涉及螺环芴并茚二酮类化合物，以及该化合物的制备方法、以及其在有机染料、有机光电材料领域中的应用。
技术介绍
当今，使用广泛的染料因其环境污染和传统工艺和方法限制等问题，被大众所诟病。然而，纯有机染料具有原料来源广泛，环境友好，成本较低等优点，成为近年来染料开发中的热点。众所周知，1，3-茚二酮类化合物作为常规有机染料，也是一类非常有前景的有机荧光染料，在细胞成像、生物标记等领域具有潜在应用前景。十九世纪，英国剑桥大学实验室首次报道了共轭聚合物的电致发光二极管以来，高分子电致发光材料与器件因其成本便宜且易于实现大屏幕显示等优点，受到了学术界和产业界的高度关注。现如今，已知有实用价值和潜力的材料还非常有限，特别是综合指标优异的有机材料急需研制和开发。绿光材料发展最快，基本可以满足商业化实用的需求；而红光和蓝光，特别是蓝光材料的问题较多，包括寿命、发光效率较低等缺点，距离实用化还有很大差距。因此，高效稳定的蓝光高分子材料的欠缺已经成为高分子发光显示屏产业化的主要瓶颈之一。螺环芴类化合物因其具有垂直交叉的非平面结构和π-π共轭特性，具有优异的热稳定性、形态稳定性和强烈的发光特性，而作为最具前景的蓝光材料之一已经被广泛的研究，在电致发光器，光致变色器件等领域有广泛的应用(CN101440082A，CN101492443A)。现阶段，对螺环芴并茚二酮类化合物以及其应用却鲜有报道，仅有的文献报道的制备方法也非常复杂。现有的合成线路：现有技术合成螺环芴并茚二酮类化合物存在以下局限和缺点：此合成路线需要分多步才可制得，加大了制备的难度，反应条件中镁粉和碘反应剧烈，不易控制且危险。另外，目标产物产率不高，原料和试剂价格昂贵，不易制得，限制了所述化合物的大规模生产。由此可见，现有技术难以获得结构多样化的螺环芴类化合物，并且合成成本高、操作繁琐、危险性高，从而大大限制了该类化合物的产业化生产。
技术实现思路
本专利技术为弥补现有技术存在的不足，提供了一种结构新颖、多样化的螺环芴并茚二酮类化合物，其结构式如式(I)或式(II)所示：其中，式(I)中的R1或R2分别独立的选自氢、烷基、苯基中的一种；式(I)或式(II)中的R3选自氢、卤素、烷基、醚基、酯基、氰基、硝基中的一种。优选的，所述R1或R2为烷基时，所述R1或R2选自C1-8烷基；优选的，所述R3为卤素时，所述的R3选自氟、氯、溴中的一种；优选的，所述R3为烷基时，所述的R3选自C1-8烷基；优选的，所述R3为醚基时，所述的R3选自C1-4烷氧基、三氟甲氧基中的一种；优选的，所述R3为酯基时，所述的R3选自C1-4烷酯基。特别优选的，所述R1或R2为C1-8烷基时，所述R1或R2选自甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基中的一种；特别优选的，所述R3为C1-8烷基时，所述的R3选自甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基中的一种；特别优选的，所述R3为C1-4烷氧基时，所述的R3选自甲氧基、乙氧基中的一种；特别优选的，所述R3为C1-4烷酯基时，所述的R3选自甲酯基、乙酯基中的一种。最优选的，所述的螺环芴并茚二酮类化合物选自如下15种结构式中的一种：本专利技术同时还提供了一条简便易行、快速、安全系数高、产率明显提高且可以用于生产产业化的制备方法。本专利技术为达到其目的，采用的技术方案如下：一种螺环芴并茚二酮类化合物的制备方法方法，包括如下步骤：将环状二苯并碘鎓盐、1，3-茚二酮、磷酸钾加入反应装置中，然后加入醋酸钯，在惰性气体环境下加入1，2-二氯乙烷；反应液在惰性气体保护下，在温度为50-70℃下加热回流14-16小时，然后除去1，2-二氯乙烷，得到残留物1；将残留物1用有机溶剂溶解后，经过洗涤、干燥、过滤、除去溶剂，得到残留物2；残留物2经纯化后获得螺环芴并茚二酮类化合物。所述的环状二苯并碘鎓盐的结构式如下式(III)或式(IV)所示：其中，式(III)中的R1或R2分别独立的选自氢、烷基、苯基中的一种；式(III)或式(IV)中的R3选自氢、卤素、烷基、醚基、酯基、氰基、硝基中的一种；式(III)或式(IV)中的Y-选自氯离子、溴离子、碘离子、乙酸根、三氟乙酸根、硫酸氢根、对甲苯磺酸离子、三氟甲磺酸离子中的一种。优选的，所述R1或R2为烷基时，所述R1或R2选自C1-8烷基；优选的，所述R3为卤素时，所述的R3选自氟、氯、溴中的一种；优选的，所述R3为烷基时，所述的R3选自C1-8烷基；优选的，所述R3为醚基时，所述的R3选自C1-4烷氧基、三氟甲氧基中的一种；优选的，所述R3为酯基时，所述的R3选自C1-4烷酯基；优选的，所述Y为三氟甲磺酸离子。特别优选的，所述R1或R2为C1-8烷基时，所述R1或R2选自甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基中的一种；特别优选的，所述R3为C1-8烷基时，所述的R3选自甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基中的一种；特别优选的，所述R3为C1-4烷氧基时，所述的R3选自甲氧基、乙氧基中的一种；特别优选的，所述R3为C1-4烷酯基时，所述的R3选自甲酯基、乙酯基中的一种。优选的，所述的环状二苯并碘鎓盐、1，3-茚二酮、磷酸钾及醋酸钯的摩尔比为环状二苯并碘鎓盐∶1，3-茚二酮∶磷酸钾∶醋酸钯＝9-11∶10.8-13.2∶22.5-27.5∶0.9-1.1。优选的，所述的惰性气体包括氩气、氮气中的至少一种。优选的，所述的有机溶剂为乙酸乙酯。优选的，所述的纯化为硅胶柱层析，洗脱剂是体积比为20∶1-40∶1的石油醚-乙酸乙酯混合溶剂。本专利技术提供的技术方案具有如下有益效果：本专利技术提供的制备一种螺环芴并茚二酮类化合物的方法，反应条件温和，使合成该化合物的危险性大大降低。另外，制备所需的原料商业化程度高，分离提纯的步骤简单易行，产率高且环境友好，可用于大规模生产。在具体实施方案中，通过紫外-可见光的吸收实验，发现本专利技术所述的螺环芴并茚二酮化合物在可见光区的吸收和光致荧光发射较强，表明本专利技术提供的化合物可以用作蓝光材料；本专利技术所述的螺环芴并茚二酮化合物含有茚二酮结构，表明本专利技术所述的化合物还可以作为有机荧光染料。因此本专利技术还提供了螺环芴并茚二酮类化合物在有机染料、有机光电材料领域中的应用。综上所述，本专利技术所述的螺环芴并茚二酮类化合物是结构新颖、多样化的螺环芴并茚二酮类化合物，可以在有机染料、有机光电材料领域中的应用。本专利技术所述的螺环芴并茚二酮类化合物的制备方法简单快速，安全系数高，产率明显提高，可以用于生产产业化。附图说明图1是螺环芴并茚二酮化合物6的紫外可见光吸收光谱；图2是螺环芴并茚二酮化合物6的荧光发射光谱；图3是螺环芴并茚二酮化合物14的紫外可见光吸收光谱；图4是螺环芴并茚二酮化合物14的荧光发射光谱。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案做进一步说明：下文实施例中所用的环状二苯并碘鎓盐，可以通过商业购买获得，也可以采用现有的制备方法制得。实施例1——螺环芴并茚二酮化合物1的合成：1、制备方法(1)准备环状二苯并碘鎓盐1a，其结构是如下所示。该化合物可以通过商业购买获得，也可以采用现有的制备方法制得。以下提供一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种螺环芴并茚二酮类化合物，其特征在于，其结构式如式(I)或式(II)所示：

【技术特征摘要】
1.一种螺环芴并茚二酮类化合物，其特征在于，其结构式如式(I)或式(II)所示：其中，式(I)中的R1或R2分别独立的选自氢、烷基、苯基中的一种；式(I)或式(II)中的R3选自氢、卤素、烷基、醚基、酯基、氰基、硝基中的一种。2.根据权利要求1所述的螺环芴并茚二酮类化合物，其特征在于，所述R1或R2为烷基时，所述R1或R2选自C1-8烷基；所述R3为卤素时，所述的R3选自氟、氯、溴中的一种；所述R3为烷基时，所述的R3选自C1-8烷基；所述R3为醚基时，所述的R3选自C1-4烷氧基、三氟甲氧基中的一种；所述R3为酯基时，所述的R3选自C1-4烷酯基。3.根据权利要求2所述的螺环芴并茚二酮类化合物，其特征在于，所述R1或R2为C1-8烷基时，所述R1或R2选自甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基中的一种；所述R3为C1-8烷基时，所述的R3选自甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基中的一种；所述R3为C1-4烷氧基时，所述的R3选自甲氧基、乙氧基中的一种；所述R3为C1-4烷酯基时，所述的R3选自甲酯基、乙酯基中的一种。4.根据权利要求1所述的螺环芴并茚二酮类化合物，其特征在于，所述螺环芴并茚二酮类化合物的结构式选自如下15种结构式中的一种：5.一种如权利要求1-4任一项所述的螺环芴并茚二酮类化合物的制备方法，其特征在于，该方法含有以下步骤：将环状二苯并碘鎓盐、1，3-茚二酮、磷酸钾加入反应装置中，然后加入醋酸钯，在惰性气体环境下加入1，2-二氯乙烷；反应液在惰性气体保护下，在温度为50-70℃下加热回流14-16小时，然后除去1，2-二氯乙烷，得到残留物1；将残留物1用有机溶剂溶解后，经过洗涤、干燥、过滤、除去溶剂，得到残留物2；残留物2经纯化后，获得螺环芴并茚二酮类化合物。6.根据权利要求5所述的螺环芴并茚二酮类化合物的制备方法，其特征在于，所述的环状二苯并碘鎓盐的结构式如式(III)或式(IV)所示：其中，式...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭孝鹏，林婷婷，罗宏稳，
申请(专利权)人：肇庆医学高等专科学校，
类型：发明
国别省市：广东,44