一种四取代噻吩的巴比妥酸类化合物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种四取代噻吩的巴比妥酸类化合物及其制备方法，化学结构式为：

【技术实现步骤摘要】
一种四取代噻吩的巴比妥酸类化合物及其制备方法
本专利技术涉及聚集诱导荧光(AIE)化合物领域，具体涉及一种四取代噻吩的巴比妥酸类化合物及其制备方法。
技术介绍
2001年，唐本忠教授课题组发现了一个奇特的现象：一些噻咯分子在溶液中几乎不发光，而在聚集状态或固体薄膜下发光大大增强。因为此发光增强是由聚集所导致的，因而形象地将此现象定义为“聚集诱导发光(aggregation-inducedemission,AIE)”。刺激响应材料是未来的高科技材料发展趋势之一，在现代高科技发挥重要的作用。力致变色(MFC)材料响应于外部机械刺激(例如研磨、压缩、剪切、拉伸、摩擦)而改变其固态发射颜色，并可能用于压力传感器、光电子器件、安全纸、和存储器等方面。虽然目前已开发了许多MFC分子，如TPE衍生物、9,10-二乙烯基蒽以及一些有机硼配合物。但是这些传统有机发光材料荧光发射强度在固态或聚集态时通常非常弱，即ACQ现象，这对观察MFC现象是不利的，导致这些材料固态发光效率低，且颜色对比度不明显。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本专利技术的目的之一是提供一种四取代噻吩的巴比妥酸类化合物，具有较高的固态发光效率且颜色对比度明显。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种四取代噻吩的巴比妥酸类化合物，其化学结构式为：本专利技术首次合成了基于四取代噻吩的巴比妥酸类化合物，并通过实验发现该化合物具有较高的固态发光效率且颜色对比度明显。本专利技术的目的之二是提供一种上述化合物的制备方法，将四溴噻吩与4-甲酰基苯基硼酸进行铃木反应获得中间体，将中间体与1,3-二甲基巴比妥酸进行诺文格尔偶联反应后，即可获得上述化合物，所述中间体的化学结构式为：本专利技术的目的之三是提供一种上述化合物在压力传感器、光电子器件、安全纸或存储器中的应用。本专利技术的有益效果为：1.本专利技术提供的化合物在典型的有机溶剂如THF、DMF、DCM和DMSO等溶剂中显示出良好的溶解性。2.本专利技术提供的化合物具有聚集诱导发光的现象，且具有力致变色的特征。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1为紫外吸收光谱；图2为在THF/H2O混合系统中的荧光光谱，a为荧光曲线，b为荧光发射峰位置与发射强度相对于fw的曲线；图3为在不同极性溶剂中的荧光光谱；图4为不同固体状态下的归一化荧光光谱；图5为在不同固体状态下的XRD图谱。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。本申请所述的铃木反应，也称作Suzuki偶联反应、Suzuki-Miyaura反应(铃木－宫浦反应)，是一个较新的有机偶联反应，零价钯配合物催化下，芳基或烯基硼酸或硼酸酯与氯、溴、碘代芳烃或烯烃发生交叉偶联。本申请所述的诺文格尔偶联反应，Knoevenagel反应是指醛或酮在弱碱(胺、吡啶等)催化下，与具有活泼α-氢原子的化合物缩合的反应。正如
技术介绍
所介绍的，现有技术中存在传统有机发光材料固态发光效率低且颜色对比度不明显不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种四取代噻吩的巴比妥酸类化合物及其制备方法。本申请的一种典型实施方式，提供了一种四取代噻吩的巴比妥酸类化合物，其化学结构式为：本申请首次合成了基于四取代噻吩的巴比妥酸类化合物，并通过实验发现该化合物具有较高的固态发光效率且颜色对比度明显。本申请的另一种实施方式，提供了一种上述化合物的制备方法，将四溴噻吩与4-甲酰基苯基硼酸进行铃木反应获得中间体，将中间体与1,3-二甲基巴比妥酸进行诺文格尔偶联反应后，即可获得上述化合物，所述中间体的化学结构式为：优选的，四溴噻吩与4-甲酰基苯基硼酸的摩尔比为1:6～6.1。优选的，所述铃木反应的步骤为：将四溴噻吩、4-甲酰基苯基硼酸和碳酸钾分散至N,N-二甲基甲酰胺中，在惰性气体氛围下，加入四(三苯基膦)钯，加热反应。反应简式为：本申请所述的惰性气体是指能够阻碍氧气氧化反应气体，如氮气、氦气、氩气等。优选的，铃木反应的温度为95～105℃。铃木反应的时间为24～36h。优选的，诺文格尔偶联反应的步骤为：将中间体与1,3-二甲基巴比妥酸加入至乙酸和乙酸酐的混合溶液中加热回流反应。进一步优选的，乙酸和乙酸酐的体积比为1:0.9～1.1。优选的，将中间体与1,3-二甲基巴比妥酸的摩尔比为1:4～4.1。优选的，诺文格尔偶联反应的时间为3～4h。本申请的第三种实施方式，提供了一种上述化合物在压力传感器、光电子器件、安全纸或存储器中的应用。为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本申请的技术方案。(1)2,3,4,5-四(4-甲酰基苯基)噻吩(2,3,4,5-tetrakis(4-formylphenyl)thiophene)TFT将四溴噻吩(0.4g，1mmol)，4-甲酰基苯基硼酸(0.899g，6mmol)，K2CO3(0.696g，1N)，和N,N-二甲基甲酰胺(10mL)在氮气氛围下搅拌30分钟，然后加入四(三苯基膦)钯(0.115g，0.1mmol)，将混合溶液在100℃搅拌反应24小时。反应完成，冷却至常温，通过粗产物溶于二氯甲烷中。该有机溶液用H2O(150ml)洗涤并用MgSO4干燥。柱色谱分离提纯，产物黄色结晶状固体0.4g，产率为80％。1HNMR(CDCl3)δ(ppm):10.00(d,4H),7.79(d,4H),7.71(d,4H),7.38(d,4H),7.14(d,4H).(2)巴比妥酸类化合物TFTB-4将1,3-二甲基巴比妥酸(20mmol)和BFT(5mmol)在乙酸(10mL)和乙酸酐(10mL)中的混合溶液中回流反应3小时。将反应结束后的溶液冷却至常温，最后并过滤固体，产物通过柱色谱分离纯化，得到淡深黄色固体1.367g(TFTB-4)，产率65％。1HNMR(CDCl3)δ(ppm):8.48(d,4H),8.03(t,8H),7.34(d,4H),7.11(d,4H),3.38(m,24H).反应式为：理化性质TFTB-4在典型的有机溶剂如THF，DMF，DCM和DMSO等溶剂中显示出良好的溶解性，但几乎不溶于水。光学性质TFTB-4紫外可见吸收光谱如图1所示。在383nm表现出的强吸收峰，这可归因于来自噻吩单元到吸电子基1,3-二甲基巴比妥酸部分的分子内电荷转移(ICT)。TFBT-4显示蓝移吸收峰，这是由于TFBT-4的四个分支呈现更大的空间位阻并导致构象扭曲。TFBT-4在四氢呋喃中的荧光光谱如图2所示，在纯THF中，TFBT-4在409nm处显示弱发射。当fw<30％时，溶剂中的TFBT-4依本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种四取代噻吩的巴比妥酸类化合物，其特征是，其化学结构式为：

【技术特征摘要】
1.一种四取代噻吩的巴比妥酸类化合物，其特征是，其化学结构式为：2.一种权利要求1所述的化合物的制备方法，其特征是，将四溴噻吩与4-甲酰基苯基硼酸进行铃木反应获得中间体，将中间体与1,3-二甲基巴比妥酸进行诺文格尔偶联反应后，即可获得上述化合物，所述中间体的化学结构式为：3.如权利要求1所述的制备方法，其特征是，四溴噻吩与4-甲酰基苯基硼酸的摩尔比为1:6～6.1。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征是，所述铃木反应的步骤为：将四溴噻吩、4-甲酰基苯基硼酸和碳酸钾分散至N,N-二甲基甲酰胺中，在惰性气体氛围下，加入四(三苯基膦)钯，加热反应。5.如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔月芝，任金瓶，陶芙蓉，李凯，苏熙，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学，
类型：发明
国别省市：山东,37