一种苝酰胺醇酯的合成方法技术

本发明专利技术涉及一种N原子取代的苝酰亚胺醇酯的新型合成方法，其特征在于：以苝酰胺单酸酐和卤代烷、脂肪醇为原料，通过微波辐射合成N原子取代的苝酰亚胺醇酯，这种合成方法收率能达到65％。同时工艺具有操作简单、分离纯化容易和易于工业化生产等特点。

A Synthesis Method of Perylene Alcohol Ester

The present invention relates to a new synthesis method of perylene imide alcohol ester substituted by N atom. Its characteristics are that perylene monoanhydride, halogenated alkanes and aliphatic alcohols are used as raw materials to synthesize perylene imide alcohol ester substituted by N atom by microwave irradiation. The yield of this synthesis method can reach 65%. At the same time, the process has the characteristics of simple operation, easy separation and purification, and easy industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种苝酰胺醇酯的合成方法
本专利技术涉及荧光染料领域，具体涉及一种苝酰胺醇酯的新型合成方法。
技术介绍
苝四羧酸二酰亚胺(简称苝酰亚胺，PDI)类化合物是一类具有特殊结构的化合物，分子结构如图1所示。两个萘分子单元分别连着酰亚胺单元，是通过SP2杂化轨道键合形成的一个大的平面芳香体系，具有大的共苯环平面结构。首先，苝酰亚胺类化合物都具有鲜艳的颜色，主要是红色，有较强的黄绿色荧光。其次，苝酰亚胺类化合物均具有良好的分子平面性和很强的刚性，较大的晶格能，所以这类染料具有极高的耐有机溶剂性和热稳定性，以及很好的耐晒和耐气候牢度。在塑料中有非常高的耐迁移牢度，在油漆中有非常好的耐再涂性。但是，该类染料的合成比较常用的方法是苝酐与芳香族(脂肪族)伯胺高温下反应比较长的时间，通常需要6h。例如，欧洲专利EP23191公开的合成苝酰亚胺类染料的方法是由苝酐与大大过量的3,5-二甲基苯胺进行反应。此种反应所用的3,5-二甲基苯胺比较昂贵且难于分离。目前国内外对非对称苝二酰亚胺类衍生物的合成路线总结起来可以分为以下三条：A.直接将苝酐与伯胺缩合，B.对称的苝酰亚胺水解，C.羧酸钾盐反应。其中，苝酐与伯胺直接缩合反应温度高、反应时间长，且分离提纯困难，很难得到较为纯净的不对称苝酰亚胺化合物。对称的苝酰胺水解需要先合成纯度较高的相应的对称苝二酰亚胺衍生物，再将该化合物在某种溶剂中水解得到目标产物。此种合成方法操作步骤繁琐，需要严格控制氢氧化钾的加入量且很难得到单一的非对称苝二酰亚胺衍生物。羧酸钾盐反应需要控制好溶液的pH值，产物仍然是对称和非对称苝二酰亚胺类染料的混合物，仍需进一步分离提纯。我们采用N原子取代的苝酐与卤代烷和脂肪醇通过超声微波法反应生成上非对称的苝酰亚胺醇酯，该方法与传统方法相比操作简单、反应时间短，收率高。
技术实现思路
本专利技术的目的是在传统的合成工艺的基础上采用现在合成技术，简化操作步骤，缩短反应时间，同时得到高收率高纯度的苝酰胺醇酯。本专利技术实现专利技术目的采用如下技术方案：一种苝酰胺醇酯的合成方法，其特征在于：以一个N原子取代的苝四甲酸和卤代烷、脂肪醇为原料，通过超声微波法制备上下对称苝酰亚胺衍生物，合成反应路线如下：包括以下步骤：(1)以化合物(Ⅰ)与卤代烷为原料，溶于有机溶剂中，加入催化剂，于超声波微波组合反应系统中，反应温度控制在70-90℃，微波功率600-700W，超声功率60％-80％，微波时间1-2h制得化合物(Ⅱ)；其中，化合物(Ⅰ)与卤代烷的摩尔比为1:34.95～1:27.60，化合物(Ⅰ)与催化剂的摩尔比为1：6～8，化合物(Ⅰ)用有机溶剂溶解的浓度为0.002～0.006mol/L；将步骤(2)制得的反应混合物经抽滤，去除不溶性杂质。然后向滤液中加入氯仿，反复用氯仿萃取3次，氯仿层呈橙黄色，旋转蒸发控制温度在50℃，除去氯仿，得到目标产物；所述步骤(1)中的有机溶剂可以是甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、正戊醇、正己醇的其中之一，所用醇应与卤代烷含有相同数目的碳原子。催化剂可以是碳酸钾、碳酸钠、乙酸钾、乙酸钠；本专利技术的有益效果主要体现在：采用超声微波合成法，使合成过程中的关键步骤减少了副产物的生成，操作更简单，反应时间明显缩短。具体实施方式以下通过具体实施例对本专利技术做进一步解释说明，但本专利技术不局限于这些实施例。实施例1：化合物(Ⅰ)(0.134g)、Br-C3H7(1mL)、0.36g碳酸钾和100mL正丙醇依次加入到超声微波反应器中，反应温度控制在90℃，微波功率700W，超声功率80％，微波时间1h停止反应，抽滤，去除不溶性杂质。然后在滤液中加入氯仿，反复用氯仿萃取3次，氯仿层呈橙黄色，再用去离子水反复洗涤，水层无色，保留氯仿层，旋转蒸发控制温度在50℃，除去氯仿，得到紫红色固体产品。实施例2：化合物(Ⅰ)(0.134g)、Br-C4H9(1mL)、0.36g碳酸钾和100mL正丁醇依次加入到超声微波反应器中，反应温度控制在90℃，微波功率600W，超声功率80％，微波时间1.2h，停止反应。得到紫红色略带绿色的反应混合物，抽滤，得滤液，然后在滤液中加入氯仿，反复用氯仿萃取3次，氯仿层呈橙黄色，再用去离子水反复洗涤，水层无色。保留氯仿层，旋转蒸干控制温度在50℃，除去氯仿，得到紫红色固体产品。实施例3：化合物(Ⅰ)(0.10g)、Br-C3H7(1mL)、0.32g碳酸钾和80mL正丙醇依次加入到超声微波反应器中，反应温度控制在80℃，微波功率600W，超声功率75％，微波1h后停止反应，得到橙红色略带绿色的反应混合物。抽滤，得紫红色滤液，用氯仿萃取，把产品溶出，旋转蒸干除去氯仿，得到橙红色固体产品。实施例4：化合物(Ⅰ)(0.10g)、Br-C4H9(1mL)、0.32g碳酸钾和80mL正丙醇依次加入到超声微波反应器中，反应温度控制在70℃，微波功率600W，超声功率60％，微波2h后停止反应，得到橙红色略带绿色的反应混合物。抽滤，得紫红色滤液，用氯仿萃取，把产品溶出，旋转蒸干除去氯仿，得到橙红色固体产品。对于本领域技术人员而言，显然本专利技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本专利技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本专利技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本专利技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本专利技术内。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种苝酰亚胺醇酯的新型合成方法，其特征在于：以苝酰胺单酸酐与卤代烷和相应的醇为原料，通过微波辐射合成N原子取代的苝酰亚胺醇酯，这种合成方法收率能达到65％。具体操作如下：(1)以化合物(Ⅰ)与卤代烷为原料，溶于有机溶剂(和卤代烷具有相同碳原子数的醇)中，加入催化剂，于超声波微波组合反应系统中，反应温度控制在70‑90℃，微波功率600‑700W，超声功率60％‑80％，微波时间1‑2h制得化合物(Ⅱ)；其中，化合物(Ⅰ)与卤代烷的摩尔比为1:34.95～1:27.60,化合物(Ⅰ)与催化剂的摩尔比为1：6～8，化合物(Ⅰ)用有机溶剂溶解的浓度为0.002～0.006mol/L；式中R1R2各自独立为H、未取代的C1‑C6烷基将步骤(2)制得的反应混合物经抽滤，得滤液。然后向滤液中加入氯仿，反复用氯仿萃取3次，氯仿层呈橙黄色，旋转蒸干控制温度在50℃，除去氯仿，得到目标产物。

【技术特征摘要】
1.一种苝酰亚胺醇酯的新型合成方法，其特征在于：以苝酰胺单酸酐与卤代烷和相应的醇为原料，通过微波辐射合成N原子取代的苝酰亚胺醇酯，这种合成方法收率能达到65％。具体操作如下：(1)以化合物(Ⅰ)与卤代烷为原料，溶于有机溶剂(和卤代烷具有相同碳原子数的醇)中，加入催化剂，于超声波微波组合反应系统中，反应温度控制在70-90℃，微波功率600-700W，超声功率60％-80％，微波时间1-2h制得化合物(Ⅱ)；其中，化合物(Ⅰ)与卤代烷的摩尔比为1:34.95～1:27.60,化合物(Ⅰ)与催化剂的摩尔比为1：6～8，化合物(Ⅰ)用有机溶剂溶解的浓度为0.002～0.006mol/L；式中R1R2各自独立为H、未取代的C1-C6烷基将步骤(2)制得的反应混合物经抽滤，得滤液。然后向...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘丽敏，石建军，刘杨，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34