一类具有联苯酚基取代的苯并三氮唑类化合物及其制备与应用制造技术

本发明专利技术提供了一类具有联苯酚基取代的苯并三氮唑类化合物，其化学结构通式为：

Benzotriazole Compounds with biphenol group substitution and their preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一类具有联苯酚基取代的苯并三氮唑类化合物及其制备与应用
本专利技术涉及有机材料、光吸收剂领域，具体涉及一类新型的紫外-短波长蓝光吸收剂，[3-(2H-苯并[d][1,2,3]三氮唑-2-基)-4',5-二取代-[1,1'-联苯]-2-酚]的制备方法和作为有机光吸收材料的应用。
技术介绍
人类肉眼可见的光的波长约为400～700nm。400～500nm为蓝光，在可见光中波长最短，能量最高。人的眼睛中色素最多的部位是黄斑，它决定了一个人的视力好坏。研究结果表明，人眼最不能接受的是蓝光和紫外光。蓝光杀伤人眼活性细胞的能力是绿光的10倍。蓝光能够直达视网膜，如果长期接触大量低波长的蓝光，就会造成大量人眼活性细胞被杀死，从而对视力造成不可逆的损伤。特别需要强调的是，由于儿童的视网膜黄斑对蓝光的吸收能力弱，同样的光照强度情况下，透过的蓝光辐射量是成年人的两倍左右，所以蓝光辐射对儿童视网膜的危害更大。处于生长发育期的低龄人群若长期使用这些电子产品，轻者会诱发致盲眼病，重者会造成终身的视力低下，甚至全盲。目前，家庭和办公室所使用的照明灯、手机、电脑、平板电脑、电视等几乎都是采用的LED光源。该光源通常是由主峰为465nm的蓝光和黄光组成。LED光源所发出的光的光谱曲线如图1所示。从图1看出，我们通常接触到的电子产品所发出的光，波长在450nm的光占有很大比例。所以我们每天都在接受着大量波长在450nm的光的辐射。为了减轻或阻止蓝光对眼睛的影响，有必要研发一类材料，应用于眼镜、手机、电脑屏幕、电视机等产品，吸收高能量的紫外光和部分短波长蓝光，即把有害的短波长的光消除掉，从而起到保护我们的眼睛的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一类带有苯并三氮唑类结构单元的新型有机吸光剂材料，并进一步地研究了这类材料合成路径及实际应用。本专利技术是通过以下技术方案予以实施：本专利技术首先提供了一类具有联苯酚基取代的苯并三氮唑类化合物，其化学结构通式为：所述R1为选自烷基、烷氧基、芳基、氨基或卤素；当所述R3为氢时，所述R2为选自烷基、烷氧基、芳基、氨基或卤素，化学名为[3-(2H-苯并[d][1,2,3]三氮唑-2-基)-4',5-二取代-[1,1'-联苯]-2-酚]，结构式如式Ⅰ：当所述R3为甲氧基时，所述R2为苯或4-取代苯基，结构式如式Ⅱ：优选地，所述R1和R2所选的基团中，烷基是指C1～C7的烷基，芳基是指含有1～4个芳环的基团。本专利技术提供的具有联苯酚基取代的苯并三氮唑类化合物，具有紫外吸收剂的结构单元，即具有可以形成稳定分子内氢键的结构单元，凭借这种氢键的形成和断裂，可以消除紫外线的破坏作用，因此对紫光可表现出特异的稳定性；同时其光吸收主峰比常见的苯并三氮唑紫外吸收剂(UV-p和UV-329)红移约10nm，主吸收峰处在360nm左右，可满足某些特定行业的使用要求。这类吸收剂的吸收波长的覆盖范围达到400nm；提高其使用量时，其最大吸收波长的覆盖范围会超过420nm；具有吸收短波长蓝光的特性，用作紫外-短波长蓝光吸收剂并使于多个方面，如：具体地可制成涂料或制成薄膜，涂覆或贴覆于能所产生高能量的紫外光和部分短波长蓝光的产品的可视界面上、或眼镜镜片上。本专利技术提供的具有联苯酚基取代的苯并三氮唑类化合物，其制备方法如下：采用2-(2ˊ-羟基-4ˊ-取代-5ˊ-烷基苯基)苯并三氮唑结构类物质作为原料，其中所述的4ˊ-取代位置基团为选自氢、烷基、烷氧基或芳基；优选采用UV-p或UV-329作为原料；采用有机溶剂将原料溶解后，加入溴素，充分混合发生溴代反应，得到溴代产物2-(2ˊ-羟基-3ˊ-溴-4ˊ-取代-5ˊ-烷基苯基)苯并三氮唑；再将溴代产物2-(2ˊ-羟基-3ˊ-溴-4ˊ-取代-5ˊ-烷基苯基)苯并三氮唑与芳基硼酸或芳基硼酸酯混合溶解，在催化剂和碱性条件下，进行偶合反应，即得最终产物。所述UV-p为2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑，其结构式为所述UV-329为2-(2ˊ-羟基-5ˊ-异辛基苯基)苯并三氮唑，其结构式为具体合成路线如下：以2-(2ˊ-羟基-4ˊ-取代-5ˊ-烷基苯基)苯并三氮唑结构类物质为原料，优选以UV-p或UV-329为原料，依次经过第一步反应溴代和第二步偶合反应完成，得到目标化合物：优选地，所述溴代反应中，溶解原料的有机溶剂为选自二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳或乙酸中的一种；原料分别与溴素的摩尔比为1：(0.9～1.8)；反应温度为-40℃～室温(约25℃)，反应时间为5～12小时。优选地，所述偶合反应中，所述溴代产物2-(2ˊ-羟基-3ˊ-溴-4ˊ-取代-5ˊ-烷基苯基)苯并三氮唑与芳基硼酸或芳基硼酸酯的摩尔比为1：(0.9～1.6)。进一步地，以下列举出本专利技术优选涉及的化合物，其结构如表1所示，表1所列举的化合物将在实施例中进一步进行表征。须说明的是，本专利技术的保护范围不仅限于表1所列举的化合物，只要符合本专利技术提出的结构通式的化合物均在本专利技术的保护范围内。表1本专利涉及的化合物的结构本专利所涉及的化合物，大部分光吸收主峰处在350nm附近，比常见的苯并三氮唑紫外吸收剂(UV-p和UV-329)的主吸收峰339.5nm红移约10nm，吸收波长明显增加，可满足某些特定行业的使用要求。本专利技术所涉及的某些吸收剂吸收波长的覆盖范围达到400nm；提高其使用量时，其吸收波长的覆盖范围会超过420nm；具有吸收短波长蓝光的特性，可作为蓝光吸收剂使用。附图说明图1为市场上LED光源的光谱曲线图；图2为化合物UV-329在二氯甲烷中的紫外吸收图；图3为化合物UV-p在二氯甲烷中的紫外吸收图；图4为实施例4的产物在二氯甲烷中的紫外吸收图；图5为实施例6的产物在二氯甲烷中的紫外吸收图；图6为实施例9的产物在二氯甲烷中的紫外吸收图；图7为实施例12的产物在二氯甲烷中的紫外吸收图；图8为实施例13的产物在二氯甲烷中的紫外吸收图。具体实施方式实施例1本实施例旨在给出溴代反应的合成方法以及溴代反应的产物。化合物：2-(2'-羟基-3'-溴-5'-甲基苯基)苯并三氮唑，合成方法：在100mL的圆底烧瓶中，分别加入紫外吸收剂UV-p(2-(2'-羟基-5'-甲基苯基)苯并三氮唑4.50g(20mmol)、二氯乙烷40mL，搅拌使其溶解；慢慢滴加溴素3.84g(24mmol)，室温搅拌下反应8小时；把混合物导入水中，慢慢用固体碳酸氢钠中和至中性；分离出有机层，水层用二氯乙烷(10mL)重复萃取2次；合并有机层，用无水硫酸钠干燥，旋转蒸发除去溶剂后，用二氯乙烷重结晶得到目标产物5.59克，产率92％。产物熔点为202.4～202.9℃。化合物核磁共振表征：1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:11.88(s,1H),8.19(d,J＝1.3Hz,1H),7.93(dd,J＝6.6,3.1Hz,2H),7.50(dd,J＝6.6,3.1Hz,2H),7.45(d,J＝1.5Hz,1H),2.39(s,3H).13CNMR(100MHz,CDCl3)δ:144.8,142.8,134.5,130.4,128.1,125.4,120.6,117.7,112.1,20.4.ESI-MS,m/z304.0[M+H]+。实施例2本实施例是以实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一类具有联苯酚基取代的苯并三氮唑类化合物，其特征在于，其化学结构通式为：

【技术特征摘要】
1.一类具有联苯酚基取代的苯并三氮唑类化合物，其特征在于，其化学结构通式为：所述R1选自烷基、烷氧基、芳基、氨基或卤素；当所述R3为氢时，所述R2为选自烷基、烷氧基、芳基、氨基或卤素；当所述R3为甲氧基时，所述R2为苯或4-取代苯基。2.如权利要求1所述的一类具有联苯酚基取代的苯并三氮唑类化合物，其特征在于，所述R1和R2所选的基团中，烷基是指C1～C7的烷基，芳基是指含有1～4个芳环的基团。3.一类具有联苯酚基取代的苯并三氮唑类化合物的应用，其特征在于，具有吸收短波长蓝光的特性，用作紫外-短波长蓝光吸收剂。4.如权利要求3所述的一类具有联苯酚基取代的苯并三氮唑类化合物的应用，其特征在于，所述紫外-短波长蓝光吸收剂，其最大吸收波长的覆盖范围超过420nm。5.如权利要求3所述的一类具有联苯酚基取代的苯并三氮唑类化合物的应用，其特征在于，所述紫外-短波长蓝光吸收剂，具体为制成涂料或制成薄膜，涂覆或贴膜于能所产生高能量的紫外光和部分短波长蓝光的产品的可视界面上、或眼镜镜片上。6.一类具有联苯酚基取代的苯并三氮唑类化合物的制备方法，其特征在于，采用2-(2ˊ-羟基-4ˊ-取代-5ˊ-烷基苯基)苯并三氮唑结构类物质作为原料，采用有机溶剂将原料溶解后，加...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘嘉荣，宋森川，朱国勋，梁东，史华红，
申请(专利权)人：佛山华铕光电材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44