一种并咔唑二聚体及其合成方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种并咔唑二聚体及其合成方法和应用，涉及有机材料的制备技术领域，通过并咔唑在无水N，N

【技术实现步骤摘要】
一种并咔唑二聚体及其合成方法和应用


[0001]本专利技术涉及有机材料的制备
，具体涉及一种并咔唑二聚体及其合成方法和应用。

技术介绍
：
[0002]有机共轭材料在包括光电材料、多孔材料的多个领域扮演着重要的角色，通常平面性越好，涉及窄带隙的应用则更加突出，因此有众多的研究涉及到多芳环稠并的分子，然而这类分子有一个重要的缺陷，就是大平面共轭特点会导致分子层间的相互作用非常强，溶解性极差，这对于此类分子材料的应用产生了极大的阻碍，通常只能通过高温升华的方式进行实际应用，尤其是现在倡导节能减排的背景下，显然是不符合时代发展潮流的。
[0003]通常解决共轭稠环的溶解性方式实在其外围接上大量的烷基链，这种提升分子位阻的方式能有效提升溶解性，但是会影响分子间的相互作用，甚至完全失去结晶性。而结晶度是考量一种MOF或者COF 性能好坏的一个直接指标，几乎所有具有规律孔径的多孔材料均具备一定的结晶性。因此不能单一靠修饰稠环分子的侧基，而是需要一种在保持稠环主体地位的同时，提升溶解性的方法。＝
[0004]并咔唑是一种常见的五元稠并的共轭体系，由于N原子的存在，使此类分子具有极大的可拓展性，现在广泛应用在光电材料中，然而传统的并咔唑类分子由于良好的平面性，溶解性很差，常见的修饰手段也是上述的添加大位阻的基团。
[0005]此外，MOF、COF类材料是近些年来的热门研究领域，这些材料的骨架大多由芳环之间靠单键连接，目前大部分的MOF和COF 材料的应用更多是作为吸附材料或载体材料。然而MOF和COF材料具有众多的优势，例如规律的孔径结构可以用于工业催化、有毒气体的吸附、光催化等领域。然而，传统的MOF或者COF结构大多以多重进行单键来构筑结构，这使使得MOF或COF类材料在光电领域的应用受限，如果能将具有光电性质的平面大共轭结构引入到MOF或 COF的骨架中去，可以有效的拓展此类材料的应用领域。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种并咔唑二聚体及其合成方法和应用，通过中间基团连接，实现分子的“折叠”，提升分子的立体性，并充分保证并咔唑基团的主体位置。
[0007]本专利技术提供了三个方面的内容：
[0008]第一方面，提供了一种并咔唑二聚体，包括如下化学式：
[0009][0010]其中，R1包括芳香化合物、杂环芳香化合物或脂肪族烷烃；
[0011]R2、R3分别包括芳香化合物、杂环芳香化合物、
‑
H、
‑
D或含羧酸、氨基、醛基、苯乙腈结构的基团。
[0012]结合第一方面，所述R2、R3相同，包括芳香化合物、杂环芳香化合物、
‑
H、
‑
D或含羧酸、氨基、醛基、苯乙腈结构的基团。
[0013]结合第一方面，所述R2、R3不同，包括芳香化合物、杂环芳香化合物、
‑
H、
‑
D。
[0014]结合第一方面，所述芳香化合物，包括直苯、联苯、三苯基、苯并、萘、蒽、非那烯、菲、芴、芘、屈、苝或薁中的一种。
[0015]结合第一方面，所述杂环芳香化合物，包括二苯并噻吩、二苯并呋喃、呋喃、噻吩、苯并呋喃、苯并噻吩、咔唑、吡唑、咪唑、三氮唑、异恶唑、噻唑、恶二唑、恶三唑、二恶唑、噻二唑、吡啶、哒嗪、嘧啶、吡嗪、三嗪、恶嗪、恶噻嗪、恶二嗪、吲哚、苯并咪唑、吲唑、吲哚嗪、苯并恶唑、苯异恶唑、苯并噻唑、喹啉、异喹啉、邻二氮(杂) 萘、喹唑啉、喹喔啉、萘、酞、蝶啶、氧杂蒽、吖啶、吩嗪、吩噻嗪、吩恶嗪、二苯并硒吩、苯并硒吩、苯并呋喃吡啶、吲哚咔唑、吡啶吲哚、吡咯二吡啶、呋喃二吡啶、苯并噻吩吡啶、噻吩吡啶、苯并硒吩吡啶和硒吩二吡啶的一种。
[0016]结合第一方面，所述脂肪族烷烃中包括1～18个碳原子的直链、支链或环状烃。
[0017]结合第一方面，含羧酸、氨基、醛基、苯乙腈结构的基团包括如下机构：
[0018][0019]其中n为1～3。
[0020]第二方面，提供了一种并咔唑二聚体的合成方法，所述方法包括如下步骤：
[0021]取若干并咔唑分散在无水N，N
‑
二甲基甲酰胺中，另加入氟化铯在氮气保护下，进行第一次搅拌反应；
[0022]反应完全加入二溴联苯至上述溶液，进行第二次搅拌反应；
[0023]反应结束后，将反应液倒入到冰中，待全部融化，过滤，将滤饼烘干，得到固体；
[0024]将固体进行升华得到淡黄色晶体即为并咔唑二聚体。
[0025]结合第二方面，所述第一次搅拌反应为氮气保护下，在40
‑
90℃环境下持续搅拌
10
‑
50min；
[0026]所述第二次搅拌反应为在40
‑
90℃环境下持续搅拌反应48
‑
96h。
[0027]第三方面，提供了一种并咔唑二聚体的应用，将制备获得的并咔唑二聚体作为MOF的配体或COF的结构单元，使MOF或COF适用于光电领域。
[0028]本专利技术的优点在于：该种并咔唑二聚体，通过连接两个并咔唑分子得到立体的结构，大幅改善并咔唑的溶解性，且不破坏其结晶性能。此外，并咔唑的平面大共轭稠环具有优异的光电性质，运用于将其作为骨架结构，可制成电致发光领域应用的MOF、COF材料。
具体实施方式
[0029]为使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。
[0030]下面通过实施例进一步本专利技术的内容：
[0031]实施例1
[0032]一种并咔唑二聚体，包括如下化学式：
[0033][0034]其中，R1包括芳香化合物、杂环芳香化合物或脂肪族烷烃，脂肪族烷烃中包括1～18个碳原子的直链、支链或环状烃；
[0035]R2、R3相同，包括芳香化合物、杂环芳香化合物、
‑
H、
‑
D或含羧酸、氨基、醛基、苯乙腈结构的基团；
[0036]其中，含羧酸、氨基、醛基、苯乙腈结构的基团包括如下机构：
[0037][0038]其中n为1～3。
[0039]在本实施例中，所述芳香化合物，包括直苯、联苯、三苯基、苯并、萘、蒽、非那烯、菲、芴、芘、屈、苝或薁中的一种。
[0040]在本实施例中，所述杂环芳香化合物，包括二苯并噻吩、二苯并呋喃、呋喃、噻吩、苯并呋喃、苯并噻吩、咔唑、吡唑、咪唑、三氮唑、异恶唑、噻唑、恶二唑、恶三唑、二恶唑、噻二唑、吡啶、哒嗪、嘧啶、吡嗪、三嗪、恶嗪、恶噻嗪、恶二嗪、吲哚、苯并咪唑、吲唑、吲哚嗪、苯并
恶唑、苯异恶唑、苯并噻唑、喹啉、异喹啉、邻二氮(杂) 萘、喹唑啉、喹喔啉、萘、酞、蝶啶、氧杂蒽、吖啶、吩嗪、吩噻嗪、吩恶嗪、二苯并硒吩、苯并硒吩、苯并呋喃吡啶、吲哚咔唑、吡啶吲哚、吡咯二吡啶、呋喃二吡啶、苯并噻吩吡啶、噻吩吡啶、苯并硒吩吡啶和硒吩二吡啶的一种。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种并咔唑二聚体，其特征在于，包括如下化学式：其中，R1包括芳香化合物、杂环芳香化合物或脂肪族烷烃；R2、R3分别包括芳香化合物、杂环芳香化合物、
‑
H、
‑
D或含羧酸、氨基、醛基、苯乙腈结构的基团。2.根据权利要求1所述的一种并咔唑二聚体，其特征在于：所述R2、R3相同，包括芳香化合物、杂环芳香化合物、
‑
H、
‑
D或含羧酸、氨基、醛基、苯乙腈结构的基团。3.根据权利要求1所述的一种并咔唑二聚体，其特征在于：所述R2、R3不同，包括芳香化合物、杂环芳香化合物、
‑
H或
‑
D。4.根据权利要求2或3所述的一种并咔唑二聚体，其特征在于：所述芳香化合物，包括直苯、联苯、三苯基、苯并、萘、蒽、非那烯、菲、芴、芘、屈、苝或薁中的一种。5.根据权利要求4所述的一种并咔唑二聚体，其特征在于：所述杂环芳香化合物，包括二苯并噻吩、二苯并呋喃、呋喃、噻吩、苯并呋喃、苯并噻吩、咔唑、吡唑、咪唑、三氮唑、异恶唑、噻唑、恶二唑、恶三唑、二恶唑、噻二唑、吡啶、哒嗪、嘧啶、吡嗪、三嗪、恶嗪、恶噻嗪、恶二嗪、吲哚、苯并咪唑、吲唑、吲哚嗪、苯并恶唑、苯异恶唑、苯并噻唑、喹啉、异喹啉、邻二氮(杂)萘、喹唑啉、喹喔啉、萘、酞、蝶啶、氧杂蒽、吖啶、吩嗪、吩噻嗪、吩恶嗪...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭雨新，郑炜，
申请(专利权)人：南京艾姆材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：