全氘代噻吩类化合物及其制备方法、有机中间体、有机电致发光器件技术

本申请公开了一种全氘代噻吩类化合物及其制备方法、有机中间体、有机电致发光器件，所述全氘代噻吩类化合物以廉价的氘水为氘代原料，甲苯为溶剂，银盐为催化剂，在噻吩类化合物的结构上直接进行氢氘交换反应，以合成全氘代噻吩类化合物，其中全氘代噻吩类化合物的平均氘代率可达到90％以上，且其反应条件温和、工艺简单、底物适用性好、产率高。产率高。产率高。

【技术实现步骤摘要】
全氘代噻吩类化合物及其制备方法、有机中间体、有机电致发光器件


[0001]本申请涉及有机化学合成领域，尤其涉及一种全氘代噻吩类化合物及其制备方法、有机中间体、有机电致发光器件。

技术介绍

[0002]氘是氢同位素，碳氘键与碳氢键相比具有更短的键长、更高的键能及更低的振动能。因此，用氘原子替换有机分子中的氢原子是调节分子理化性质的一种有效手段，并被广泛应用于材料科学和药物化学领域中。例如，对氘代聚合物材料的研究发现，当使用氘原子取代聚合物中的氢原子后，其结晶性能及成膜性质都会发生变化，进而影响到聚合物材料的电子传输性能及所形成器件的稳定性。
[0003]在药物化学领域，当氘原子高效的取代药物分子中特定的氢原子，会对药物的性质产生影响，例如改变药物活性分子的药代谢动力学和药物的效率，从而延长药物代谢循环，减少有毒代谢物的产生和药物间的相互作用，从而降低给药剂量、提高安全性以及获得更佳的疗效。通过氘代化改造，以使得一些因代谢问题而被放弃的药物有可能通过临床试验最终上市销售。因此，氘代技术被认为是开发新药的一条捷径，从而受到各大制药公司的青睐。
[0004]噻吩类化合物广泛存在于天然产物、生物活性的分子及有机光电材料中。因此，噻吩类化合物被广泛的运用于医药、农药、染料、光电材料等行业。所以，开发一种能与各种官能团兼容，改变材料或药物分子理化性质的方法十分重要。
[0005]噻吩作为一种化学药的结构骨架，在药物分子中具有重要作用。例如：药物销量Top200榜单上主要用于抗凝血剂的拜瑞妥、治疗动脉粥样硬化血栓的氯吡格雷、治疗慢性阻塞性肺疾病的噻托溴铵、治疗精神分裂及重度抑郁症的依匹哌唑等都含有噻吩类结构。在光电材料领域，噻吩结构是许多有机光电分子的核心骨架。例如，各类稠环并噻吩是有机太阳能电池中最常用的骨架结构。因此，噻吩类化合物已广泛用来构建荧光分子探针、传感器、发光二极管和有机发光电子器件。
[0006]由于噻吩结构中具有多个氢原子，并且其α位的碳氢键活性明显高于β位的碳氢键活性。因此，已报道的在噻吩类化合物中引入氘原子的方法都是将氘原子引入至噻吩的α位，而能够用于合成全氘代噻吩类化合物的方法并不多见。然而，无论是在材料分子还是药物分子中，噻吩结构的α位多被各种官能团取代，并具有裸露的β位碳氢键。因此，开发能够在噻吩β位引入氘原子的方法进而合成全氘代噻吩类化合物具有重要的应用价值。目前，已报道的合成全氘代噻吩的方法如下：
[0007]以噻吩为原料，氢氘交换直接制备。目前已报道的工艺路线包括：以昂贵的钯碳、铂碳(用量：20％
‑
30％质量分数)为催化剂，在高温(160℃
‑
200℃)高压(20
‑
50psi)下直接制备全氘代噻吩类化合物。这种方法虽然可以制备全氘代噻吩类化合物，但此种方法条件苛刻(高温高压)，成本高昂(贵金属催化剂用量巨大)、操作繁琐(需使用密闭的高压釜)、底
物适用性差、产物容易分解。因此，对大规模工业生产造成了困难。
[0008]从经济成本角度考虑，目前的工艺路线使用的催化剂及反应条件都存在一些问题。因此，开发经济便宜的催化剂在温和条件下直接进行噻吩的氢氘交换反应从而合成氘代噻吩类化合物具有十分重要的意义。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于，提供一种全氘代噻吩类化合物及其制备方法、有机中间体、有机电致发光器件，以解决现有全氘代噻吩类化合物的反应条件苛刻、官能团容忍性差、生产成本高的技术问题。
[0010]为实现上述目的，本专利技术提供一种全氘代噻吩类化合物，其特征在于，所述全氘代噻吩类化合物由噻吩类化合物和氘水制备得到，
[0011]所述噻吩类化合物的分子结构式为：
[0012][0013]其中，所述R1、R2、R3、R4、R5各自独立地选自氢、酯基、氰基、羰基、羟基、烷氧基、烷基、酰胺、胺基、硼酸酯、炔基、烯基、芳基、杂芳基及卤素中的一种。
[0014]在一实施例中，所述R1、R2、R3、R4、R5各自独立地选自碳数为1
‑
6的烷基、烷氧基，碳数为6
‑
18的芳基、杂芳基中的任一种。
[0015]在一实施例中，所述噻吩类化合物为5
‑
苯基苯并噻吩，2
‑
碘噻吩，3
‑
溴噻吩，2，5
‑
二溴
‑3‑
己基噻吩，并二噻吩，4，8
‑
二酮苯并二噻吩中的任一种。
[0016]为实现上述目的，本专利技术还提供一种全氘代噻吩类化合物的制备方法，包括如下步骤：
[0017]向反应器中加入原料组分，所述原料组分包括所述银盐催化剂、所述氘水、所述噻吩类化合物以及所述甲苯溶剂，得到混合溶液，其中，所述原料组分的比例为，所述银盐催化剂：所述氘水：所述甲苯溶剂的摩尔比为1:(0.2
‑
0.6):(20
‑
50):(5
‑
50)；
[0018]对所述混合溶液进行加热处理；
[0019]所述混合溶液经过所述加热处理反应完全后，向所述反应器中加入饱和的氯化铵溶液淬灭；
[0020]向所述反应器中加入二氯甲烷溶剂，经萃取、合并有机相、旋蒸浓缩后，得到所述全氘代噻吩类化合物。
[0021]在一实施例中，所述银盐催化剂为碳酸银、氧化银、醋酸银、三氟甲磺酸银中的任一种。
[0022]在一实施例中，所述对混合溶液进行加热处理包括，在80
‑
120℃的温度下，对所述混合溶液进行加热处理12
‑
48小时，使得所述混合溶液充分反应。
[0023]在一实施例中，所述向所述反应器中加入饱和的氯化铵溶液的包括，向所述反应器中加入99
‑
101ml饱和的所述氯化铵溶液。
[0024]在一实施例中，所述向所述反应器中加入二氯甲烷溶剂包括，向所述反应器加入
99
‑
101ml所述二氯甲烷溶剂。
[0025]为实现上述目的，本专利技术还提供一种有机中间体，包括所述的全氘代噻吩类化合物。
[0026]为实现上述目的，本专利技术还提供一种有机电致发光器件，包括阳极、阴极、以及设置于所述阳极与所述阴极之间的至少一有机层，所述有机层中含有所述的有机中间体。
[0027]本专利技术的技术效果在于，提供一种全氘代噻吩类化合物及其制备方法、有机中间体、有机电致发光器件，以廉价的氘水为氘代原料，普通甲苯为溶剂，银盐为催化剂，在噻吩类化合物的结构上直接进行氢氘交换反应，以合成噻吩类化合物，其中全氘代噻吩类化合物的氘代率均可达到90％以上，且合成简单易操作，原料易得，能够满足工业化需求。
[0028]全氘代噻吩类化合物结构式为：
[0029][0030]然而，全氘代噻吩类化合物的制备难点在于其3、4号位置的氘代，因为3、4号这两个位置的碳氢键相对活性较低，不容易进行各种官能化反应。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全氘代噻吩类化合物，其特征在于，所述全氘代噻吩类化合物由噻吩类化合物和氘水制备得到，所述噻吩类化合物的分子结构式为：其中，所述R1、R2、R3、R4、R5各自独立地选自氢、酯基、氰基、羰基、羟基、烷氧基、烷基、酰胺、胺基、硼酸酯、炔基、烯基、芳基、杂芳基及卤素中的任一种。2.根据权利要求1所述的全氘代噻吩类化合物，其特征在于，所述R1、R2、R3、R4、R5各自独立地选自碳数为1
‑
6的烷基、烷氧基，碳数为6
‑
18的芳基、杂芳基中的任一种。3.根据权利要求1所述的全氘代噻吩类化合物，其特征在于，所述噻吩类化合物为5
‑
苯基苯并噻吩，2
‑
碘噻吩，3
‑
溴噻吩，2，5
‑
二溴
‑3‑
己基噻吩，并二噻吩，4，8
‑
二酮苯并二噻吩中的任一种。4.一种如权利要求1所述全氘代噻吩类化合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：向反应器中加入原料组分，所述原料组分包括银盐催化剂、氘水、噻吩类化合物以及甲苯溶剂，得到混合溶液，其中，所述原料组分的比例为，所述噻吩类化合物：所述银盐催化剂：所述氘水：所述甲苯溶剂的摩尔比为1:(0.2
‑
0.6):(20
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50):(5
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宏海，税新凤，曹辰辉，李恩赐，盛菲菲，王彩霞，
申请(专利权)人：安徽秀朗新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：