一种三聚茚基桥联苝二酰亚胺-香豆素-氟硼二吡咯星型化合物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种三聚茚基桥联苝二酰亚胺

【技术实现步骤摘要】
一种三聚茚基桥联苝二酰亚胺
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香豆素
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氟硼二吡咯星型化合物及其制备方法


[0001]本专利技术涉及精细有机合成和有机光电功能分子领域，具体涉及一种三聚茚基桥联苝二酰亚胺
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香豆素
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氟硼二吡咯星型化合物及其制备方法。

技术介绍

[0002]苝二酰亚胺是一种应用广泛的工业染料，常用作汽车装饰的高级染料。苝二酰亚胺分子的湾位易于修饰，可以通过湾位偶联反应进行特征性结构修饰，可延伸到可见光谱的红色区域，因此是一种常见的非富勒烯受体材料。除此之外，苝二酰亚胺及其衍生物还具有较高的摩尔消光系数，荧光量子产率高，较强的电子亲和性以及良好的光稳定性等一系列优良的光电性质，这些性质使苝二酰亚胺可以被应用于多种领域，包括n型半导体材料、光电器件、太阳能电池、有机发光二级管以及场效应晶体管等。氟硼二吡咯(BODIPY)分子是近几十年来出现的一类新型荧光染料，其光、热稳定性强，具有较高的摩尔吸光系数和荧光量子产率，并且BODIPY母核的共轭修饰可将其电子吸收扩展到可见光谱的近红外区域，可用作近红外荧光染料。因此，BODIPY类化合物在光动力疗法、细胞成像与示踪、蛋白质与DNA标记及有机太阳能电池等领域有很大的应用价值。
[0003]香豆素衍生物具有优异的光物理性质，包括很强的可见光吸收能力、荧光量子产率高、斯托克斯位移大等特点。尽管香豆素、苝二酰亚胺及氟硼二吡咯都具有优异的光物理性能，然而，到目前为止，将这三个基团共存于同一个分子体系的研究却鲜有报道。因此，本专利技术以具有大的刚性共轭结构的三聚茚为桥联单元，将一个香豆素给体分子、一个氟硼二吡咯和一个苝二酰亚胺受体分子连接在三聚茚2、7、12位上，可以将原本不具备系间窜越能力的香豆素作为吸收能量的给体基团，通过光致能量转移将能量传输给苝二酰亚胺和氟硼二吡咯基团，构成具有高效能量转移及能发生光致电荷转移的星型化合物，有利于促进其在有机发光二极管、场效应晶体管、有机太阳能电池等方面应用。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：针对现有技术中存在的不足，本专利技术的目的是提供一种三聚茚基桥联苝二酰亚胺
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香豆素
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氟硼二吡咯星型化合物及其制备方法。
[0005]技术方案：为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]本专利技术涉及的一种三聚茚基桥联苝二酰亚胺
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香豆素
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氟硼二吡咯星型化合物及其制备方法，其特征在于，其结构式如式(I)所示：
[0007][0008]一种三聚茚基桥联苝二酰亚胺
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香豆素
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氟硼二吡咯星型化合物的制备方法，制备过程如下：
[0009]步骤1：将2，7
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双溴
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12
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三苯基氯化磷亚甲基三聚茚衍生物(I)溶于干燥四氢呋喃(30mL)中，加入甲醇钠搅拌20分钟，将香豆素醛衍生物溶于干燥四氢呋喃中加入上述混合溶液，室温搅拌12小时，反应结束后加入30mL 2M盐酸中和反应，搅拌1小时后加入100mL二氯甲烷，并用蒸馏水洗，分离出有机相经无水硫酸钠干燥后减压蒸除溶剂，使用二氯甲烷为洗脱剂通过硅胶柱层析分离，得2，7
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双溴
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12
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香豆素基三聚茚衍生物(II)；
[0010]步骤2：将2，7
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双溴
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12
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香豆素基三聚茚衍生物(II)、硼酸酯BODIPY衍生物(VI)、碳酸钾、四三苯基膦钯在氩气保护下混合溶于干燥四氢呋喃(15mL)、蒸馏水(1.5mL)和甲醇(1.5mL)中搅拌，65℃反应过夜，反应结束后将反应瓶冷却至室温，加入100mL二氯甲烷，并用蒸馏水洗，分离出有机相，再经无水硫酸钠干燥后减压蒸除溶剂，使用二氯甲烷
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石油醚为洗脱剂通过硅胶柱层析分离，得2
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溴
‑7‑
氟硼二吡咯
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12
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香豆素基三聚茚衍生物(III)；
[0011]步骤3：在氩气保护下，将2
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溴
‑7‑
氟硼二吡咯
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12
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香豆素基三聚茚衍生物(III)和苝二酰亚胺衍生物(IV)溶解于四氢呋喃、甲醇和水的混合溶剂中，并在反应器中加入碳酸钾和催化剂四(三苯基膦)钯，在65℃反应18～22小时；反应结束后将反应体系冷却至室温，加入饱和食盐水溶液，用二氯甲烷萃取，合并有机层经无水硫酸钠干燥、减压蒸除溶剂，残余物经硅胶层析柱分离提纯，洗脱剂为二氯甲烷
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石油醚，得到三聚茚基桥联苝二酰亚胺
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香豆素
‑
氟硼二吡咯星型化合物(V)。具体化学反应式如下：
[0012][0013]上述反应步骤1中，2，7
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双溴
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12
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三苯基氯化磷亚甲基三聚茚衍生物(I)与香豆素醛的物质的量之比为1∶3；
[0014]上述反应步骤2中，2，7
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双溴
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12
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双香豆素基三聚茚衍生物(II)与硼酸酯BODIPY衍生物(VI)的物质的量之比为1∶0.8～1；
[0015]上述反应步骤3中，四氢呋喃、甲醇和水的体积量之比为10∶1∶1；
[0016]上述反应步骤3中，2
‑
溴
‑7‑
氟硼二吡咯
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12
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香豆素基三聚茚衍生物(III)与苝二酰亚胺衍生物(IV)的物质的量之比为1∶1
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3；
[0017]上述反应步骤3中，催化剂四(三苯基膦)钯用量为反应原料2
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溴
‑7‑
氟硼二吡咯
‑
12
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双香豆素基三聚茚衍生物或苝二酰亚胺衍生物物质的量的5％
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10％。
[0018]本专利技术的有益效果
[0019]与现有技术相比，本专利技术的一种三聚茚基桥联苝二酰亚胺
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香豆素
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氟硼二吡咯星型化合物及其制备和应用所具有的优点有：(1)制备方法简便易行、选择性好；(2)该化合物具有宽的吸收范围，溶解性能好；(3)将香豆素、氟硼二吡咯、苝二酰亚胺三个不同基团分别连接在三聚茚2、7、12位上，构成具有高效能量转移效率的星型化合物，有利于促进在光吸收天线、生物模拟光作作用、有机太阳能电池等方面应用。
附图说明
[0020]图1为2，7
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双溴
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12
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香豆素基三聚茚衍生物(II)、硼酸酯基BODIPY衍生物(VI)、苝二酰亚胺衍生物(IV)、三聚茚基桥联苝二酰亚胺
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香豆素
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三聚茚基桥联苝二酰亚胺
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香豆素
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氟硼二吡咯星型化合物(V)，其特征在于，该化合物结构式如式(V)所示：2.权利要求1所述的一种三聚茚基桥联苝二酰亚胺
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香豆素
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氟硼二吡咯星型化合物的制备方法，其特征在于，由如下步骤实现：步骤1：将2，7
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双溴
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12
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三苯基氯化磷亚甲基三聚茚衍生物(I)溶于干燥四氢呋喃(30mL)中，加入甲醇钠搅拌20分钟，将香豆素醛衍生物溶于干燥四氢呋喃中加入上述混合溶液，室温搅拌过夜，反应结束后加入30mL 2M盐酸中和反应，搅拌1小时后加入100mL二氯甲烷，并用蒸馏水洗，分离出的有机相经无水硫酸钠干燥后减压蒸除溶剂，使用二氯甲烷为洗脱剂通过硅胶柱层析分离，得2，7
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双溴
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12
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香豆素基三聚茚衍生物(II)；步骤2：将2，7
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双溴
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12
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香豆素基三聚茚衍生物(II)、硼酸酯基BODIPY衍生物(VI)、碳酸钾、四三苯基膦钯在氩气保护下溶于四氢呋喃(15mL)、蒸馏水(1.5mL)和甲醇(1.5mL)混合溶剂中，65℃搅拌反应12小时，反应结束后将反应瓶冷却至室温，加入100mL二氯甲烷，并用蒸馏水洗，分离出有机相经无水硫酸钠干燥后减压蒸除溶剂，使用二氯甲烷
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石油醚为洗脱剂通过硅胶柱层析分离，得2
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溴
‑7‑
氟硼二吡咯基
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12
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香豆素基三聚茚衍生物(III)；步骤3：在氩气保护下，将2
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溴
‑7‑
氟硼二吡咯
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12
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香豆素基三聚茚衍生物(III)和苝二酰亚胺衍生物(IV)溶解于四氢呋喃、甲醇和水的混合溶剂中，并于反应器中加入碳酸钾和催化剂四(三苯基...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐海军，宗轩莱，宋宇婷，顾婷婷，史东海，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：