一种硫代芳环酰亚胺衍生物及其制备方法和光聚合应用技术

本专利申请公开了一种硫代芳环酰亚胺衍生物及其制备方法和光聚合应用。本专利申请选用了一种用途广泛的荧光团芳环酰亚胺作为母体，连接了不同的稳定基团和具有强给电子能力的基团，再将芳环酰亚胺上的氧原子用硫原子替代，合成了一种硫代芳环酰亚胺衍生物。本专利申请制得的硫代芳环酰亚胺衍生物的紫外

【技术实现步骤摘要】
一种硫代芳环酰亚胺衍生物及其制备方法和光聚合应用


[0001]本专利申请涉及有机化合物领域，更具体地，涉及一种硫代芳环酰亚胺衍生物及其制备方法和光聚合应用。

技术介绍

[0002]三重态
‑
三重态湮灭(TTA)是一种使用低能光子获得高能跃迁的替代途径，它可以在低光强下保持相对较高的上转换效率，利用三重态
‑
三重态湮灭上转换(TTA
‑
UC)引发光聚合是一种低能量引发策略，其主要机理是低能光子激发光敏剂，该光敏剂经历系间窜越(ISC)到达三重态，再将其能量转移到三重态受体。两个三重态受体分子可以湮灭产生一个单重态受体，该单重态受体衰变发射出更高能量的光子转移到光引发剂上从而引发光聚合。
[0003]然而，传统光敏剂往往存在一定的缺点，如光稳定性和化学稳定性差，紫外
‑
可见吸收范围较窄，达不到红光区域，无法实现从低能量红光到高能量蓝光的上转换且上转换效率低，上转换发射与光引发剂的吸收也很难匹配，无法实现能量的转移等限制了其在光聚合中的应用。
[0004]专利申请内容
[0005]为克服上述现有技术中存在的问题之一，本专利申请的首要目的是提供了一种硫代芳环酰亚胺衍生物。该硫代芳环酰亚胺衍生物可在较大极性溶剂中实现较大程度的紫外
‑
可见吸收红移，实现低能量红光到高能量蓝光的上转换。
[0006]本专利申请的又一目的在于提供上述硫代芳环酰亚胺衍生物的制备方法。
[0007]本专利申请的另一目的是提供上述硫代芳环酰亚胺衍生物的光聚合应用。
[0008]本专利申请上述目的通过以下技术方案实现：
[0009]一种硫代芳环酰亚胺衍生物，所述硫代芳环酰亚胺衍生物的结构式具有如下所示分子结构中的一种：
[0010][0011]其中，R1选自如下结构式a～e中的一种：
[0012][0013]R2选自强给电子基团氨基、甲氨基、二甲氨基、甲氧基、乙酰氨基、苯基或甲基中的一种。
[0014]优选的，本专利申请中的硫代芳环酰亚胺衍生物的母体为萘酰亚胺，R1为甘氨酸叔丁酯基(a)，R2为二甲氨基，分子结构如下所示：
[0015][0016]本专利申请还提供上述硫代芳环酰亚胺衍生物的制备方法，包括如下步骤：
[0017]S1.在无氧或惰性气体气氛下进行反应，将二甲胺和4
‑
溴
‑
1,8
‑
萘酐置于有机溶剂中，加入五水硫酸铜，于加热条件下进行反应，反应物冷却，收集沉淀，得到中间产物1；所述中间产物1的结构如下所示：
[0018][0019]S2.在无氧或惰性气体气氛下进行反应，将中间产物1和甘氨酸叔丁酯基酸盐置于有机溶剂中，于加热条件下进行反应，反应物冷却，收集沉淀，得到中间产物2；所述中间产物2的结构如下所示：
[0020][0021]S3.在无氧或惰性气体气氛下进行反应，将中间产物2和劳森试剂置于有机溶剂中，于加热和避光条件下进行反应，反应物冷却，收集沉淀，即得到目标化合物。
[0022]优选的，所述步骤S1、S2和S3中所述的无氧或惰性气体气氛的实现方法为先将反应装置抽真空，再使用高纯氮气或氩气进行填充。
[0023]优选的，所述步骤S1中所述二甲胺和4
‑
溴
‑
1,8
‑
萘酐的摩尔比为1：(1～2)，和/或；所述步骤S2中所述中间产物1和甘氨酸叔丁酯基酸盐的摩尔比为1：(1～2)，和/或；所述步骤S3中所述中间产物2和劳森试剂的摩尔比为1：(1～5)。
[0024]优选的，所述的有机溶剂为非质子型溶剂，选自乙二醇甲醚、N，N
‑
二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、甲苯、四氯化碳、N，N
‑
二异丙基乙胺和丙酮中的一种或两种以上的组合。
[0025]优选的，所述步骤S1中，所述反应在≤170℃条件下进行，和/或；所述步骤S2中，所述反应在≤100℃条件下进行，和/或；所述步骤S3中，所述反应在≤150℃条件下进行。
[0026]优选的，所述步骤S1中，反应时间为6～12h，和/或；所述步骤S2中，反应时间为12～36h，和/或；所述步骤S3中，反应时间为24～48h。
[0027]本专利申请中的硫代芳环酰亚胺衍生物在高极性溶剂中紫外
‑
可见吸收的较大程度红移并用于三重态
‑
三重态湮灭上转换。
[0028]本专利申请还提供了上述硫代芳环酰亚胺衍生物利用红光到蓝光上转换在光聚合领域中的应用。
[0029]与现有技术相比，本专利申请的有益效果是：
[0030]本专利申请的硫代芳环酰亚胺衍生物中的芳环酰亚胺的氧原子被硫原子取代后，其紫外
‑
可见光吸收在极性较大的溶剂中可实现较大程度的红移，将强给电子基团连接在芳环上对促进分子的紫外
‑
可见吸收的红移也有一定的作用，分子的紫外
‑
可见吸收来到了低能量的红光区域，可实现低能量红光到高能量蓝光的上转换，而后上转换发射的能量转移到光引发剂后引发光聚合。因此，将硫代芳环酰亚胺衍生物应用在光聚合领域是一种新的开拓，具有十分重要的意义。
附图说明
[0031]图1为实施例3制备的化合物的1HMNR图；
[0032]图2为实施例3制备的化合物的HRMS图；
[0033]图3为实施例3制备的化合物在六种不同极性的溶剂中的紫外
‑
可见吸收图；
[0034]图4为实施例2制备的化合物在六种不同极性的溶剂中的紫外
‑
可见吸收图；
[0035]图5为实施例3制备的化合物在六种不同极性的溶剂中的荧光发射图；
[0036]图6为实施例3制备的化合物的TTA
‑
UC现象图；
[0037]图7为实施例3制备的化合物用于光聚合的实物图。
具体实施方式
[0038]下面将结合实施例对本专利申请的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利申请，而不应视为限制本专利申请的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0039]需要说明的是：
[0040]本专利申请中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有实施方式以及优选实施方法可以相互组合形成新的技术方案。
[0041]本专利申请中，如果没有特别的说明，百分数(％)或者份指的是相对于组合物的重量百分数或重量份。
[0042]本专利申请中，如果没有特别的说明，所涉及的各组分或其优选组分可以相互组合形成新的技术方案。
[0043]本专利申请中，除非有其他说明，数值范围“a～b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a和b都是实数。例如数值范本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硫代芳环酰亚胺衍生物，其特征在于，所述硫代芳环酰亚胺衍生物的结构式具有如下所示分子结构中的一种：其中，R1选自如下结构式a～e中的一种：R2选自强给电子基团氨基、甲氨基、二甲氨基、甲氧基、乙酰氨基、苯基或甲基中的一种。2.根据权利要求1所述硫代芳环酰亚胺衍生物，其特征在于，所述硫代芳环酰亚胺衍生物的母体为萘酰亚胺，R1为甘氨酸叔丁酯基(a)，R2为二甲氨基，分子结构如下所示：3.权利要求2所述硫代芳环酰亚胺衍生物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.在无氧或惰性气体气氛下进行反应，将二甲胺和4
‑
溴
‑
1,8
‑
萘酐置于有机溶剂中，加入五水硫酸铜，于加热条件下进行反应，反应物冷却，收集沉淀，得到中间产物1；所述中间产物1的结构如下所示：S2.在无氧或惰性气体气氛下进行反应，将中间产物1和甘氨酸叔丁酯基酸盐置于有机溶剂中，于加热条件下进行反应，反应物冷却，收集沉淀，得到中间产物2；所述中间产物2的结构如下所示：
S3.在无氧或惰性气体气氛下进行反应，将中间产物2和劳森试剂置于有机溶剂中，于加热和避光条件下进行反应，反应物冷却，收集沉淀，即得到目标化合物。4.根据权利要求3所述硫代芳环酰亚胺衍生物的制备方法，其特征在于，所述步骤S1、S2和S3中所述的无氧或惰性气体气氛的实现方法为先将反应装置抽真空，再使用高纯氮气或氩气进行填充。5.根据权利要求3所述硫代芳环酰亚胺衍生物的...

【专利技术属性】
技术研发人员：籍少敏，陈泽端，穆罕默德，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：