一种多羰基化合物的合成方法技术

本发明专利技术提供一种多羰基化合物的合成方法，主要包括具有蒽结构的四元醚、合成具有酯基的桥环结构的四元醚、合成具有羧基的桥环结构的四元醚、合成具有双键桥环结构的四元醚、合成具有双键桥环结构的四元醇，然后氧化脱氢得到所述多羰基化合物。本发明专利技术的合成方法简单，原料易得，适合大规模生产。本发明专利技术合成的多羰基化合物，具有桥环双键新型四酮结构，可以制备长共轭多并苯分子以及不同空间构型多并苯分子，有望拓宽多并苯类材料的制备，丰富有机半导体的种类。导体的种类。

【技术实现步骤摘要】
一种多羰基化合物的合成方法


[0001]本专利技术属于有机合成领域，尤其涉及一种多羰基化合物的合成方法。

技术介绍

[0002]羰基化合物是指含有羰基的化合物，包括醛、酮、羧酸以及羧酸衍生物。由于羰基这种特殊官能团的存在，羰基化合物可以发生一系列化学反应，例如氧化还原反应，与格式试剂加成反应，羟醛缩合反应等，因此羰基化合物在有机合成领域具有重要地位。羰基具有氧化还原性质，因此，多羰基化合物本身可以用作电池的电极材料，此外，由于羰基的可进行化学反应，多羰基化合物常用作合成多并苯类分子的构造单元。其中芘四酮是目前构造线型多并苯分子的常用构造单元，它可以与1,3二苯基丙酮反应用用于构造线型长多并苯也可以与二胺化合物反应构造线型长氮杂多并苯。由于其在水平方向只有两个六元环因此很难用它构造线型长多并苯分子。此外，芘四酮共轭处于断开状态，因此很难用它构造长共轭多并苯分子。所以，设计并合成新型四酮构造单元的多羰基化合物，有望拓宽多并苯类材料的制备，丰富有机半导体的种类。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术第一个方面提出一种多羰基化合物，具有新型四酮结构单元，能够构造长共轭多并苯分子。
[0004]本专利技术的第二个方面提出了一种多羰基化合物的合成方法。
[0005]本专利技术的第三个方面提出了一种多羰基化合物的应用。
[0006]根据本专利技术的第一个方面，提出了一种多羰基化合物，所述多羰基化合物具有如式(I)所示结构，其中R选自H、C1
‑
C5碳链烷烃中的一种：
[0007][0008]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述多羰基化合物具有如下结构：
[0009][0010]根据本专利技术的第二个方面，提出了一种多羰基化合物的制备方法，包括如下步骤：
[0011]S1合成蒽结构：将脂肪醛和邻苯二甲醚混合溶于有机溶液，滴加到浓硫酸中，反应，得到具有蒽结构的四元醚A；
[0012]S2合成桥环结构：将所述具有蒽结构的四元醚A与丁炔二酸二甲酯进行Diels
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Alder反应，纯化，得到具有酯基的桥环结构的四元醚B；
[0013]S3酯水解反应：将所述具有酯基的桥环结构的四元醚B在强碱和醇的作用下水解反应，得到具有羧基的桥环结构的四元醚C；
[0014]S4脱羧反应：将所述具有羧基的桥环结构的四元醚C在限氧环境与氧化亚铜、喹啉的作用下进行脱羧反应，纯化，得到具有双键桥环结构的四元醚D；
[0015]S5脱甲基化反应：将所述具有双键桥环结构的四元醚D在限氧环境下与酸性脱甲基试剂进行Demethylation反应，得到具有双键桥环结构的四元醇E；
[0016]S6氧化脱氢反应：将所述具有双键桥环结构的四元醇E在限氧环境与DDQ的作用下进行氧化脱氢反应，纯化，得到所述多羰基化合物。
[0017]在本专利技术的一些实施方式中，S1所述脂肪醛与邻苯二甲醚的摩尔比为(4～6):1。
[0018]在本专利技术的一些实施方式中，S1所述脂肪醛选自乙醛、丙醛、丁醛、戊醛、己醛中的一种。
[0019]在本专利技术的一些实施方式中，S1所述有机溶剂选自氯仿、二氯甲烷中的一种。
[0020]在本专利技术的一些实施方式中，S1反应具体包括先
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10℃～0℃搅拌20min～40min，再室温搅拌6h～12h。
[0021]在本专利技术的一些实施方式中，S2所述具有蒽结构的四元醚A与丁炔二酸二甲酯的摩尔体积比为(2～3)mmol:5mL。
[0022]在本专利技术的一些实施方式中，S2所述反应的温度为200℃～220℃，时间为20min～40min。
[0023]在本专利技术的一些实施方式中，S2所述纯化包括：将所述Diels
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Alder反应的产物用硅胶柱层析，收集流下的第二条带产物，洗脱剂为二氯甲烷。
[0024]在本专利技术的一些优选的实施方式中，上述硅胶的目数为200目～300目。
[0025]在本专利技术的一些优选的实施方式中，S3所述具有酯基的桥环结构的四元醚B与强碱、醇的用量比为(1～2)mol：(8～9)mol：(7～10)L。
[0026]在本专利技术的一些优选的实施方式中，S3所述强碱选自氢氧化钾、氢氧化钠中的一种。
[0027]在本专利技术的一些优选的实施方式中，S3所述醇选自乙醇。
[0028]在本专利技术的一些优选的实施方式中，S3所述水解反应包括：加热至回流下反应3h～6h，趁热过滤，冷却，酸中和，抽滤。
[0029]在本专利技术的一些优选的实施方式中，S4所述脱羧反应的温度为180℃～200℃，时间为20min～40min。
[0030]在本专利技术的一些优选的实施方式中，S4所述纯化包括：将脱羧反应的产物冷却至室温，加入盐酸，二氯甲烷萃取，干燥，萃取物用硅胶柱层析，收集流下的第二条带产物，洗脱剂为二氯甲烷。
[0031]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，上述硅胶的目数为200目～300目。
[0032]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，S5具体包括：限氧条件下，在所述具有双键桥环结构的四元醚D中加入二氯甲烷，
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20℃～0℃搅拌10min～20min，滴加酸性脱甲基试剂，0℃～20℃搅拌30min，室温反应6h～12h，冰水猝灭，乙酸乙酯萃取，干燥，得到具有双键
桥环结构的四元醇E。
[0033]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，S5所述具有双键桥环结构的四元醚D与酸性脱甲基试剂的摩尔比为1：(4～6)。
[0034]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，S5所述酸性脱甲基试剂选自三溴化硼、三氯化铝、三氯化硼中的一种。
[0035]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，S6所述氧化脱氢反应具体包括：限氧条件下，将所述具有双键桥环结构的四元醇E和DDQ(2,3
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二氯
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5,6
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二氰对苯醌)溶于有机溶剂中，室温反应20h～24h，干燥，得粗产物。
[0036]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，S6所述纯化包括：将上述氧化脱氢反应所得粗产物用200～300目硅胶柱层析，洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯3:2，收集洗脱产物，干燥。
[0037]根据本专利技术的第三个方面，提出了一种多羰基化合物在制备长共轭多并苯分子和/或不同空间构型多并苯分子中的应用。
[0038]本专利技术的有益效果为：
[0039]本专利技术的多羰基化合物，具有桥环双键新型四酮结构，可以制备长共轭多并苯分子以及不同空间构型多并苯分子，有望拓宽多并苯类材料的制备，丰富有机半导体的种类。
[0040]本专利技术的多羰基化合物合成方法简单，原料易得，适合大规模生产。
附图说明
[0041]下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步的说明，其中：
[0042]图1为本专利技术实施例步骤(1)制备的9,10<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多羰基化合物，其特征在于，所述多羰基化合物具有如式(I)所示结构，其中R选自H、C1
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C5碳链烷烃中的一种：2.权利要求1所述的多羰基化合物的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：S1合成蒽结构：将脂肪醛和邻苯二甲醚混合溶于有机溶液，滴加到浓硫酸中，反应，得到具有蒽结构的四元醚A；S2合成桥环结构：将所述具有蒽结构的四元醚A与丁炔二酸二甲酯进行Diels
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Alder反应，纯化，得到具有酯基的桥环结构的四元醚B；S3酯水解反应：将所述具有酯基的桥环结构的四元醚B在强碱和醇的作用下水解反应，得到具有羧基的桥环结构的四元醚C；S4脱羧反应：将所述具有羧基的桥环结构的四元醚C在限氧环境与氧化亚铜、喹啉的作用下进行脱羧反应，纯化，得到具有双键桥环结构的四元醚D；S5脱甲基化反应：将所述具有双键桥环结构的四元醚D在限氧环境下与酸性脱甲基试剂进行Demethylation反应，得到具有双键桥环结构的四元醇E；S6氧化脱氢反应：将所述具有双键桥环结构的四元醇E在限氧环境与DDQ的作用下进行氧化脱氢反应，纯化，得到所述多羰基...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈旺桥，陈宏，刘金磊，李嘉欣，邱美珍，李佳芹，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：