一类具有近红外吸收的硼杂分子碳化合物及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一类具有近红外吸收的硼杂分子碳化合物及其制备方法与应用，属于近红外吸收材料技术领域。解决了现有技术中具有近红外吸收且稳定的含硼有机材料的设计困难、合成难度大等问题。本发明专利技术的具有近红外吸收的硼杂分子碳化合物，结构式如1

【技术实现步骤摘要】
一类具有近红外吸收的硼杂分子碳化合物及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于近红外吸收材料
，具体涉及一类具有近红外吸收的硼杂分子碳化合物及其制备方法与应用，尤其涉及该具有近红外吸收的硼杂分子碳化合物在制备具有近红外吸收的有机功能材料、双极性有机场效应晶体管材料、有机自旋电子器件材料中的应用。

技术介绍

[0002]近红外光(Near Infrared，NIR)是介于可见光(
Ⅵ
S)和中红外光(MIR)之间，定义在波长780～2526nm范围内的电磁波。近红外区域是人们发现的最早的非可见光区域。近年来，近红外材料因其具有优异的光学、电学、磁学等性能，在激光屏蔽阻断、光电器件、医学治疗等领域展现出广泛的应用前景。
[0003]近红外材料通常是指能与近红外光存在吸收或反射，或在外界刺激下如光激发、电场作用等发出近红外光的一类物质。按作用机理可以分为近红外吸收材料和近红外发光材料，其中近红外吸收材料按组成成分可以分为无机材料和有机材料。在近红外有机材料中，如菁类染料、金属络合物染料、醌型染料和偶氮染料等是其主要的分子体系，它们具有良好的生物相容性和光吸收性能等特点，有望在生物医学、光电探测器等领域实现商业化应用。对于这些有机材料，主要通过改变酞菁类化合物侧链取代基、金属类络合物中心金属及在偶氮类化合物骨架上的给体或受体基团等，调控分子的吸收波长到近红外区域，实现优化近红外光吸收性能。目前，具有强近红外吸收能力的有机分子材料的种类仍然较少，限制了近红外有机材料的发展和应用。
[0004]硼原子具有空p轨道，在基于sp2碳原子的骨架上选择性引入硼原子，可获得具有缺电子的三配位硼结构单元。将三配位硼单元进行结构拓展，设计大尺寸的含硼共轭体系，通过硼原子的p轨道与π共轭体系形成的杂化轨道和p
‑
π共轭效应，可使分子的带隙变窄、吸收光谱发生红移，有望发展出新型含硼近红外光吸收材料。但是，由于硼原子的活性高，含硼化合物的稳定性偏差，使得含硼近红外光吸收材料的分子设计困难、合成策略有限，阻碍了这类近红外吸收材料的制备和研发。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，为解决具有近红外吸收且稳定的含硼有机材料的设计困难、合成难度大等问题，本专利技术提供了一类具有近红外吸收的硼杂分子碳化合物及其制备方法与应用，该类具有近红外吸收的硼杂分子碳化合物为含有三配位硼结构单元或采用含三配位硼结构单元构筑的大尺寸有机硼稠环结构化合物。
[0006]本专利技术解决上述技术问题采取的技术方案如下。
[0007]本专利技术提供了一类具有近红外吸收的硼杂分子碳化合物，结构式为以下结构中的一种：
[0008][0009]本专利技术还提供结构式为1的具有近红外吸收的硼杂分子碳化合物的制备方法，包括以下步骤：
[0010]步骤一、惰性气氛下，将反应物1c和三溴化硼反应，反应结束后，减压下除去剩余的三溴化硼，得到化合物1d；
[0011]所述化合物1c的结构式为：
[0012][0013]步骤二、惰性气氛下，将10
‑
溴
‑
1,8
‑
双(均三甲基苯氧基)蒽和正丁基锂于溶剂中反应，反应结束后，减压下除去溶剂，得到的黄色固体和化合物1d于溶剂中反应，反应结束后，减压除去溶剂，粗品依次用水、甲醇、正己烷洗涤，得棕黄色固体；将棕黄色固体和三氯化铁于溶剂中反应，反应结束后，除去溶剂，提纯，得到紫色固体粉末；
[0014]步骤三、惰性气氛下，将紫色固体粉末和N
‑
溴代丁二酰亚胺于溶剂中反应，反应结束后，萃取，干燥，除去溶剂，提纯，得到紫黑色固体粉末，即结构式为1的具有近红外吸收的硼杂分子碳化合物。
[0015]本专利技术还提供结构式为2的具有近红外吸收的硼杂分子碳化合物的制备方法，包
括以下步骤：
[0016]步骤一、惰性气氛下，将反应物1c和三溴化硼于溶剂中反应，反应结束后，减压下除去剩余的三溴化硼，得到化合物1d；
[0017]所述化合物1c的结构式为：
[0018][0019]步骤二、惰性气氛下，将化合物1d和2,4,6
‑
三异丙基苯溴化镁于溶剂中反应，反应结束后，减压除去溶剂，提纯，得黄绿色粉末；
[0020]步骤三、惰性气氛下，将黄绿色粉末和N
‑
溴代丁二酰亚胺于溶剂中反应，反应结束后，萃取，干燥，除去溶剂，提纯，得到黄绿色粉末，即为结构式为2的具有近红外吸收的硼杂分子碳化合物。
[0021]本专利技术还提供结构式为3的具有近红外吸收的硼杂分子碳化合物的制备方法，包括以下步骤：
[0022]步骤一、惰性气氛下，将反应物3b和三溴化硼于溶剂中反应，反应结束后，减压下除去剩余的三溴化硼，得到化合物3c；
[0023]所述化合物3b的结构式如下：
[0024][0025]步骤二、惰性气氛下，将10
‑
溴
‑
1,8
‑
双(均三甲基苯氧基)蒽和正丁基锂于溶剂中反应，反应结束后，减压下除去溶剂，得到的黄色固体和化合物3c于溶剂中反应，反应结束后，减压除去溶剂，粗品依次用水、甲醇、正己烷洗涤，得棕黄色固体；将棕黄色固体和三氯化铁于溶剂中反应，反应结束后，除去溶剂，提纯，得到紫色固体粉末，即为结构式为3的具有近红外吸收的硼杂分子碳化合物。
[0026]本专利技术还提供结构式为4
‑
10或12的具有近红外吸收的硼杂分子碳化合物的制备方法，包括以下步骤：
[0027]步骤一、惰性气氛下，将含有三配位硼结构单元、偶联单体、四三苯基膦钯、2
‑
双环己基膦
‑
2',6'
‑
二甲氧基
‑
1,1'
‑
二联苯和磷酸钾于溶剂中进行偶联反应，反应结束后，萃取，干燥，除去溶剂，提纯，得到第一中间产物；
[0028]所述含有三配位硼结构单元为结构式为1
‑
3的具有近红外吸收的硼杂分子碳化合物中的任意一个；
[0029]所述偶联单体为以下结构中的一种：
[0030][0031]步骤二、惰性气氛下，将第一中间产物和均三甲基苯基溴化镁于溶剂中反应，反应结束后，萃取，干燥，得到的固体和三氟化硼乙醚于溶剂中反应，反应结束后，除去溶剂，得到第二中间产物；将第二中间产物和2,3
‑
二氯
‑
5,6
‑
二氰基
‑
1,4
‑
苯醌于溶剂中反应，反应结束后，除去溶剂，提纯，得到具有近红外吸收的硼杂分子碳化合物；
[0032]或者，惰性气氛下，将第一中间产物、2,3
‑
二氯
‑
5,6
‑
二氰基
‑
1,4
‑
苯醌和三氟甲磺酸于溶剂中反应，反应结束后，除去溶剂，提纯，得到具有近红外吸收的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一类具有近红外吸收的硼杂分子碳化合物，其特征在于，结构式为以下结构中的一种：2.权利要求1所述的结构式为1的具有近红外吸收的硼杂分子碳化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、惰性气氛下，将反应物1c和三溴化硼反应，反应结束后，减压下除去剩余的三溴化硼，得到化合物1d；所述化合物1c的结构式为：步骤二、惰性气氛下，将10
‑
溴
‑
1,8
‑
双(均三甲基苯氧基)蒽和正丁基锂于溶剂中反应，反应结束后，减压下除去溶剂，得到的黄色固体和化合物1d于溶剂中反应，反应结束后，减压除去溶剂，粗品依次用水、甲醇、正己烷洗涤，得棕黄色固体；将棕黄色固体和三氯化铁于溶剂中反应，反应结束后，除去溶剂，提纯，得到紫色固体粉末；步骤三、惰性气氛下，将紫色固体粉末和N
‑
溴代丁二酰亚胺于溶剂中反应，反应结束
后，萃取，干燥，除去溶剂，提纯，得到紫黑色固体粉末，即结构式为1的具有近红外吸收的硼杂分子碳化合物。3.权利要求1所述的结构式为2的具有近红外吸收的硼杂分子碳化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、惰性气氛下，将反应物1c和三溴化硼于溶剂中反应，反应结束后，减压下除去剩余的三溴化硼，得到化合物1d；所述化合物1c的结构式为：步骤二、惰性气氛下，将化合物1d和2,4,6
‑
三异丙基苯溴化镁于溶剂中反应，反应结束后，减压除去溶剂，提纯，得黄绿色粉末；步骤三、惰性气氛下，将黄绿色粉末和N
‑
溴代丁二酰亚胺于溶剂中反应，反应结束后，萃取，干燥，除去溶剂，提纯，得到黄绿色粉末，即为结构式为2的具有近红外吸收的硼杂分子碳化合物。4.权利要求1所述的结构式为3的具有近红外吸收的硼杂分子碳化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、惰性气氛下，将反应物3b和三溴化硼于溶剂中反应，反应结束后，减压下除去剩余的三溴化硼，得到化合物3c；所述化合物3b的结构式如下：步骤二、惰性气氛下，将10
‑
溴
‑
1,8
‑
双(均三甲基苯氧基)蒽和正丁基锂于溶剂中反应，反应结束后，减压下除去溶剂，得到的黄色固体和化合物3c于溶剂中反应，反应结束后，减压除去溶剂，粗品依次用水、甲醇、正己烷洗涤，得棕黄色固体；将棕黄色固体和三氯化铁于溶剂中反应，反应结束后，除去溶剂，提纯，得到紫色固体粉末，即为结构式为3的具有近红外吸收的硼杂分子碳化合物。5.权利要求1所述的结构式为4
‑
10或12的具有近红外吸收的硼杂分子碳化合物的制备方法，其特征在于，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：窦传冬，袁刘忠，刘雨佳，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：