具红光/远红光吸收特性的咔唑修饰BODIPY染料及制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及具红光/远红光吸收特性的咔唑修饰BODIPY染料及制备方法与应用，咔唑修饰BODIPY染料，具有如通式3所示的结构：其中，R选自R选自中的任意一种。本发明专利技术提供的咔唑修饰BODIPY染料合成方法简单，产率较高，化学稳定性高，可以保证产物依然具有BODIPY类化合物固有的可加工性和环境稳定性。通过引入咔唑基团使得BODIPY染料的紫外吸收红移到609

【技术实现步骤摘要】
具红光/远红光吸收特性的咔唑修饰BODIPY染料及制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及染料
，尤其是涉及一种具红光/远红光吸收特性的咔唑修饰BODIPY染料及制备方法与应用。

技术介绍

[0002]氟化硼络合二吡咯甲川(BODIPY)是近几十年才发展起来的荧光染料，具有吸收和发射波长较长、光稳定性强、摩尔吸光系数大、量子产率高、易于修饰等特点而被科研工作者们广泛研究。BODIPY染料的结构如下：
[0003][0004]其核心为氮硼六元杂环，左右分别连接一个吡咯环，三环共面，使得整个骨架呈现出良好的共轭状态，硼原子连有两个氟原子，分别位于三环平面的两侧。通过化学修饰，其中位(meso)、α、β、β
’
共八个取代位点可进一步连接不同基团，常见的取代基团有烷基，烯基，炔基，芳基，卤素等。
[0005]近年来，红光/远红光吸收的BODIPY染料越来越多地被应用到生物领域以及有机光伏材料等领域。因此设计合成红外、近红外吸收的BODIPY染料十分必要。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的就是为了探究具有红光/远红光吸收特性的BODIPY染料而提供一种具红光/远红光吸收特性的咔唑修饰BODIPY染料及制备方法与应用。
[0007]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0008]本专利技术的技术方案之一为提供一种具红光/远红光吸收特性的咔唑修饰BODIPY染料，具有如通式3所示的结构：
[0009][0010]其中，R选自中的任意一种。
[0011]本专利技术的技术方案之二为提供一种如上述技术方案之一所述具红光/远红光吸收特性的咔唑修饰BODIPY染料的制备方法，包括如下步骤：
[0012]S1、在惰性气氛下，将吡咯、醛试剂、三氟乙酸混合反应，得到式1结构的5
‑
芳基二吡咯甲烷；
[0013]S2、将S1步骤得到的5
‑
芳基二吡咯甲烷、N
‑
溴代丁二酰亚胺、2,3
‑
二氯
‑
5,6
‑
二氰基苯醌、四氢呋喃混合一次反应，然后加入三氟化硼乙醚混合二次反应，得到式2结构的3,5
‑
二溴
‑8‑
芳基BODIPY；
[0014]S3、将S2步骤得到的3,5
‑
二溴
‑8‑
芳基BODIPY、9H
‑
咔唑
‑3‑
硼酸频哪醇酯、四三苯基膦钯、K2CO3进行Suzuki
‑
Miyaura偶联反应，得到式3结构的咔唑修饰的BODIPY，
[0015]其中式1、式2结构分别如下：
[0016][0017]R选自中的任意一种。
[0018]进一步地，S1步骤中，所述醛试剂选自4
‑
甲基苯甲醛、4
‑
甲氧基苯甲醛、1,3,5
‑
三甲基苯甲醛、4
‑
氰基苯甲醛、4
‑
氟苯甲醛、五氟苯甲醛中的任意一种，所述惰性气氛为Ar，吡咯、醛试剂、三氟乙酸的摩尔比为100:5:1。
[0019]进一步地，S1步骤中，反应的温度为室温，反应的时间为1～2h。
[0020]进一步地，S2步骤中，5
‑
芳基二吡咯甲烷、N
‑
溴代丁二酰亚胺、2,3
‑
二氯
‑
5,6
‑
二氰基苯醌、四氢呋喃的比例为1mmol：2mmol：1mmol：5mL。
[0021]进一步地，S2步骤中，一次反应的温度为
‑
78℃，一次反应的时间为3h。
[0022]进一步地，S2步骤中，5
‑
芳基二吡咯甲烷与三氟化硼乙醚的摩尔比为1:8。
[0023]进一步地，S2步骤中，二次反应的温度为室温，二次反应的时间为不少于12h。
[0024]进一步地，S3步骤中，3,5
‑
二溴
‑8‑
芳基BODIPY、9H
‑
咔唑
‑3‑
硼酸频哪醇酯、四三苯基膦钯、K2CO3的比例为15:38:1:38；偶联反应的温度为90℃，偶联反应的时间为6h。
[0025]本专利技术的技术方案之三为提供一种如上述技术方案之一所述的具红光/远红光吸收特性的咔唑修饰BODIPY染料的应用，所述咔唑修饰BODIPY染料应用于紫外吸收波长为609
–
649nm的有机光伏材料领域。
[0026]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0027](1)本专利技术提供的咔唑修饰BODIPY染料合成方法简单，产率较高，化学稳定性高，可以保证产物依然具有BODIPY类化合物固有的可加工性和环境稳定性。
[0028](2)咔唑基团的引入可以增大BODIPY分子共轭面积，使其紫外吸收向红光/远红光方向移动，本专利技术通过引入咔唑基团使得BODIPY染料的紫外吸收红移到609
–
649nm，是非常有前景的有机光伏材料。
附图说明
[0029]图1为本专利技术咔唑修饰BODIPY染料的合成流程图。
[0030]图2为实施例1制备得到的式3a结构的BODIPY染料的1H核磁谱图；
[0031]图3为实施例2制备得到的式3b结构的BODIPY染料的1H核磁谱图；
[0032]图4为实施例3制备得到的式3c结构的BODIPY染料的1H核磁谱图；
[0033]图5为实施例4制备得到的式3d结构的BODIPY染料的1H核磁谱图；
[0034]图6为实施例5制备得到的式3e结构的BODIPY染料的1H核磁谱图；
[0035]图7为实施例6制备得到的式3f结构的BODIPY染料的1H核磁谱图；
[0036]图8为实施例1
‑
6制备得到的式3a
‑
f结构的BODIPY染料的紫外吸收图。
具体实施方式
[0037]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。
[0038]以下各实施例和对比例中，如无特别说明的原料或处理技术，则表明其均为本领域的常规市售原料产品或常规处理技术。
[0039]如图1所示，为本专利技术咔唑修饰BODIPY染料的合成流程图，包括如下步骤：
[0040]S1、在惰性气氛下，将吡咯、醛试剂、三氟乙酸混合反应，得到式1结构的5
‑
芳基二吡咯甲烷；
[0041]S2、将S1步骤得到的5
‑
芳基二吡咯甲烷、N
‑
溴代丁二酰亚胺、2,3
‑
二氯
‑
5,6
‑
二氰基苯醌、四氢呋喃混合一次反应，然后加入三氟化硼乙醚混合二次反应，得到式2结构的3,5
‑
二溴
‑8‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.具红光/远红光吸收特性的咔唑修饰BODIPY染料，其特征在于，具有如通式3所示的结构：其中，R选自中的任意一种。2.一种如权利要求1所述的具红光/远红光吸收特性的咔唑修饰BODIPY染料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、在惰性气氛下，将吡咯、醛试剂、三氟乙酸混合反应，得到式1结构的5
‑
芳基二吡咯甲烷；S2、将S1步骤得到的5
‑
芳基二吡咯甲烷、N
‑
溴代丁二酰亚胺、2,3
‑
二氯
‑
5,6
‑
二氰基苯醌、四氢呋喃混合一次反应，然后加入三氟化硼乙醚混合二次反应，得到式2结构的3,5
‑
二溴
‑8‑
芳基BODIPY；S3、将S2步骤得到的3,5
‑
二溴
‑8‑
芳基BODIPY、9H
‑
咔唑
‑3‑
硼酸频哪醇酯、四三苯基膦钯、K2CO3进行Suzuki
‑
Miyaura偶联反应，得到式3结构的咔唑修饰的BODIPY，其中式1、式2结构分别如下：R选自中的任意一种。3.根据权利要求2所述的具红光/远红光吸收特性的咔唑修饰BODIPY染料的制备方法，其特征在于，S1步骤中，所述醛试剂选自4
‑
甲基苯甲醛、4
‑
甲氧基苯甲醛、1,3,5
‑
三甲基苯甲醛、4
‑
氰基苯甲醛、4
‑
氟苯甲醛、五氟苯甲醛中的任意一种，所述惰性气氛为Ar，吡咯、醛试剂、三氟乙酸的摩尔比为100:5:1。
4.根据权利要求2所述的具红光/远红光吸收特...

【专利技术属性】
技术研发人员：许彦，雷川虎，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：