【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有机材料合成，具体涉及一种苝类化合物及其制备方法和应用。
技术介绍
1、苝二酰亚胺及其衍生物具有良好的分子平面性、化学性质稳定、容易修饰、较高的电子亲和力、高效的电子迁移率、出众的光致发光荧光量子产率、较长的长单线态激发态寿命等优异的光物理性能和突出的电子受体特性，作为一类重要的有机光电材料而被众多科研者广泛关注。
2、然而，具有多元环芳香结构的苝酰亚胺衍生物分子间存在很强的范德华力，使得分子间的π-π共轭体系的堆叠能力增强，导致了苝酰亚胺衍生物在设计、合成与应用研究等方面存在较大挑战。为解决苝酰亚胺溶解性较差的问题，目前的苝类有机功能材料主要是基于对苝二酰亚胺peri-位、n-位和bay-位修饰的衍生物，而基于ortho-位功能化修饰的苝类有机功能材料因存在ortho-位化学修饰困难、催化剂昂贵、条件苛刻且重复性差的瓶颈问题，这极大限制了苝类有机功能材料的拓展与应用。2017年，湖南大学曾泽兵教授课题组通过以1,7-二氧基萘为原料，经过简单的区域选择性氧化自由基偶联、亲核取代和威廉姆森醚化成功的得到了基于ortho-位修饰改性的苝类化合物。bay-位柔性链的引入不仅增强了其溶解性能，也增大了空间位阻，从而使苝核母体产生扭曲，赋予其p/m手性，为进一步丰富其光学性能提供了可能，也为合成基于ortho-位功能化修饰的苝类化合物打开了新门户。但对苝类化合物的peri-位和ortho-位进行同步修饰，仍然面临很大困难。因此，急需开发一种peri-位和ortho-位同步修饰的苝类化合物。
1、本专利技术公开了一种苝类化合物及其制备方法和应用，解决了现有技术在对苝类化合物的peri-位和ortho-位进行同步修饰时，仍然面临很大困难的问题。
2、一种苝类化合物，所述苝类化合物的结构式如下：
3、
4、其中，r为：
5、1≤n≤18，n为整数，0≤m≤18，m为整数。
6、优选的，所述苝类化合物包括如下化合物中的任意一种：
7、ia：
8、ib：
9、本专利技术的第二个目的是保护所述苝类化合物的制备方法，具体包括以下步骤：
10、以2,5,8,11-四溴-1,6,7,12-四甲氧基苝为原料，经suzuki偶联反应和酯水解反应得到2,5,8,11-四[对苯甲酸]-1,6,7,12-四甲氧基苝；
11、利用酰氯化反应在2,5,8,11-四[对苯甲酸]-1,6,7,12-四甲氧基苝的peri-位引入卤素原子的同时，将羧基转变为酰氯，最后经过酯化反应得到所述苝类化合物。
12、优选的，所述suzuki偶联反应的条件为：在四(三苯基膦)钯催化条件下，惰性气体保护下于80-85℃反应10-12h。
13、优选的，所述酯水解反应的条件为：在氢氧化锂存在下，60-65℃下回流36-42h。
14、优选的，所述酰氯化反应的条件为：在80-85℃反应24-30h。
15、优选的，所述酰氯化反应时，将酯水解反应的产物与二氯亚砜在n,n-二甲基甲酰胺溶剂中反应，按当量比为：酯水解反应的产物:二氯亚砜:n,n-二甲基甲酰胺＝1:2:0.2。
16、优选的，所述酯化反应时，将所述酰氯化反应的产物与三乙胺、化合物d反应，得所述苝类化合物；其中，按当量比为：酰氯化反应的产物:化合物d:三乙胺＝1:8:8；
17、所述化合物d的结构式为：
18、1≤n≤18，n为整数，0≤m≤18，m为整数。
19、本专利技术的第三个目的在于保护所述的苝类化合物有机半导体器件领域。
20、优选的，所述苝类化合物作为电荷传输材料用于有机半导体器件领域。
21、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
22、本专利技术以扭曲苝核2,5,8,11-四溴-1,6,7,12-四甲氧基苝(per-4br)为底物，经suzuki偶联反应和酯水解反应得到刚性盘状芳香内核2,5,8,11-四[对苯甲酸]-1,6,7,12-四甲氧基苝，而后以一锅法的方式，利用酰氯化反应在其peri-位引入电负性较大的氯原子的同时，将羧基转变为酰氯，最后经过酯化反应将刚性盘状芳香内核与不同柔性间隔烷基链长度的联苯液晶基元相连接，得到对ortho-位和peri-位进行双功能化修饰的苝类衍生物。
23、盘状液晶分子是一种具有平面盘状结构的分子，并且在某种条件下通过自组装形成液晶态。盘状液晶的分子结构一般是由刚性的盘状芳香中心核以及围绕在外围的柔性脂肪链构成。由于分子间π轨道的重叠，中心刚性芳香族内核之间通过π-π相互作用形成层层堆叠，如同盘子堆叠一样，而外围柔性脂肪族长链的扰动使液晶具有一定的流动性，从而赋予盘状液晶一定的自修复功能，在二者的协同作用下，盘状液晶分子自组装形成有序排列，即形成柱状相液晶等。柱状结构中心的芳香核堆叠有利于载流子的传输，而外围的烷基链起到了绝缘作用，因而盘状液晶分子自组装形成的柱状结构是理想的一维载流子传输材料。但是苝核底物的溶解性较差，引入r1基团，提高了它与其他物质的相溶性，而引入r2基团，增强诱导发育出液晶相，有利于获得均匀的分子定向排列，进而提升电荷传输性能。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种苝类化合物，其特征在于，所述苝类化合物的结构通式如下：
2.根据权利要求1所述一种苝类化合物，其特征在于，所述苝类化合物包括如下化合物中的任意一种：
3.根据权利要求1或2所述一种苝类化合物的制备方法，其特征在于，所述苝类化合物的制备方法，具体包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述一种苝类化合物的制备方法，其特征在于，所述Suzuki偶联反应的条件为：在四(三苯基膦)钯催化条件下，惰性气体保护下于80-85℃反应10-12h。
5.根据权利要求4所述一种苝类化合物的制备方法，其特征在于，所述酯水解反应的条件为：在氢氧化锂存在下，60-65℃下回流36-42h。
6.根据权利要求5所述一种苝类化合物的制备方法，其特征在于，所述酰氯化反应的条件为：在80-85℃反应24-30h。
7.根据权利要求6所述一种苝类化合物的制备方法，其特征在于，所述酰氯化反应时，将酯水解反应的产物与二氯亚砜在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中反应，按当量比为：酯水解反应的产物:二氯亚砜:N,N-二甲基甲酰胺＝1:2:0.2。
<...【技术特征摘要】
1.一种苝类化合物，其特征在于，所述苝类化合物的结构通式如下：
2.根据权利要求1所述一种苝类化合物，其特征在于，所述苝类化合物包括如下化合物中的任意一种：
3.根据权利要求1或2所述一种苝类化合物的制备方法，其特征在于，所述苝类化合物的制备方法，具体包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述一种苝类化合物的制备方法，其特征在于，所述suzuki偶联反应的条件为：在四(三苯基膦)钯催化条件下，惰性气体保护下于80-85℃反应10-12h。
5.根据权利要求4所述一种苝类化合物的制备方法，其特征在于，所述酯水解反应的条件为：在氢氧化锂存在下，60-65℃下回流36-42h。
6.根据权利要求5所述一种苝类化合物的制备方法，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚雯还，刘蓝声，王同琴，王艳霞，赵捷，李源，马正睿，
申请(专利权)人：西北师范大学，
类型：发明
国别省市：
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