[發明專利]一種萘酰亞胺季銨鹽的微波常壓合成方法

有效

• 申請號: 201410095527.7
• 申請日: 2014-03-14
• 公開（公告）號: CN103864686A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 金秀紅;孫冬雪;沈曉莉;焦志增
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;中海油天津化工研究設計院;中海油能源發展股份有限公司;天津正達科技有限責任公司
• 主分類號: C07D221/14
• 分類號: C07D221/14;C09K11/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于一種萘酰亞胺類熒光化合物制備領域，特別涉及一種萘酰亞胺季銨鹽的微波常壓合成方法。

背景技術

萘酰亞胺類熒光化合物具有一個平面性很強的萘環結構，分子結構中存在著一個大的“吸-供電子共軛體系”，使其具有較高的熒光強度和量子產率。該類化合物以其獨特的性質，得到了廣泛的研究。該類熒光化合物色澤鮮艷，熒光強烈，目前已廣泛用作熒光染料和熒光增白劑。近年來的研究表明，該類化合物還經常用做光電敏感材料、液晶材料、激光、熒光探針、DNA嵌入劑等領域。

然而，大多數文獻報道的萘酰亞胺類物質水溶性都較差，應用范圍受到限制，必要的化學修飾可以提高其水溶性。目前見諸報道的主要有兩種修飾途徑：在萘環母體上引入磺酸基等親水性基團，或在萘環的側鏈引入季銨鹽結構（張躍華,張其平,雷武等.1,8-萘酰亞胺熒光單體的合成、表征與熒光性質[J].精細石油化工，2008，25(5)：60-6；張其平,張躍華,黃丹等.水溶性的1,8-萘酰亞胺類熒光單體的合成與表征[J].化學試劑，2007，29(2)：78-80），相比之下，后者反應條件相對簡單，但仍然存在反應時間長、操作繁瑣等弊端。

發明內容

本發明的目的就是在于克服上述常規加熱合成方法的缺陷，研制一種操作簡單、溶劑用量少、反應速度快、后處理方便、產率高、綠色環保的萘酰亞胺季銨鹽的微波常壓合成方法。

為解決上述技術問題，本發明通過以下技術方案予以實現：

一種由通式IV表示的萘酰亞胺季銨鹽的微波常壓合成方法，

式中R為脂肪烴或芳烴，X為氯、溴或碘

其特征在于，包括如下步驟：

（1）取摩爾比為1：2～3.5的化合物Ⅰ4-Br-1,8-萘酐和N-甲基哌嗪于單口燒瓶中，乙二醇單甲醚做溶劑，置于微波反應儀內，裝上回流裝置，微波脈沖輻射反應40～80min后，向反應液中加入冰醋酸，冷凍結晶，解凍后過濾，收集固體產物，用醇洗滌、真空干燥，得化合物Ⅱ。

（2）將得到的化合物Ⅱ、乙醇胺以摩爾配比為1：2～4的比例和低級醇一次性加入單口燒瓶中，置于微波反應儀內，裝上回流裝置，微波脈沖輻射反應10～50min后，將混合液傾入蒸餾水中，靜置使固體完全析出，抽濾，真空干燥固體得化合物Ⅲ。

（3）取化合物Ⅲ、鹵代烴以摩爾比為1：2～4的比例和極性溶劑于單口燒瓶中，將其置于微波反應儀內，裝上回流裝置，微波輻射反應30～60min；減壓蒸餾反應產物去除溶劑，再用丙酮重結晶，真空干燥，得目的產物化合物Ⅳ；所述鹵代烴為鹵代烷烴、鹵代烯烴或鹵代芳烴，其中鹵素為氯、溴或碘，所述的極性溶劑為DMF（二甲基甲酰胺）、DMA（二甲基乙酰胺）、甲醇、乙醇和乙睛中的一種。

根據本發明所述的萘酰亞胺季銨鹽的微波常壓合成方法，其特征在于，所述的步驟（1）、（2）和（3）中的微波輻射均以脈沖方式施加，并在脈沖程序中對微波功率、脈沖寬度和占空比進行控制：對于步驟（1），優選的微波功率、脈沖寬度和占空比分別為390～680W、40～70s和6～12：1；對于步驟（2），優選的微波功率、脈沖寬度和占空比分別為250～530W、30～50s和3～6：1；對于步驟（3），優選的微波功率、脈沖寬度和占空比分別250～450W、50～70s和6～12：1；但不局限于這些數值。

根據本發明所述的萘酰亞胺季銨鹽的微波常壓合成方法，所述的步驟（1）中醇洗滌中的醇為無水乙醇或無水甲醇。

根據本發明所述的萘酰亞胺季銨鹽的微波常壓合成方法，所述的步驟（2）中低級醇為乙醇、甲醇和丙醇中的其中一種或多種。

與現有技術相比，本發明方法的有益效果在于：

1.本發明方法中反應物和所選溶劑都是極性分子，極性分子容易吸收微波能量使反應升溫迅速，反應速率顯著加快。這些極性分子電荷分布不平衡，介電常數大，容易吸收微波能量而產生明顯的瞬間偶極矩變化，造成物質分子內部摩擦生熱，導致反應物溫度升高和反應速率的加快。另外，微波振動頻率與分子轉動頻率接近，微波作用于極性分子后，分子儲存的微波能量與分子的平均動能發生交換，降低了活化能，改變了反應動力學。同時微波的存在會對分子運動造成取向效應，使有效碰撞頻率增加，反應更加容易進行。本發明方法中各步反應速率較常規方法均提高了10倍以上；