[發明專利]苯并苝酰亞胺衍生物及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201510034793.3
• 申請日: 2015-01-24
• 公開（公告）號: CN104557959B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 陳勇;洪宇健;陳守雄;焦晨
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: C07D491/16
• 分類號: C07D491/16;C07D471/16;C07F7/18
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明屬于有機合成材料技術領域，具體涉及一種具有藍光吸收性質的苯并苝酰亞胺衍生物及其制備方法與應用。

背景技術

苝酰亞胺是近20年熱點研究的材料之一，廣泛應用于有機半導體材料、有機光學材料、有機場效應晶體管、分子開關等多個前沿領域(J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 437-443; Adv. Mater. 2009, 21, 1573–1576; Angew. Chem. 2008,120,935-937;Adv.Func.Mater.,2005,15,1617-1622)。苝酰亞胺的結構具有以下特點：1）具有較大平面的大π共軛體系；2）結構穩定性好，能耐高溫高壓。在苝酰亞胺結構的基礎上，在其Bay區并上一個吸電子的芳香環，可以大大改進其光學和電學方面的性質；其次，在酰亞胺的位置引進不同的亞胺，可進一步改進其各方面的性質，合成功能多樣的苯并苝酰亞胺材料。

盡管國內外關于苯并苝酰亞胺的合成有過報道(J. Phys. Chem. A 2012,116,15031509; Chem. Eur. J. 2012,18,13188–13194)，但是并沒有全面地概括含有不同取代基的衍生物的合成路線，更重要的是，該系列化合物對于藍光輻射吸收的價值也一直沒有被開發應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種苯并苝酰亞胺衍生物及其制備方法與應用，該苯并苝酰亞胺衍生物具有較強的藍光吸收能力，利用此性質可將其應用于日常防高能短波輻射領域，如手機屏幕防藍光鍍膜、眼鏡片防藍光鍍膜以及紙張防藍光上色等。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種苯并苝酰亞胺衍生物的結構式為：

（Ⅰ）或（Ⅱ）；

其中，R、R₁、R₂分別獨立選自H、C₁-C₆烷基、烷氧基硅烷基、三甲氧基硅烷基、吡啶基、取代或未取代的苯基；

所述苯基上的取代基包括甲基、乙基、丙基、異丙基。

所述苯并苝酰亞胺衍生物的合成路線如下所示：

其中，化合物Ⅰ的制備方法具體包括以下步驟：

1）N-R基-3,4,9,10-苝四羧酸-3,4-酸酐-9,10-酰亞胺的合成：在圓底燒瓶中加入3,4,9,10-苝四甲酸二酐（1）、氨基化合物和有機溶劑，混合均勻后在惰性氣體保護下于120~130℃反應20~48h，冷卻至室溫后，將反應液倒入水或乙醇與鹽酸的混合溶液中，抽濾，所得固體用水洗滌2次，之后用飽和NaHCO₃溶液洗滌2次，再用水洗至中性，在真空干燥箱中85℃烘干后用硅膠柱色譜分離純化，以甲醇-二氯甲烷為洗脫劑，得到紅色固體，即為N-R基-3,4,9,10-苝四羧酸-3,4-酸酐-9,10-酰亞胺（2）；

2）N-R基-N-R₁基-3,4,9,10-苝四羧酸二酰亞胺的合成：在圓底燒瓶中加入步驟1）得到的N-R基-3,4,9,10-苝四羧酸-3,4-酸酐-9,10-酰亞胺（2）、氨基化合物和有機溶劑，混合均勻后在惰性氣體保護下于120~130℃反應20~48h，冷卻至室溫后，將反應液倒入水或乙醇與鹽酸的混合溶液中，抽濾，所得固體用水洗滌2次，之后用飽和NaHCO₃溶液洗滌2次，再用水洗至中性，在真空干燥箱中85℃烘干后用硅膠柱色譜分離純化，以石油醚-二氯甲烷為洗脫劑，得到紅色固體，即為N-R基-N-R₁基-3,4,9,10-苝四羧酸二酰亞胺（3）；

3）N-R基-N-R₁基-1,2,4,5,10,11-苯并苝六羧酸-1,2-酐-4,5,10,11-二酰亞胺的合成：在圓底燒瓶中加入步驟2）得到的N-R基-N-R₁基-3,4,9,10-苝四羧酸二酰亞胺（3）、四氯對苯醌和馬來酸酐，于140~150℃反應3~7天；稍冷后，將反應混合物分散在丙酮中，攪拌5~10min后再傾入稀鹽酸中，室溫下攪拌24h，抽濾，所得固體用水洗滌2次，之后用飽和NaHCO₃溶液洗滌2次，再用水洗至中性，在真空干燥箱中85℃烘干后用硅膠柱色譜分離純化，以甲醇-二氯甲烷為洗脫劑，得到黃色固體，即為N-R基-N-R₁基-1,2,4,5,10,11-苯并苝六羧酸-1,2-酐-4,5,10,11-二酰亞胺（化合物Ⅰ）。