[發明專利]基于芴與咔唑的高稠環一氮雜[7]螺烯化合物及其合成方法和應用

在審

• 申請號: 201510465624.5
• 申請日: 2015-07-31
• 公開（公告）號: CN105130877A
• 公開（公告）日: 2015-12-09
• 發明（設計）人: 劉陟;張保杰;段煉;董桂芳;賓正楊;陳霆;崔得良
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C07D209/94
• 分類號: C07D209/94;C07D401/04;C07D401/14;C07F5/02;C09K11/06;H01L51/54
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 陳桂玲

技術領域

本發明涉及一種基于芴與咔唑的高稠環一氮雜[7]螺烯化合物及其合成方法和應用，具體涉及利用光催化閉環反應方法制備的高稠環一氮雜[7]螺烯化合物及其在有機發光二極管中的應用，屬于化工技術領域。

背景技術

螺烯是一類由多個芳香環彼此以鄰位稠合方式而形成的具有螺旋結構的多環芳香化合物，此類分子中存在扭曲面，是典型的手性螺旋分子。螺烯及其衍生物因其獨特的結構和特殊的物理及化學性質被應用于有機電致發光、有機場效應管、有機二階非線性、手性液晶以及生物醫藥等領域。

光催化閉環反應是合成螺烯衍生物一種非常重要的反應，此方法所用的前驅體合成步驟簡單且產率較高。近年來，人們利用光催化閉環反應方法合成了一系列多稠環螺烯衍生物。然而，很多螺烯化合物的合成所需時間長、產率低，并且隨著共軛體系的增加，具有剛性結構的螺烯，分子間的相互作用力增強，導致溶解性變差，有關報道參見L.Liu,etal.J.Org.Chem.1991,56,3769.；F.B.Mallory,etal.J.Am.Chem.Soc.1997,119,2119.此外，缺少引入功能團的活性位點也是合成螺烯衍生物過程中一個非常嚴重的問題(參見A.Rajca,etal.J.Org.Chem.2009,74,7504.)。通過引入合適的基團，不僅可以有效改善有機分子的溶解性而且可以調控分子的物化性能。以廉價的芴和咔唑為起始反應原料，通過光催化閉環反應，我們可以制備一類具有優良性能的高稠環一氮雜[7]螺烯化合物。現有材料中尚未見此類螺烯化合物及其在有機發光二極管中應用的報道。

發明內容

本發明旨在提供一種基于芴與咔唑的高稠環一氮雜[7]螺烯化合物及其合成方法和應用。

本發明通過以下技術方案實現：

1、基于芴與咔唑的高稠環一氮雜[7]螺烯化合物

本發明的一種基于芴與咔唑的高稠環一氮雜[7]螺烯化合物，結構通式Ⅰ如下：

其中，取代基R₂、R₅、R₉、R₁₀、R₁₂各自獨立的為C₁-C₆的烷基、Cl、Br、苯、二(三甲苯基)硼或吡啶；R₁、R₃-R₄、R₆-R₈、R₁₁、R₁₃-R₁₅為H。

優選的，上述通式Ⅰ化合物是下列之一：

5,11,11‐三己基一氮雜[7]螺烯Ⅰ(a)

2,13‐二溴‐5,11,11‐三己基一氮雜[7]螺烯Ⅰ(b)

13‐二(三甲苯基)硼基‐5,11,11-三己基一氮雜[7]螺烯Ⅰ(c)

13‐吡啶‐5,11,11‐三己基一氮雜[7]螺烯Ⅰ(d)

5,11,11‐三吡啶一氮雜[7]螺烯Ⅰ(e)

2、基于芴與咔唑的高稠環一氮雜[7]螺烯化合物(Ⅰ)的合成方法

本發明的一種基于芴與咔唑的高稠環一氮雜[7]螺烯化合物的其合成方法，以反-9-己基-3-(9,9-二己基-2-芴-乙烯基)咔唑衍生物為原料，通過光催化閉環反應制備而得；

化學反應式如下：

試劑與條件:苯；I₂:碘；環氧丙烷；hv:紫外光。

一種基于芴與咔唑的高稠環一氮雜[7]螺烯化合物的合成方法，包括如下步驟：

(1)將有機溶劑用蒸餾法純化，在惰性氣氛下保存待用；

(2)將反-9-己基-3-(9,9-二己基-2-芴-乙烯基)咔唑衍生物和化學計量比的碘加入到步驟(1)純化的有機溶劑中，邊溶解邊攪拌，完全溶解后使溶液中溶質的濃度均為0.01-1摩爾/升，通惰性氣體30-60分鐘；

(3)在持續攪拌情況下，將環氧丙烷加入步驟(2)所得的溶液中，使溶液中環氧丙烷的濃度為0.1-2.5摩爾/升；

(4)用250-500W的高壓汞燈透過石英玻璃照射步驟(3)所得的溶液5-50分鐘至反應結束，得到粗產物；