[發(fā)明專利]苯基乙烯基?BODIPY衍生物及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711224484.8
• 申請(qǐng)日: 2017-11-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107903282A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 康紅衛(wèi);王定遠(yuǎn);王軍軍;袁孟珂
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 黃河科技學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): C07F5/02
• 分類(lèi)號(hào): C07F5/02;C07F17/02;C09K11/06
• 代理公司: 鄭州博派知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)41137
• 代理人: 方燕玉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于太陽(yáng)能電池、生物熒光分析技術(shù)所涉及的有機(jī)材料領(lǐng)域，具體的是一類(lèi)苯基乙烯基-BODIPY衍生物及其制備方法。

背景技術(shù)

由于其獨(dú)特的性質(zhì)，BODIPY(氟硼二吡咯)引起人們的廣泛關(guān)注。該類(lèi)分子具有很高的熒光量子產(chǎn)率和較低的毒性以及出色的穩(wěn)定性，使它們被廣泛地應(yīng)用在離子檢測(cè)、生物熒光標(biāo)定及太陽(yáng)能電池等領(lǐng)域。除此之外，氟硼二吡咯還能夠通過(guò)有機(jī)合成的辦法方便地合成與改性。然而B(niǎo)ODIPY模塊母體的吸收波長(zhǎng)范圍較窄，最大吸收僅在500nm左右，熒光發(fā)射波長(zhǎng)約510nm，這樣的光譜結(jié)構(gòu)，不利于應(yīng)用在能源轉(zhuǎn)化領(lǐng)域，并且色彩單調(diào)，不能夠進(jìn)行高效的生物染色。

由于增加了共軛作用和官能團(tuán)，苯基乙烯基衍生的BODIPY性能更加卓越，吸收光譜的范圍能夠拓展到近紅外區(qū)域，并且增加的官能團(tuán)更有利于進(jìn)行離子絡(luò)合與生物染色。基于這些因素，苯基乙烯基-BODIPY的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義。

然而，據(jù)我們所知，苯基乙烯基BODIPY合成方法學(xué)研究是不充足的。目前很多相關(guān)工作主要集中在某種單獨(dú)的苯乙烯BODIPY類(lèi)熒光化合物。通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，這些文獻(xiàn)的溶劑、溫度、催化劑和時(shí)間有很大的不同，產(chǎn)率的變化也很大。反應(yīng)時(shí)間從幾十Min到幾十小時(shí)不等。因此，對(duì)苯基乙烯基BODIPY的合成方法學(xué)研究是非常重要的。

在本發(fā)明中，我們重點(diǎn)研究苯基乙烯基-BODIPY的高效合成方法。考察了溶劑、溫度、底物配比、傳統(tǒng)加熱及微波對(duì)反應(yīng)的影響。此外，我們對(duì)新的苯基乙烯基-BODIPYs進(jìn)行了系統(tǒng)研究，對(duì)這些新材料的光學(xué)和電學(xué)性能進(jìn)行了詳細(xì)闡述，評(píng)估了它們的物理化學(xué)特性。

發(fā)明內(nèi)容

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明為“雙苯基乙烯基-BODIPY”簡(jiǎn)便高效的合成技術(shù)。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

首先制備出Bodipy母體，然后該單體經(jīng)過(guò)Knoevenagel縮合，與芳香醛反應(yīng)，高效快速的制備出相應(yīng)雙苯基乙烯基-BODIPY。

具體地，本發(fā)明提供一類(lèi)苯基乙烯基-BODIPY衍生物，結(jié)構(gòu)如下：

式中的R1為烷氧基、Br、硼酸酯、N，N二甲胺基或二苯胺基；R為H、4-溴苯基/4-碘苯基或丙酸乙酯基。

所述苯基乙烯基-BODIPY衍生物的制備方法，其特征在于，包括如下過(guò)程：

先將相應(yīng)的底物包括BODIPY底物和芳香醛添加到反應(yīng)容器中，用溶劑溶解，然后添加催化劑到該反應(yīng)混合物中；加熱控制反應(yīng)溫度；檢測(cè)反應(yīng)完全后，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)掉溶劑，對(duì)目標(biāo)化合物進(jìn)行純化；反應(yīng)式如下，

式中的R1為烷氧基、Br、硼酸酯、N，N二甲胺基或二苯胺基；R為H、4-溴苯基/4-碘苯基或丙酸乙酯基。

具體地，所述溶劑為乙醇、四氫呋喃、二氧六環(huán)、N，N二甲基甲酰胺或N，N二甲基乙酰胺中的任意一種。

具體地，所述溶劑為N，N二甲基甲酰胺或N，N二甲基乙酰胺。

具體地，反應(yīng)溫度為50-150℃。

具體地，反應(yīng)溫度為90-150℃。

具體地，反應(yīng)加熱方式為傳統(tǒng)加熱或微波反應(yīng)。

具體地，底物的當(dāng)量比例為BODIPY母體：芳香醛＝1：2-4，所述催化劑為哌啶或哌啶-醋酸混合體系。

所述苯基乙烯基-BODIPY衍生物在太陽(yáng)能電池、生物熒光分析技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用。

一、本專利中使用的BODIPY母體底物如下：

scheme.1本專利中使用的BODIPY母體底物及相應(yīng)編號(hào)

二、合成路線的優(yōu)化：

Scheme.2Knoevenagel縮合反應(yīng)條件的優(yōu)化

表1：反應(yīng)條件優(yōu)化及相應(yīng)轉(zhuǎn)化和分離收率

a：0.1mmol BODIPY，0.22mmol醛，2mL溶劑，50uL哌啶。b：0.1mmol BODIPY，0.22mmol醛，2mL DMF，50毫克鹽酸哌啶。c：0.1mmol BODIPY，0.22mmol醛，2mL DMF，50uL哌啶，50uL醋酸。d：0.1mmol BODIPY，0.35mmol醛，2mL DMF，50uL哌啶。e：0.1mmol BODIPY，0.35mmol醛，2mL DMF，50uL哌啶，50uL醋酸。f：0.1mmol BODIPY，0.45mmol醛，2mL DMF，50uL哌啶，50uL醋酸。