[發明專利]一種多芳基取代富瓦烯化合物及其合成方法

在審

• 申請號: 201811201073.1
• 申請日: 2018-10-16
• 公開（公告）號: CN109232169A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 葉俊偉;李怡文;寧桂玲;黃雪明
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C07C17/269
• 分類號: C07C17/269;C07C25/18;C07D333/08;C09K11/06
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠

本發明提供了一種多芳基取代富瓦烯化合物及其合成方法，即將不同取代基環戊二烯溶于有機溶劑，再加入催化助劑，在一定溫度條件下攪拌反應后，加入去離子水，利用二氯甲烷萃取；萃取液干燥，抽濾得到濾液，將濾液濃縮、蒸發后獲得粗產品；粗產品通過硅膠柱層析法純化、真空干燥后獲得產品。該類分子具有大π共軛結構，可以作為電子受體材料和電子傳輸材料，在有機光伏器件和有機發光二極管等方面具有的應用潛力。

技術領域

本發明屬于精細化工技術領域，具體涉及一種多芳基取代富瓦烯化合物及其合成方法。

背景技術

富瓦烯及其衍生物在有機合成化學、有機電致發光器件、場效應晶體管、激光器和光伏電池等領域展現了廣闊應用前景。傳統合成方法一般是將環戊烯酮或者環戊二烯衍生物與鋰試劑在溶液中作用，然后加入碘醚或者通入氧氣進行反應獲得富瓦烯化合物；也有文獻報道在950℃下真空閃蒸熱解二茂鎳制備9,10-二氫富瓦烯。這些合成方法大多反應條件苛刻、步驟繁瑣、產品產率低，且很難分離純化。最近也有文獻(Synlett，2016，27，2085-2090)報道可以在堿性條件下合成并四苯基芴基富瓦烯衍生物。隨著光電新材料產業的快速發展，設計合成新型富瓦烯化合物吸引了人們極大關注。

聯環戊二烯是典型的富瓦烯化合物，該類分子具有大π共軛結構，可以作為電子受體材料和電子傳輸材料，在有機光伏器件和有機發光二極管等方面具有的應用潛力；但受限結構穩定性差、合成步驟多、操作復雜等原因，該類化合物的合成報道并不多見。邱昌隆和劉繼峰(蘭州大學學報(自然科學版)，1984，20，276-277)報道了在冰浴條件下，使用四氯化鈦、三乙胺與三苯基環戊二烯反應制備聯環戊二烯化合物；Okuda等人(Chem.Ber.1991,124,1575-1577)報道在-95℃下使用氯化鐵和1,2,4-三(三甲基硅烷)環戊二烯基鋰反應制備二氫富瓦烯衍生物。迄今為止尚缺少高產率的多芳基取代聯環戊二烯類富瓦烯化合物的合成方法，對其結構和性質的研究更是鮮有報道。

發明內容

本發明的目的是提供一種多芳基取代富瓦烯化合物及其合成方法。

本發明的技術方案：

一種多芳基取代富瓦烯化合物，其結構式如(I)所示：

式中，R為4-溴苯基、4-甲氧基苯基、4-甲基苯基、4-噻吩-2-苯基、3,5-二甲氧基苯基、3,4,5-三甲氧基苯基、2-甲氧基-1萘基、4-甲氧基-1萘基、4-吡啶基-4苯基、苯基或4-聯苯基。

一種多芳基取代富瓦烯化合物的合成方法，步驟如下：

將不同取代基環戊二烯溶于有機溶劑，再加入催化助劑，在60～150℃溫度條件下攪拌反應2h～10h；反應結束后，加入去離子水，利用二氯甲烷萃取；萃取液中加入無水MgSO₄干燥，抽濾得到濾液，將濾液濃縮、蒸發后獲得粗產品；使用石油醚和二氯甲烷的混合溶劑作為洗脫劑，粗產品通過硅膠柱層析法純化、并真空干燥后獲得產品。

所述的不同取代基環戊二烯為1，2-二苯基-4-(4-溴苯基)-1,3-環戊二烯、1，2-二苯基-4-(4-甲氧基)苯基-1,3-環戊二烯、1，2-二苯基-4-(4-甲基)苯基-1,3-環戊二烯、1，2-二苯基-4-(4-噻吩-2-苯基)-1,3-環戊二烯、1，2-二苯基-4-(3,5-二甲氧基苯基)-1,3-環戊二烯、1，2-二苯基-4-(3,4,5-三甲氧基苯基)-1,3-環戊二烯、1，2-二苯基-4-(2-甲氧基-1萘基)-1,3-環戊二烯、1，2-二苯基-4-(4-甲氧基-1-萘基)-1,3-環戊二烯、1，2-二苯基-4-(4-吡啶基-4-苯基)-1,3-環戊二烯、1，2，4-三苯基-1,3-環戊二烯、1，2-二苯基-4-(4-聯苯基)-1,3-環戊二烯中的一種。

所述的有機溶劑為乙腈、苯、甲苯、N,N’-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、四氫呋喃中的一種。