[發(fā)明專利]一種新型氮原子摻雜于鋸齒狀邊緣的Ovalene-2N的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110964165.0
• 申請(qǐng)日: 2021-08-21
• 公開（公告）號(hào): CN113666928A
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王青;周來運(yùn);劉廣華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 內(nèi)蒙古大學(xué)
• 主分類號(hào): C07D471/06
• 分類號(hào): C07D471/06
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本發(fā)明屬于光電有機(jī)功能材料技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種新型氮原子的摻雜于鋸齒狀邊緣的Ovalene?2N的制備方法，所述化合物結(jié)構(gòu)為氮摻雜六元鋸齒狀邊緣稠環(huán)芳烴，具有二維平面結(jié)構(gòu)和共軛體系，本發(fā)明通過Bisanthene?2CHO與疊氮基三甲基硅烷（TMSN₃）在三氟甲磺酸（TfOH）催化條件下，以三氟乙酸（TFA）為溶劑，經(jīng)過脫水、脫氮、Friedel?Crafts反應(yīng)及親電環(huán)化等過程一步得到。反應(yīng)方程式如下：本發(fā)明所提供的新型氮原子的摻雜于鋸齒狀邊緣的Ovalene?2N合成過程經(jīng)脫水，脫氮和親電環(huán)化等過程一鍋反應(yīng)一步完成，工藝簡(jiǎn)單；分子結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)有機(jī)光電分子的可調(diào)控性，六元環(huán)亞胺結(jié)構(gòu)易于多功能化修飾，有望賦予其更多特異性能。本發(fā)明合成方法簡(jiǎn)單，成本低，有利于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)品在光電材料方面具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

本發(fā)明涉及一種新型氮原子摻雜于鋸齒狀邊緣的Ovalene-2N的制備方法。

背景技術(shù)

全碳有機(jī)稠環(huán)芳烴可以視為二維石墨烯片段，存在大離域的π共軛體系，分子在晶體中的排列一般呈現(xiàn)π-π相互作用，堆積有序，有機(jī)光電性能方面優(yōu)勢(shì)顯著，在有機(jī)光電器件（OFET），有機(jī)太陽能電池（Organic Solar Cell, OSC），有機(jī)發(fā)光二極管（OrganicLight-Emitting Diode, OLED），生物探針、刺激-響應(yīng)型材料等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用前景。但該類材料往往在穩(wěn)定性、溶解性和電子學(xué)特性的可控調(diào)節(jié)等方面存在較大局限性，這一問題在很大程度上影響其應(yīng)用價(jià)值，在其分子結(jié)構(gòu)邊緣引入雜原子是解決上述問題的策略之一。具有鋸齒狀邊緣（zig-zag）結(jié)構(gòu)的稠環(huán)芳烴往往具有自旋極化電子的邊緣狀態(tài)，可作為分子電子學(xué)調(diào)控的關(guān)鍵因素。針對(duì)上述問題，本發(fā)明將氮原子引入到鋸齒狀邊緣稠環(huán)芳烴邊緣，形成含氮原子的共軛分子骨架，可顯著提高材料的穩(wěn)定性和組裝性能，可進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行多功能修飾，實(shí)現(xiàn)分子有機(jī)光電分子的可調(diào)控性和性能多樣化。本發(fā)明的反應(yīng)一步完成，分離及純化工藝簡(jiǎn)單，易于操作，有機(jī)溶劑用量少，產(chǎn)品純度高，有利于實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)和工業(yè)應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

為了提高分子的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)光電性能的可調(diào)控性，拓展材料應(yīng)用價(jià)值，本發(fā)明使用Bisanthene-2CHO和疊氮基三甲基硅烷（TMSN₃）為原料，在三氟甲磺酸（TfOH）作用下，以三氟乙酸（TFA）為溶劑，經(jīng)過脫水、脫氮、Friedel-Crafts反應(yīng)及親電環(huán)化等過程一步得到，反應(yīng)方程式如下：

本發(fā)明優(yōu)勢(shì)在于：本發(fā)明所提供的新型氮原子摻雜于鋸齒狀邊緣的Ovalene-2N合成過程經(jīng)脫水，脫氮和親電環(huán)化等過程一鍋反應(yīng)一步完成，工藝簡(jiǎn)單；分子結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)有機(jī)光電分子的可調(diào)控性，六元環(huán)亞胺結(jié)構(gòu)易于多功能化修飾，有望賦予其更多特異性能。本發(fā)明合成方法簡(jiǎn)單，成本低，有利于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)品在光電材料方面具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

步驟一、按照物質(zhì)量比，Bisanthene-2CHO：疊氮基三甲基硅烷：三氟甲磺酸=1:2:5混合在三氟乙酸中，在60 ℃條件下攪拌反應(yīng)12 h；

步驟二、向步驟一所得的反應(yīng)液中加入水和乙酸乙酯萃取3次，合并有機(jī)相；水與乙酸乙酯的體積比為1：3；

步驟三、無水硫酸鈉干燥步驟二所得有機(jī)相后過濾，向?yàn)V液加入層析硅膠經(jīng)減壓蒸餾除去有機(jī)溶劑，得到層析硅膠與目標(biāo)物混合物。其中層析硅膠的質(zhì)量是濾液中溶質(zhì)的質(zhì)量的30-40倍；

步驟四、將步驟三得到的層析硅膠與目標(biāo)物混合物緩慢倒入已裝好的層析硅膠柱，石油醚與乙酸乙酯體積比2:1為展開劑，經(jīng)柱層析后分離得到目標(biāo)物。

附圖說明

1.圖1為產(chǎn)物核磁共振氫譜圖。

2.圖2為產(chǎn)物核磁共振碳譜圖。

3.圖3為產(chǎn)物紫外吸收光譜圖。

4.圖4為產(chǎn)物熒光發(fā)射光譜圖。

5.圖5 為產(chǎn)物MALDI-TOF質(zhì)譜圖。

6.圖6 為產(chǎn)物單晶圖。