本發(fā)明屬于化學領域,具體是2,6-二溴-9,10-雙[2-[三(1-甲基乙基)甲硅烷基乙炔]蒽的生產(chǎn)方法。以及以2,6-二溴-9,10-雙[2-[三(1-甲基乙基)甲硅烷基乙炔]蒽作為有效成分的熒光物質。
背景技術:
物質分子或原子在一定條件下吸收輻射能而被激發(fā)到較高電子能態(tài)后,在返回基態(tài)的過程中將以不同的方式釋放能量,其發(fā)射光既是熒光。
熒光物質有許多實際應用領域,包括礦物學、寶石學、醫(yī)藥、化學傳感器(熒光光譜)、熒光標記、染料、生物探測器、宇宙射線檢測,最常用的有熒光燈。并在近年來在化學領域得到了廣泛的應用。如熒光指示牌、熒光棒等。
通過化學合成的方法制備熒光化合物,其目的在于可以通過以結構較簡單的化合物為原料,經(jīng)過一系列反應過程制得具有復雜成分的目標物質。
熒光的產(chǎn)生與化合物分子結構的具有如下關系:
1.躍遷類型:
π*-π躍遷的熒光效率高,系間跨越過程的速率常數(shù)小,有利于熒光的產(chǎn)生。
2.共軛效應:
提高共軛度有利于增加熒光效率并產(chǎn)生紅移。
3.剛性平面結構:
可降低分子振動,減少與溶劑的相互作用,故具有很強的熒光。
4.取代基效應:
芳環(huán)上有供電基,使熒光增強。
本發(fā)明者為尋找一種熒光效果更好的熒光材料,使符合上述有利于熒光產(chǎn)生的分子結構,設計一種生產(chǎn)該化合物的方法。利用化學合成的方法,設計出一種生產(chǎn)該熒光化合物的方法,并對該化合物進行提純、鑒定與紫外熒光效率的檢測。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種2,6-二溴-9,10-雙[2-[三(1-甲基乙基)甲硅烷基乙炔]蒽的生產(chǎn)方法。從而開發(fā)出一種具有較好熒光特性的化合物。
為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供如下技術方案:
作為本發(fā)明的第一步反應:
(1)以使用2,6-氨基蒽醌為原料,通過t-buono催化進行桑德邁爾反應,使氨基由溴基取代;
(2)將反應所得物質加入35%鹽酸(hcl)溶液,并使用ch3cn清洗將所得產(chǎn)物重結晶;
(3)將所得重結晶產(chǎn)物過濾并獲得土黃色粉末狀即2,6-溴基蒽醌。
作為本發(fā)明第二步反應:
使用丁基鋰作為引發(fā)劑的陰離子反應,將三異丙基硅基乙炔加成在2,6-溴基蒽醌的9,10位上,并形成羥基;
使用氯化亞錫將形成的羥基切除,得到2,6-二溴-9,10-雙[2-[三(1-甲基乙基)甲硅烷基乙炔]蒽;
使用硅膠色譜柱進行提純,分別為200-300目與40-63目各進行一次;
收集所得產(chǎn)物,使用旋轉蒸發(fā)儀去除溶劑,即得到2,6-二溴-9,10-雙[2-[三(1-甲基乙基)甲硅烷基乙炔]蒽。
與現(xiàn)有技術相比,本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明的熒光化合物符合具有較好熒光效果的分子結構設計。本發(fā)明的生產(chǎn)制作方法簡單,成本低廉,操作工藝簡單;本發(fā)明的熒光化合物,熒光效果好,熔點高,穩(wěn)定性好,可長期室溫保存;采用的合成工藝路線清晰,可重現(xiàn)性高,生產(chǎn)過程節(jié)約試劑,具有較高的工業(yè)生產(chǎn)與實際應用價值。
附圖說明
下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明:
圖1本發(fā)明中涉及的桑德邁爾反應機理,圖中所示為一側反應,對側相同;
圖2本發(fā)明中涉及的陰離子反應機理,圖中所示為一側反應,對側相同;
圖3本發(fā)明中第一步反應產(chǎn)物2,6-溴基蒽醌的1h-nmr圖譜;
圖4本發(fā)明中第一步反應產(chǎn)物2,6-溴基蒽醌的13c-nmr圖譜;
圖5本發(fā)明中第一步反應產(chǎn)物2,6-溴基蒽醌的ei質譜;
圖6本發(fā)明中第一步反應產(chǎn)物2,6-溴基蒽醌的ftir紅外圖譜;
圖7本發(fā)明中第二步反應所得熒光化合物6-二溴-9,10-雙[2-[三(1-甲基乙基)甲硅烷基乙炔]蒽的ftir紅外圖譜;
圖8本發(fā)明中第二步反應所得熒光化合物6-二溴-9,10-雙[2-[三(1-甲基乙基)甲硅烷基乙炔]蒽的ei質譜;
圖9a本發(fā)明中第二步反應所得熒光化合物6-二溴-9,10-雙[2-[三(1-甲基乙基)甲硅烷基乙炔]蒽的1h-nmr圖譜;
圖9b本發(fā)明中第二步反應所得熒光化合物6-二溴-9,10-雙[2-[三(1-甲基乙基)甲硅烷基乙炔]蒽的1h-nmr圖譜的芳香區(qū)放大圖;
圖10本發(fā)明中第二步反應所得熒光化合物6-二溴-9,10-雙[2-[三(1-甲基乙基)甲硅烷基乙炔]蒽的13c-nmr圖譜;
圖11本發(fā)明中第二步反應所得熒光化合物6-二溴-9,10-雙[2-[三(1-甲基乙基)甲硅烷基乙炔]蒽的紫外可見(uv-vis)光譜圖。
具體實施方式
下面結合具體實施方式對本專利的技術方案作進一步詳細地說明。如無特殊說明,均為常規(guī)方法;所用的實驗材料,如無特殊說明,均為自常規(guī)生化試劑廠商購買得到的。
作為本發(fā)明的第一步反應:
使用氨基蒽醌10g,t-buono10g,cubr222g,及ch3cn170ml加入500ml一口圓底燒瓶,磁力攪拌并氮氣保護,攪拌并加熱至65℃持續(xù)2小時,再接著加入35%鹽酸(hcl)溶液100ml至燒瓶。所得產(chǎn)物過濾并用ch3cn清洗并將所得產(chǎn)物重結晶,方法是采用1,4-二氧六環(huán)(1,4-dioxane)500ml加入500ml一口圓底燒瓶,磁力攪拌并使用氮氣保護,加熱至115℃持續(xù)40分鐘,溶液再次過濾并獲得土黃色粉末狀產(chǎn)物10.46g。使用薄層色譜(tlc)檢測,使用硅膠60f524(merck公司,0.3mm),質譜(ei);(m/z):364,366,368(m+).mp=283-284c如圖5所示。核磁1hnmr(400mhz,cdcl3)δh/ppm;8.46(d,j=1.99hz,2h),8.20(d,j=8.31hz,2h),7.97(dd,j=8.31,2.02hz,2h)如圖3所示。核磁13c-nmr(400mhz,cdcl3)δc/ppm:137.41,130.38,129.16如圖4所示。使用的核磁儀器為brukerav250。圖6的紅外圖譜證明了2,6位的氨基已經(jīng)被溴基取代,使用儀器為perkinelemerspectrum65,該反應機理為桑德邁爾(sandmeyer)反應如圖1所示。本步驟產(chǎn)率為35.8%,反應產(chǎn)物熔點為287.1℃。
作為本發(fā)明第二步反應:
將第一步所得產(chǎn)物進行下一步反應,第二步反應可以分為2個階段,包括首先將四氫呋喃(thf)20ml與6.75ml的三異丙基硅基乙炔(triisopropylsilylacetylene)(30.1mmol)加入預先干燥過的圓底燒瓶500ml并加入磁力攪拌器,冰浴至0℃并氮氣保護,接著加入20.5ml丁基鋰(n-buli)(32.8mmol,1.6m溶于戊烷)混合物,并攪拌至少2小時,接著加入預先溶于150ml的四氫呋喃中的5g2,6-二溴-9,10-蒽醌(2,6-dibromo-9,10-anthraquinone)(13.7mmol),并氮氣保護。接著混合物將于室溫下至少攪拌24小時,將水加入反應體系終止反應,接著將混合物產(chǎn)物倒入飽和氯化銨中。使用乙酸乙酯ea(ethylacetate)來提取混合物。使用分液漏斗將有機層分離,所得分液層使用鹵水(飽和氯化鈉)清洗并使用無水硫酸鎂(anhydrousmgso4)干燥。第二個階段是首先蒸發(fā)溶液將所得有機產(chǎn)物再次溶解于150ml的四氫呋喃中并使用氮氣保護,接著將氯化亞錫(sncl2·2h2o)(15g,66.5mmol,溶于70ml50%乙酸)以逐步滴加的方式加入反應體系,反應體系在室溫下攪拌12小時,然后將其倒入水中并用乙酸乙酯(ea)提取。使用分液漏斗將有機層分離并使用碳酸氫鈉(nahco3)與鹵水(飽和氯化鈉)清洗,并用無水硫酸鎂(anhydrousmgso4)干燥。產(chǎn)物使用旋轉蒸發(fā)儀去除溶劑,并2次使用硅膠色譜柱進行提純,使用(正)己烷(hexane)作為洗脫劑,將通過薄層色譜法(tlc)測試過的產(chǎn)物收集并合并,使用旋轉蒸發(fā)儀去除(正)己烷,得到產(chǎn)物2,6-二溴-9,10-雙[2-[三(1-甲基乙基)甲硅烷基乙炔]蒽(3.7g)。如圖9a與9b所示1hnmr(cdcl3,ppm)δ=8.79(d,2h),8.43(d,2h),7.65(dd,2h),1.25(m,42h)。如圖10所示13c-nmr(cdcl3,ppm)δ=133.23,130.95,130.89,129.49,128.96,121.99,118.16,106.31,102.18,18.83,11.46,使用的核磁儀器為brukerav250。所用的硅膠柱為200-300目與40-63目。反應機理為陰離子反應,如圖2所示。本步驟產(chǎn)率為35.4%,反應產(chǎn)物熔點為156.2℃。
如圖11所示,本發(fā)明2,6-二溴-9,10-雙[2-[三(1-甲基乙基)甲硅烷基乙炔]蒽具有較高的熒光特性,其紫外-可見光譜圖證明其熒光特性,使用的儀器為hitachiu-2010beamuv/visible,其熔點測試表明其具有156.2℃的高熔點,表明其具有較高的穩(wěn)定性,適合于較大溫度差的環(huán)境下的應用,具有較好的抗干擾能力。
圖8為2,6-二溴-9,10-雙[2-[三(1-甲基乙基)甲硅烷基乙炔]蒽的質譜圖,證實了其分子量696.75。表明其具有較大的分子量,在實際應用中具有較高的價值。
綜上所述,本發(fā)明使用2,6-氨基蒽醌,通過桑德邁爾(sandmeyer)反應以t-buono為催化劑,將2,6位的氨基取代為溴基。再通過陰離子反應以丁基鋰作為引發(fā)劑的陰離子反應,將三異丙基硅基乙炔加成在2,6-溴基蒽醌的9,10位上,并使用氯化亞錫將9,10位形成的羥基切除,通過硅膠色譜柱200-300目與40-63目各進行提純一次將所得產(chǎn)物收集,得到2,6-二溴-9,10-雙[2-[三(1-甲基乙基)甲硅烷基乙炔]蒽;過程簡單,用時較短,具有很好的重現(xiàn)性,實際運用價值高;本發(fā)明的熒光化合物較好熒光效果的分子結構設計符合熒光物質應用需求。本發(fā)明的生產(chǎn)制作方法較為簡單,成本低廉,操作工藝簡單;本發(fā)明的熒光化合物,具有熒光效果好,熔點高,穩(wěn)定性好,可長期室溫保存的特點;合成工藝路線簡單清晰,可重現(xiàn)性高,生產(chǎn)過程節(jié)約時間與試劑,具有較高的工業(yè)生產(chǎn)與實際應用價值。
上面對本專利的較佳實施方式作了詳細說明,但是本專利并不限于上述實施方式,在本領域的普通技術人員所具備的知識范圍內,還可以在不脫離本專利宗旨的前提下做出各種變化。