具有二氮雜芳香稠環(huán)結(jié)構(gòu)的咔唑并菲啶類化合物及其合成方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種具有二氮雜芳香稠環(huán)結(jié)構(gòu)的咔唑并菲啶類化合物（Ⅰ）及其合成方法。本發(fā)明以咔唑和喹啉衍生物為原料，采用光催化閉環(huán)的方法，成功制得一類具有光電功能的氮雜芳香稠環(huán)化合物。本發(fā)明的合成手段簡單，并且使用普通廉價的試劑，降低制備的成本，易于推廣應(yīng)用?；衔铮á瘢┰诓煌挠袡C溶劑中有很好的溶解性，有利于該化合物的提純、制膜；通過接入不同取代基可獲得多種氮雜芳香稠環(huán)化合物。化合物（Ⅰ）有望在有機場效應(yīng)管、有機發(fā)光二極管、光伏電池、有機非線性光學(xué)、熒光探針和激光染料等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
【專利說明】具有二氮雜芳香稠環(huán)結(jié)構(gòu)的咔唑并菲啶類化合物及其合成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一類基于咔唑和喹啉的氮雜芳香稠環(huán)化合物及其合成方法，具體涉及利用光催化閉環(huán)反應(yīng)方法制備14-己基-咔唑并菲啶類化合物，屬于化工【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]芳香稠環(huán)化合物由多個芳香環(huán)彼此稠合而形成；此類化合物具有較大的共軛體系，平面性及剛性結(jié)構(gòu)。芳香稠環(huán)化合物因其特殊的結(jié)構(gòu)和物理和化學(xué)性質(zhì)被廣泛應(yīng)用于有機場效應(yīng)管、有機發(fā)光二極管、光伏電池、有機非線性光學(xué)、熒光探針和激光染料等領(lǐng)域。例如，CN103108875A提供了一種作為有機半導(dǎo)體材料有用的含氮芳香族雜環(huán)化合物以及使用了該化合物的有機電子器件。
[0003]芳香稠環(huán)化合物傳統(tǒng)的化學(xué)合成方法，例如環(huán)化脫氫、環(huán)化脫鹵化氫等等，反應(yīng)條件往往比較苛刻，而且前驅(qū)體的合成也很復(fù)雜。光催化閉環(huán)反應(yīng)是合成芳香稠環(huán)一種非常重要的反應(yīng)，此方法所用的前驅(qū)體合成步驟簡單且產(chǎn)率較高。近年來，人們利用光催化閉環(huán)反應(yīng)方法合成了一系列芳香稠環(huán)化合物。然而，隨著共軛體系的增加，具有剛性平面結(jié)構(gòu)的芳香稠環(huán)分子間的相互作用力增強，導(dǎo)致其溶解性變差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決芳香稠環(huán)化合物的現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種溶解性好、分子可控的具有二氮雜芳香稠環(huán)結(jié)構(gòu)的咔唑并菲啶類化合物及其合成方法。
[0005]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0006]1、具有二氮雜芳香稠環(huán)結(jié)構(gòu)的咔唑并菲啶類化合物
[0007]本發(fā)明的一種具有二氮雜芳香稠環(huán)結(jié)構(gòu)的咔唑并菲啶類化合物，結(jié)構(gòu)通式I如下:
[0008]
【權(quán)利要求】
1.一種基于咔唑和喹啉的氮雜芳香稠環(huán)化合物，其特征在于，結(jié)構(gòu)通式I如下:
2.如權(quán)利要求1所述的化合物，其特征在于，其中，取代基R1-R14各自獨立的為H，C1-C6的烷基、Cl、Br、苯或吡啶。
3.如權(quán)利要求1或2所述的化合物，其特征在于，R11為C1-C6的烷基、Cl、Br、苯或吡啶；R14 為 C1-C6 的烷基；R1-R10, R12-R13 為 H。
4.如權(quán)利要求3所述的化合物，其特征在于，化合物是下列之一: .14 -己基-咔唑并菲啶I (a):
5.如權(quán)利要求1所述的化合物的合成方法，以將反-9-己基-3-(2-喹啉-乙烯基)咔唑衍生物為原料，通過光催化閉環(huán)反應(yīng)制備而得；具體步驟如下: (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-(2-喹啉-乙烯基)咔唑衍生物和化學(xué)計量比的碘加入到步驟(1)純化的有機溶劑中，邊溶解邊快速攪拌，完全溶解后使溶液中溶質(zhì)的濃度均為0.001-0.1摩爾/升，通惰性氣體30-60分鐘； (3)在持續(xù)攪拌情況下，將環(huán)氧丙烷加入步驟(2)所得的溶液中，使溶液中環(huán)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)所得的溶液適當(dāng)時間，得到粗產(chǎn)物； (5)真空旋蒸出溶劑，將所得的粗產(chǎn)物溶解在三氯甲烷中，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10-35%的Na2S2O3溶液和蒸餾水洗滌； (6)對有機濾液進行分離提純得到產(chǎn)物。
6.如權(quán)利要求，5所述的化合物的合成方法，其特征在于，步驟(1)中所述的有機溶劑選自苯、甲苯、正己烷、四氫呋喃或二氯甲烷中的一種。
7.如權(quán)利要求4所述的化合物的合成方法，其特征在于，步驟(6)中的分離提純是指對有機濾液進行萃取、洗滌、干燥、旋干、硅膠柱層析、重結(jié)晶分離后得產(chǎn)物。
8.如權(quán)利要求3所述的化合物，其特征在于，其中14-己基-咔唑并菲啶I(a)的合成方法，包括如下步驟: (1)將有機溶劑苯用常壓蒸餾的方法進行純化，在惰性氣氛下保存待用； (2)將反-9-己基-3-(2-喹啉-乙烯基)咔唑0.45mmol和碘0.46mmol加入到步驟(I)純化的500ml有機溶劑苯中，邊溶解邊快速攪拌，完全溶解后，通惰性氣體30分鐘； (3)在持續(xù)攪拌情況下，將18ml環(huán)氧丙烷加入步驟(2)所得的溶液中，使溶液中環(huán)氧丙烷的濃度為0.51摩爾/升； (4)用500W的高壓汞燈透過石英玻璃照射步驟(3)所得的溶液一段時間反應(yīng)結(jié)束得粗產(chǎn)物； (5)真空旋蒸出溶劑，將所得的粗產(chǎn)物溶解在三氯甲烷中，依次用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的Na2S2O3溶液和蒸餾水洗滌； (6)對有機濾液進行萃取、洗滌、干燥、旋干、硅膠柱層析、重結(jié)晶分離提純后，得到.14-己基-咔唑并菲啶I (a)。
【文檔編號】C09K11/06GK103833754SQ201410106251
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月2日
【發(fā)明者】劉陟, 華萬鳴, 張保杰, 郭巍, 陶緒堂, 崔得良 申請人:山東大學(xué)