[发明专利]芴连苯并咪唑衍生物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种芴连苯并咪唑衍生物及其制备方法。特别是一种9,9-二烷基取代芴连苯并咪唑衍生物及其制备方法。

背景技术

21世纪以来，随着信息产业的高速发展，人类迈入了知识经济时代，大容量信息传输、处理、存储及平板显示已成为信息科学与技术的发展方向和目标。

信息数据的高效准确采集、快速处理传输、高密度存储、大容量传输和高清晰度的显示构成了信息技术的主体。其中作为输出端的显示技术占有十分重要的地位。在2000年，有机导电材料的聚乙炔获得了诺贝尔化学奖后，有机电致发光材料飞速发展，从而使人们看到了有机发光材料的实用化和商业化的美好前景。

芴类化合物因其在光电材料、太阳能电池、生物医药等多领域广阔的应用前景一直受到人们的青睐。芴具有特殊的刚性平面联苯结构, 其衍生物表现出许多独特的光电性能及生物活性。芴类化合物结构(1)特点：(1)芴环是特殊的联苯结构， 具有较高的热稳定性和光化学稳定性，固态芴的荧光量子效率高达60%～80% , 带隙能大于2.90 eV；(2)分子内具有更大的共轭吸收波长；(3)具有更明显的电致发光、光致发光(磷光和荧光)现象；(4)其2 位、7 位以及9 位碳上易于进行结构修饰引人多种官能团；(5) 芴本身是煤焦油的分离产品之一,产量大, 价格低廉, 原料易得。

芴及其衍生物之所以能成为有机电致发光材料中的明星分子, 主要是由于芴较宽的能隙和高的发光效率等特点。但是芴的电子亲合性小, 且聚芴的溶解性有限。芴的“绿色发射”谱带的成因尚未被完全了解,早期研究认为, 芴的9 位碳原子又比较容易氧化而成为羰基, 而羰基对由电子空穴复合产生的激子易形成“陷阱”而有一定的“猝灭”作用, 最终会降低器件的发光效率。目前芴类通过在2,7位增加共轭和连接以提高其发光效率，改进材料的发光色度还未很好的实现。这种在2， 7位首先选择性的引入苯环和杂环，在缩合并入六元环，将会对其光电性质和溶解性能产生影响。因此设计与合成新的芴连苯并咪唑化合物具有十分重要价值。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种芴连苯并咪唑衍生物，该衍生物是在芴的2,7位引入芳基和杂环，然后在缩合得到一系列芴连咪唑衍生物。此类化合物可应用于有机发光材料、非线性光学材料、生物化学传感器、以及太阳能电池，PH荧光探针等材料领域。

本发明的目的之二在于提供该衍生物的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用如下反应机理：

。

根据上述反应机理，本发明采用如下技术方案：

一种芴连苯并咪唑衍生物，其特征在于该衍生物的结构通式为下列之一：

a. 

                 

b. 

  其中： R为：H、苯基、萘基、蒽基、菲基、芘基、吡嗪基、吡咯基、吡唑基、噁唑基、噻唑基、噻吩基、咔唑基、嘧啶基、哌啶基、嘌呤基、喹啉基、异喹啉基、喹喔啉基、喹唑啉基、联苯基、苯并呋喃基、苯并噁唑基、苯并异噁唑基、单取代的苯环基； Ar为苯、呋喃、噻吩、噻唑。

上述的单取代的苯环基为：对甲基苯，对已基苯，对甲氧基苯，对氟苯，对氯苯，对硝基苯。

一种制备上述的芴连苯并咪唑衍生物的方法，其特征在于该方法的具体步骤为：将带醛基的芴连芳基和苯二胺衍生物按1：1～1.2的摩尔比溶于1,2-二氧六环溶剂中，再加入催化剂用量的对甲苯磺酸，加热至回流反应结束，冷却至室温，用乙酸乙酯萃取后将有机相旋干，经分离提纯得到芴连苯并咪唑衍生物；所述的带醛基的芴连芳基的结构式为：或；所述的苯二胺衍生物的结构式为：。

本发明的一类含芴连苯并咪唑衍生物是将带一个溴或两个溴的原料芴与各种带醛基的硼酸发生Suzuki反应，其中带醛基的芴连芳基制备方法如下：

1.单边醛基的芴连芳基制备方法，结构通式如下：

 

将买来的2-溴-9，9-二己基芴（1equiv），芳基硼酸频哪醇酯（1.2equiv），碳酸钾（4 equiv），Pdcl2（pph3）2（0.1 equiv） 加入9ml 甲苯 和 1ml水的混合液中。氮气保护下加热到90 ^oC，反应8h。TLC板监测反应结束后冷却至室温，用乙酸乙酯萃取后将有机相旋干，经柱层析分离得到相应衍生物。真空蒸除溶剂，加入20mL乙酸乙酯，10mL水洗两次，无水硫酸钠干燥，取有机相旋干经柱层析分离纯化得到黄色固体，产率为80%。