[发明专利]一种基于三聚茚的星型化合物的制备方法

说明书

本发明公开了一种基于三聚茚的星型化合物(TBP‑C₆₀)的结构及制备方法。通过如下方法实现：以7，12‑二溴三聚茚醛衍生物为原料，四氢呋喃为溶剂，在四(三苯基膦)钯的催化作用下与BODIPY硼酸酯衍生物发生Suzuki反应得到三聚茚‑BODIPY二元体系化合物TB；然后以TB与卟啉硼酸酯衍生物为原料在四(三苯基膦)钯的催化作用下反应得到BODIPY‑三聚茚‑卟啉三元体系化合物TBP；接着TBP、肌氨酸与富勒烯通过1，3‑偶极环加成反应得到一种以三聚茚为核心及以卟啉、BODIPY和富勒烯为臂的星型化合物TBP‑C₆₀。该星型化合物制备方法简单、反应条件温和、操作简便，表现出优异的能量转移效率和良好的热稳定性，可用于光吸收天线、太阳能电池、光模拟生物光合作用等方面。

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，涉及一种基于三聚茚的星型化合物的制备方法。

背景技术

光诱导能量/电子转移在光化学反应、太阳能利用、光合作用机理等方面起着重要作用。基于光诱导能量/电子转移机理的分子模型在光学分子器件、太阳能电池和人工光合成等方面应用研究已成为国内外十分活跃的研究领域。具有电子/能量给受体性能的染料分子在有机光电功能材料方面已经展现出广阔的应用前景。在不同结构类型的分子模型中，星型化合物独特的三维星射型结构有利于调控分子的光电性能和形态特征，多个向外延伸支臂可以提高电荷传递和能量转移效率，已受到了广泛关注。然而，具有给体-受体结构星型化合物仍存在着合成步骤多、反应复杂、产率低等不足之处，因此设计合成具有良好能量/电子转移过程的易合成的新型星型化合物具有重要的意义。

三聚茚(truxene)具有大的刚性共轭结构，是一个三重对称性平面刚性的稠环芳烃，有利于分子内电荷转移，它的三个端基2，7和12位易于进行功能化设计和修饰，已经被证明是制备星型理想化合物之一。卟啉、BODIPY及富勒烯等光活性基团具有优良光电性质及良好的结构可修饰性。因此，可通过简单化学合成方法将卟啉、BODIPY及富勒烯三个不同光活性基团稼接在三聚茚的2，7和12三个端基上，构成具有给体/受体的星型化合物，可用于光吸收天线、太阳能电池、模拟生物体光合作用等方面的应用研究。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种基于三聚茚的星型化合物(TBP-C₆₀)的制备方法。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

本发明涉及的基于三聚茚的星型化合物(TBP-C₆₀)的结构如下：

本发明涉及的基于三聚茚的星型化合物(TBP-C₆₀)的合成路线为：

本发明涉及的基于三聚茚的星型化合物(TBP-C₆₀)的制备过程包括以下步骤：

步骤1：在氩气保护条件下，将7，12-二双溴三聚茚醛衍生物、BODIPY硼酸酯衍生物、无水碳酸钠和催化剂四(三苯基膦)钯溶解于四氢呋喃中，并加入一定比例的甲醇和水的混合溶液，加热回流反应24小时，反应结束后冷至室温，加入适量水，并用二氯甲烷萃取，有机层经饱和氯化铵溶液洗两次，无水硫酸钠干燥，减压旋干溶剂后经硅胶柱层析分离提纯得到化合物TB；

步骤2：将卟啉硼酸酯衍生物和步骤1所得化合物TB以及无水碳酸钠在氩气条件下溶解于四氢呋喃中，再向反应体系中加入一定比例的水与甲醇混合溶液，最后加入催化剂四三苯基膦钯，体系在回流条件下反应24小时，粗产物用二氯甲烷萃取分离，有机层经饱和氯化铵溶液洗后，再用无水硫酸钠干燥，减压旋干溶剂后经硅胶柱层析分离提纯得到化合物TBP；