[发明专利]亲水性二炔桥连萘亚胺类有机半导体及其光催化产氢应用

权利要求书

1.一种亲水性二炔桥连萘亚胺类有机半导体的制备方法，其特征在于：化学结构为二乙炔桥连-N-(烷基-亲水基)-1,8-萘亚胺衍生物，结构式如下：

式中：为亚乙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、亚庚基、亚辛基、亚壬基碳链中的任意几种，R为羧基、羧酸盐、氨基、季铵盐、磺酸基、磺酸盐、磷酸基与磷酸盐中的任意几种；所述具体包括以下步骤：

（1）向三颈瓶中加入2-8克4-溴-1,8-萘二甲酸酐，1-4克n-亲水基烷基氨，再加入60-240毫升乙醇，40-160毫升三乙胺；反应物搅拌，加热回流8-16小时；反应结束后，冷却至室温，减压旋蒸除去溶剂；用水洗涤，离心后，30-80℃真空下烘干；

（2）向三颈瓶加入1-4克步骤（1）产物，1-3克二环己基碳二亚胺，0.04-0.15克4-二甲氨基吡啶，再加入120-500毫升三氯甲烷；反应物全部溶解后，加入 0.8-3毫升醇，继续搅拌1-4小时；反应结束后，减压旋蒸除去溶剂；

（3）惰性气体保护下，向250 mL反应瓶加入0.45-1.8克步骤（2）产物，13.5-54毫克二氯化三苯基膦钯，0.007-0.03毫克碘化亚铜，再加入15-60毫升四氢呋喃，5-20毫升三乙胺，搅拌溶解后；再加入0.15-0.6克三甲基硅乙炔，回流6-24小时后冷却至室温，减压旋蒸除去溶剂；柱色谱纯化得黄色油状物；往这个黄色油状物中加入二氯甲烷-甲醇混合溶剂，再加入1.5-3.5克碳酸钾；室温搅拌0.5-2个小时。反应结束后，用水淬灭反应，二氯甲烷萃取，合并有机相，用水洗涤，再用饱和氯化钠洗涤，无水硫酸镁干燥；减压除去溶剂，柱色谱纯化得固体产物；

（4）在室温下，向三颈瓶中加入0.22-0.66克步骤（3）产物，6-24毫升四氢呋喃， 10-40毫升三乙胺，搅拌使固体溶解后；再加入10-40毫克二氯化三苯基膦钯，3-9毫克碘化亚铜，13-52毫克三苯基膦；室温搅拌反应5-20分钟后，加入0.06-0.26克碘，继续搅拌一夜；反应结束后，过滤得到固体；柱色谱纯化得固体产物；

（5）在室温下，向三颈瓶中加入0.125-0.5克步骤（4）产物 ，12.5-50毫升四氢呋喃，完全溶解后加入2.5-10毫升氢氧化钠水溶液，再加2.5-10毫升甲醇搅拌12-36小时；反应结束后，过滤；溶液中加稀盐酸，调节pH为4-6，析出絮状物；静置，倾去上清液，下层絮状物过滤，得到固体；加四氢呋喃搅拌，洗涤，过滤得到固体产物；

（6）步骤（5）产物分散在0.6-2.4毫升水中，加入4-16微升2-6摩尔每升碱溶液或酸溶液，搅拌，超声，溶解后得到亲水性的二炔桥连萘酰亚胺化合物。

2.根据权利要求1所述的亲水性二炔桥连萘亚胺类有机半导体的制备方法，其特征在于：步骤（2）中醇为正丁醇、叔丁醇、乙醇、正丙醇中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的亲水性二炔桥连萘亚胺类有机半导体的制备方法，其特征在于：步骤（3）中的惰性气体为氩气、氮气、氦气中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的亲水性二炔桥连萘亚胺类有机半导体的制备方法，其特征在于：步骤（6）中的酸溶液为盐酸或三氟乙酸，碱溶液为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂溶液中的任意一种。

5.一种如权利要求1所述的亲水性二炔桥连萘亚胺类有机半导体在光催化产氢上的应用，其特征在于：所述的有机半导体在光催化分解水产氢中的应用是在可见光的激发下，能够光催化分解水得到氢气。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：所述的光催化产氢反应过程具体如下：称取2-8 毫克亲水性二炔桥连萘亚胺衍生物，2-5 毫克抗坏血酸，2-8 毫克催化剂，80-160毫升水混合，调节pH在1-7，用波长范围大于400纳米的氙灯光源光照。