[发明专利]一种三聚茚咔咯-富勒烯的星型化合物的制备方法

说明书

本发明涉及一种式(I)所示三聚茚基咔咯‑富勒烯星型化合物，其制备方法为：式(II)所示7，12‑二溴三聚茚醛衍生物和式(III)所示meso‑苯硼酸酯咔咯衍生物经Suzuki偶联反应生成式(IV)三聚茚基二咔咯类中间体；式(IV)三聚茚基二咔咯类中间体再与式(V)所示富勒烯经1，3‑偶极环加成反应生成所述的三聚茚基咔咯‑富勒烯星型化合物；本发明的三聚茚基咔咯‑富勒烯星型化合物制备方法简单、反应条件温和、操作简便，且存在高效的分子内能量转移，可应用于太阳能电池、分子吸收天线、模拟生物光合作用等领域。

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，涉及一种三聚茚基咔咯-富勒烯星型化合物的制备方法。

背景技术

具有电子/能量给受体性能的染料分子在在光学分子器件、太阳能电池和人工光合成等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，星型化合物具有独特的三维星射型结构，不仅有利于调控分子的光电性能和形态特征，还有利于增强其溶解性能；另外，多个向外延伸支臂也有利于提高电荷传递和能量转移效率，因而星型化合物越来越受到广泛关注。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，因此设计合成具有高效能量/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，是一个高度对称平面刚性的稠环芳烃，呈现出独特的光学特性，，它的三个端基2，7和12位易于进行功能化设计和修饰，已被证明是制备星型理想化合物之一。富勒烯C60具有sp2杂化成键的多芳香环球状结构和较大的刚性，独特的三维共轭结构使其具有较好的得电子特性和电子传输性质，且具有较低的电子重组能，使其能与电子给予体(Donor)结合形成D-A电荷转移体系，所以，富勒烯C60是一种优良的电子受体单元。富勒烯C60作为电子受体的光诱导分子内和分子间电荷转移现象引起人们普遍关注。咔咯(Corrole)是较好的电子给体，是由4个吡咯共轭相连而形成的新型卟啉类大环化合物。在分子结构上，咔咯分子中存在一个直接联结两个吡咯环的C-C键，咔咯和卟啉即相似又具有一定的特殊性。因此，可通过简单化学合成方法将富勒烯和咔咯等不同光活性基团分别稼接在三聚茚的2，7和12三个端基，构成具有高效电荷传递和能量转移的长寿命电荷分离态星型化合物，可广泛用于光吸收天线、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

本发明的目的在于提供一种三聚茚基咔咯-富勒烯星型化合物；本发明的另一目的是提供一种简单的制备所述三聚茚基咔咯-富勒烯星型化合物的方法。

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：

本发明所述的一种三聚茚基咔咯-富勒烯星型化合物具有下列结构式：

本发明所述的一种三聚茚基咔咯-富勒烯星型化合物的合成路线如下：

本发明涉及的一种三聚茚基咔咯-富勒烯星型化合物的制备方法，所述制备方法按如下步骤进行：

(1)在氩气保护条件下，将7，12-二溴三聚茚醛衍生物(II)和meso-苯硼酸酯咔咯衍生物(III)溶解于四氢呋喃中，加入碱性物质，再将一定量的水和甲醇混合溶液加入反应体系，然后加入催化剂四(三苯基膦)钯(Pd[P(C₆H₅)₃]₄)，在68～80℃反应20～26h，反应液冷至室温，加入适量饱和氯化铵溶液，用二氯甲烷萃取，萃取有机相用饱和食盐水洗涤、无水硫酸钠干燥、过滤，滤液经减压除去有机溶剂，所得残留物进行硅胶柱层析分离，以石油醚/二氯甲烷混合溶剂为洗脱剂，收集含目标化合物的洗脱液，除去有机溶剂后得到式(IV)所示三聚茚基二咔咯类中间体。