[发明专利]一种新型氮原子掺杂于锯齿状边缘的Ovalene-2N的制备方法

说明书

本发明属于光电有机功能材料技术领域，具体公开了一种新型氮原子的掺杂于锯齿状边缘的Ovalene‑2N的制备方法，所述化合物结构为氮掺杂六元锯齿状边缘稠环芳烃，具有二维平面结构和共轭体系，本发明通过Bisanthene‑2CHO与叠氮基三甲基硅烷（TMSN₃）在三氟甲磺酸（TfOH）催化条件下，以三氟乙酸（TFA）为溶剂，经过脱水、脱氮、Friedel‑Crafts反应及亲电环化等过程一步得到。反应方程式如下：本发明所提供的新型氮原子的掺杂于锯齿状边缘的Ovalene‑2N合成过程经脱水，脱氮和亲电环化等过程一锅反应一步完成，工艺简单；分子结构可实现有机光电分子的可调控性，六元环亚胺结构易于多功能化修饰，有望赋予其更多特异性能。本发明合成方法简单，成本低，有利于实现工业化生产，产品在光电材料方面具有实际应用价值。

本发明涉及一种新型氮原子掺杂于锯齿状边缘的Ovalene-2N的制备方法。

背景技术

全碳有机稠环芳烃可以视为二维石墨烯片段，存在大离域的π共轭体系，分子在晶体中的排列一般呈现π-π相互作用，堆积有序，有机光电性能方面优势显著，在有机光电器件（OFET），有机太阳能电池（Organic Solar Cell, OSC），有机发光二极管（OrganicLight-Emitting Diode, OLED），生物探针、刺激-响应型材料等领域有广泛应用前景。但该类材料往往在稳定性、溶解性和电子学特性的可控调节等方面存在较大局限性，这一问题在很大程度上影响其应用价值，在其分子结构边缘引入杂原子是解决上述问题的策略之一。具有锯齿状边缘（zig-zag）结构的稠环芳烃往往具有自旋极化电子的边缘状态，可作为分子电子学调控的关键因素。针对上述问题，本发明将氮原子引入到锯齿状边缘稠环芳烃边缘，形成含氮原子的共轭分子骨架，可显著提高材料的稳定性和组装性能，可进一步对其进行多功能修饰，实现分子有机光电分子的可调控性和性能多样化。本发明的反应一步完成，分离及纯化工艺简单，易于操作，有机溶剂用量少，产品纯度高，有利于实现规模化生产和工业应用。

发明内容

为了提高分子的稳定性，实现光电性能的可调控性，拓展材料应用价值，本发明使用Bisanthene-2CHO和叠氮基三甲基硅烷（TMSN₃）为原料，在三氟甲磺酸（TfOH）作用下，以三氟乙酸（TFA）为溶剂，经过脱水、脱氮、Friedel-Crafts反应及亲电环化等过程一步得到，反应方程式如下：

本发明优势在于：本发明所提供的新型氮原子掺杂于锯齿状边缘的Ovalene-2N合成过程经脱水，脱氮和亲电环化等过程一锅反应一步完成，工艺简单；分子结构可实现有机光电分子的可调控性，六元环亚胺结构易于多功能化修饰，有望赋予其更多特异性能。本发明合成方法简单，成本低，有利于实现工业化生产，产品在光电材料方面具有实际应用价值。

步骤一、按照物质量比，Bisanthene-2CHO：叠氮基三甲基硅烷：三氟甲磺酸=1:2:5混合在三氟乙酸中，在60 ℃条件下搅拌反应12 h；

步骤二、向步骤一所得的反应液中加入水和乙酸乙酯萃取3次，合并有机相；水与乙酸乙酯的体积比为1：3；

步骤三、无水硫酸钠干燥步骤二所得有机相后过滤，向滤液加入层析硅胶经减压蒸馏除去有机溶剂，得到层析硅胶与目标物混合物。其中层析硅胶的质量是滤液中溶质的质量的30-40倍；

步骤四、将步骤三得到的层析硅胶与目标物混合物缓慢倒入已装好的层析硅胶柱，石油醚与乙酸乙酯体积比2:1为展开剂，经柱层析后分离得到目标物。

附图说明

1.图1为产物核磁共振氢谱图。

2.图2为产物核磁共振碳谱图。

3.图3为产物紫外吸收光谱图。

4.图4为产物荧光发射光谱图。

5.图5 为产物MALDI-TOF质谱图。

6.图6 为产物单晶图。