CN101062929A - 基于三并咔唑的支化结构功能材料及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于有机电子材料技术领域,具体涉及一类基于三并咔唑的支化结构功能材料及其制备方法和应用。该材料是以三并咔唑衍生物作为支化结构分子的骨架,共轭结构的荧光生色团作为功能基团嫁接到骨架周围而得到的具有三臂或六臂结构的功能分子化合物。本发明提出采用微波辅助法制备此类材料,该方法具有反应速度快、产率高、产物易纯化等优势。本发明材料具有结构精确、热稳定性好、形态稳定性好、成膜性能优良等优点,可用作发光材料、空穴传输材料、三线态主体材料、光伏材料以及晶体管材料等,在有机电致发光、太阳能电池、有机场效应晶体管等领域中具有广泛的应用。
Description
技术领域
本发明属于有机电子材料技术领域,具体涉及一类以三并咔唑为核,荧光生色团寡聚体为枝的六臂或三臂支化结构功能材料及其制备方法和在有机电致发光、太阳能电池、有机场效应晶体管等领域中的应用。
技术背景
在过去十多年里,由于有机半导体材料相对于无机半导体材料具有便于设计、制备简单、易于裁减、加工方便(如可以采取用于溶液法的低成本旋涂、喷墨打印技术等)和可实现柔性器件等诸多特点和优势,许多著名的跨国公司和世界一流大学竞相参与研究与开发,使有机电子学这一新兴学科发展异常迅猛,特别是在发光二极管(OLEDs)、太阳能电池(Photovoltaic cells)、场效应管(FETs)和生物传感(Biosensors)等方面的应用已达到实用或接近实用的阶段,正日益影响着人们日常生活的各个方面1。
有机半导体材料是一类具有共轭分子结构的光电功能材料,通常采用金属催化偶联反应制得。然而,根据目前人们所掌握的对这些反应的知识,很难预知所需反应的最优实验条件。尤其对于一些结构复杂、反应时间长的反应,优化实验条件的工作不仅繁琐费时而且困难。这在很大程度上制约着更多性能优越的功能材料的开发和研究。近年来,微波加热技术由于其在有机合成中的独特优势引起了人们的广泛关注2。研究发现,微波加热可以显著地缩短反应时间,其反应速度较传统方法快数倍甚至上千倍,且具有操作方便、产率高及产品易纯化等特点,使得人们可以以更加经济更加快速的方式对反应条件进行优化3。而且,目前微波市场上已经可以提供反应条件可控及反应结果可重复的微波反应器,这种反应器具有更强的计算机辅助及自动化控制功能,具有更优良的安全性能4。这就为快速高效地研究开发性能优越的功能材料提供了更强有力的手段。
到目前为止,微波加快有机合成反应的类型众多,根据以前的文献以及相关书籍可知至少有40种以上3。但是采用微波辅助合成有机半导体材料方面,目前的文献报道很少5-6。据我们所知,2002年,IBM公司采用微波辅助以Ni金属催化的Yamamoto反应在10min内合成了高分子量(>10万)的聚芴5。2004年,德国U.Scherf课题组以微波为辅助手段对Pd金属催化的Suzuki和Stille偶联反应进行了研究,合成了高分子量的芴噻吩共聚物等6。然而,可以预见采用微波辅助手段不仅在反应研究而且在合成各种功能材料的具体应用方面都将会显示出强盛生命力和诱人前景。
三并咔唑在分子结构上可以看成是三个咔唑分子交错并合而成,具有与咔唑分子相类似的性质,如比较低的氧化电位、比较宽的禁带能级及其衍生物因此而具有的优良的空穴迁移性能、良好的热稳定性能和发光性能等等;另外,三并咔唑在结构上为构筑具有多臂的支化结构的功能材料提供了可能,我们认为此结构基元有望在有机电子学领域中得到深入研究和广泛应用。目前并未见到含三并咔唑结构单元的共轭型功能材料应用于有机电子学领域特别是有机电致发光等领域的相关文献或公开专利的报道。
1.M.D.McGehee,A.J.Heeger,Adv.Mater.2000,12,1655.
2.D.Adam,Nature 2003,421,571-572.
3.a)R.A.Abramovitch,Org.Prep.Proced.Int.1991,23,685-711;b)S.Caddick,Tetrahedron 1995,51,10403-10432;c)LidstrUm,J.Tierney,B.Wathey,J.Westman,Tetrahedron 2001,57,9225-9283;d)M.NLchter,B.Ondruschka,W.Bonrath,A.Gum,Green Chem.2004,6,128-141.
4.C.O.Kappe,Angew.Chem.Int.Ed.2004,43,6250-6284.
5.K.R.Carter,Macromolecules 2002,35,6757-6759.
6.a)B.S.Nehls,U.Asawapirom,S.Fuldner,E.Preis,T.Farrell,U.Scherf,Adv.Funct.Mater.2004,14,352;b)B.S.Nehls,S.Fuldner,E.Preis,T.Farrell,U.Scherf,Macromolecules,2005,38,687-694
发明内容
本发明的目的在于提出一类新颖的支化结构光电功能材料及其制备方法和应用。
本发明提出的支化结构光电功能材料,其设计思路是,以三并咔唑结构基元为骨架,将共轭结构的荧光生色团作为功能基团嫁接到骨架的周围,形成三臂或六臂结构的功能材料。通过选择特定的功能基团以实现分子的目标功能,比如获得稳定高效的有机电致发光材料,获得有优良空穴迁移性能的空穴传输材料、光伏材料、场效应晶体管材料,获得能级可调的荧光染料掺杂主体材料或磷光染料掺杂的主体材料等等;通过嫁接具有共轭结构生色团来构筑具有三臂或六臂支化结构功能材料,使得此类材料具有特定的空间拓扑结构,表现出优良的热稳定性、形态稳定性以及成膜性等。并且,其特殊的光电性能,使之在有机电致发光、太阳能电池、有机场效应晶体管等领域中具有广泛的应用价值。
它具有如下所示之一种的支化结构:
其中,Ar是含芳香基的荧光生色团,n为生色团重复单元数,R是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基,R”是氢原子或者是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基。
此类分子化合物具有特定的空间拓扑结构,表现出优良的热稳定性、形态稳定性以及成膜性等,具有特殊的光电性能,有着广泛的用途,如可用作发光材料、空穴传输材料、三线态主体材料、光伏材料以及晶体管材料等,在有机电致发光、太阳能电池、有机场效应晶体管等领域中具有广泛的应用价值。
选择不同的芳香基荧光生色团,采用收敛法,可以构建不同的化合物。根据所选芳香基的不同以及所形成的支化结构的臂数的差异,本发明的功能材料大致有8类典型结构,如以下结构式a-h所示:
结构通式为a的化合物中,R和R’是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基,n为不超过10的自然数。R优选为苯基、甲氧基苯基、乙氧基苯基、丁氧基苯基、己氧基苯基、辛氧基苯基、甲基苯基、己基苯基、甲基、乙基、丁基、己基、或辛基;R’优选为丁基、己基、或辛基;n优选为1、2、3、或4。优选的a类化合物的结构式如下所示:
a-13,R=-C8H17,R′=-C6H13,n=2;
R′=-C6H13,n=2;
结构通式为b的化合物中,R和R′是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基,R″可以是氢原子或者是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基,n为不超过10的自然数。R优选为苯基、乙氧基苯基、丁氧基苯基、己氧基苯基、辛氧基苯基、己基苯基、丁基、己基、或辛基;R’优选为丁基、己基、或辛基;R″优选为氢原子;n优选为1、2、3、或4。优选的b类化合物的结构式如下所示:
b-11,R=-C4H9,R′=-C6H13,n=2;
R′=-C6H13,n=2;
b-21,R=-C6H13,R′=-C6H13,n=3;
R′=-C6H13,n=3;
b-22,R=-C8H17,R′=-C8H17,n=3;
R′=-C6H13,n=3;
b-29,R=-C6H13,R′=-C6H13,n=4;
R′=-C6H13,n=4;
结构通式为c的化合物中,R和R’是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基,n为不超过10的自然数。R优选为苯基、乙氧基苯基、丁氧基苯基、己氧基苯基、辛氧基苯基、己基苯基、甲基、乙基、丁基、己基、或辛基;R’优选为甲基、乙基、丁基、己基、或辛基;n优选为1、2、或3。优选的c类化合物的结构式如下所示:
c-1,R=-CH3,R′=-CH3,n=1;
R′=-C6H13,n=1;
c-15,R=-C4H9,R′=-C6H13,n=2;
R′=-C6H13,n=2;
结构通式为d的化合物中,R和R′是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基,R″可以是氢原子或者是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基,n为不超过10的自然数。R优选为苯基、乙氧基苯基、丁氧基苯基、己氧基苯基、辛氧基苯基、己基苯基、甲基、乙基、丁基、己基、或辛基;R’优选为甲基、乙基、丁基、己基、或辛基;R″优选为氢原子;n优选为1、2、或3。优选的d类化合物的结构式如下所示:
d-5,R=-C8H17,R′=-C8H17,n=1;
R′=-C2H5,n=1;
d-13,R=-CH3,R′=-CH3,n=2;
R′=-C6H13,n=2;
d-16,R=-C6H13,R′=-C6H13,n=2;
R′=-C8H17,n=2;
d-27,R=-C6H13,R′=-C8H17,n=3;
R′=-C8H17,n=3;
结构通式为e的化合物中,R是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基,R’、R1、R2是氢原子或者是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基,n为不超过10的自然数。R优选为苯基、乙氧基苯基、丁氧基苯基、己氧基苯基、辛氧基苯基、己基苯基、甲基、乙基、丁基、己基、或辛基;R’优选为氢原子、丁基、己基、或辛基;R1、R2优选为氢原子;n优选为1、2、3、或4。优选的e类化合物的结构式如下所示:
e-1,R=-CH3,R′=H,n=1;
R′=H,n=1;
e-4,R=-C6H13,R′=H,n=1;
R′=H,n=1;
e-14,R=-C2H5,R′=-C2H5,n=2;
R′=-C6H13,n=2;
结构通式为f的化合物中,R是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基,R’、R”、R1、R2是氢原子或者是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基,n为不超过10的自然数。R优选为苯基、乙氧基苯基、丁氧基苯基、己氧基苯基、辛氧基苯基、己基苯基、甲基、乙基、丁基、己基、或辛基;R’优选为氢原子、丁基、己基、或辛基;R”、R1、R2优选为氢原子;n优选为1、2、3、或4。优选的f类化合物的结构式如下所示:
f-5,R=-C8H17,R′=H,n=1;
R′=H,n=1;
f-15,R=-C4H9,R′=-C6H13,n=2;
R′=-C6H13,n=2;
f-28,R=-C8H17,R′=-C6H13,n=3;
R′=H,n=3;
结构通式为g的化合物中,R是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基;R’是氢原子或者是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基,n为不超过4的自然数。R优选为苯基、乙氧基苯基、丁氧基苯基、己氧基苯基、辛氧基苯基、己基苯基、甲基、乙基、丁基、己基、或辛基;R’优选为氢原子、甲基、乙基、丁基、己基、辛基、或二苯胺基;n优选为1。优选的g类化合物的结构式如下所示:
g-1,R=-CH3,R′=H,n=1;
R′=H,n=1;
g-5,R=-C8H17,R′=H,n=1;
R′=H,n=1;
结构通式为h的化合物中,R是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基;R’和R”是氢原子或者是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基,n为不超过4的自然数。R优选为苯基、乙氧基苯基、丁氧基苯基、己氧基苯基、辛氧基苯基、己基苯基、甲基、乙基、丁基、己基、或辛基;R’优选为氢原子、甲基、乙基、丁基、己基、辛基、或二苯胺基;R”优选为氢原子;n优选为1。优选的h类化合物的结构式如下所示:
h-5,R=-C8H17,R′=H,n=1;
R′=H,n=1;
h-8,R=-C6H13,
本发明还提出了上述支化结构功能材料的合成方法。本发明的支化结构功能材料,采用收敛法通过Suzuki偶联反应而制备。合成方法包括三个部分:一是三并咔唑前驱体的合成;二是生色团寡聚体单硼酸(酯)的合成;三是目标产物的合成。
其中第一部分是相关三并咔唑前驱体的合成,包括六溴三并咔唑和三溴三并咔唑前驱体的合成。具体过程是将一定计量比的液溴的乙氰溶液逐滴滴加到吲哚的乙氰溶液中,搅拌过夜,将得到的墨绿色沉淀过滤,在DMSO和丙酮的混合溶液中重结晶得到六溴三并咔唑;然后再进行烷基化或芳香基化反应,粗产品经重结晶或柱层析后可得到纯度较高的六溴三并咔唑前驱体。六溴三并咔唑前驱体n-BuLi的选择性作用下去除部分溴原子可制得相应的三溴三并咔唑前驱体。
第二部分是生色团寡聚体单硼酸(酯)的合成。通过单溴化或偶联先制备生色团寡聚体的单溴化产物,然后在-78℃下进行硼酸(酯)化反应,得到的粗产物经快速柱层析分离提纯可得到相应生色团寡聚体的单硼酸(酯)产物。
第三部分是目标产物的合成,采用Suzuki偶联反应。由于本发明的支化结构功能材料的结构较复杂,前驱体的反应活性位较多,常规加热法制备有一定难度,往往得到的粗产物中,副产物较多,分离提纯困难,因此本发明提出采用微波辅助的Suzuki反应来制备此类材料,方法简便易行,而且产率高、产物易纯化。具体过程是将一定计量比的三并咔唑前驱体、生色团寡聚体单硼酸(酯)、KOH、Pd(PPh3)4溶于THF溶液中,形成的均相体系在聚焦单模微波反应器(美国CEM公司的Discover微波反应器)中通过Suzuki偶联反应(10-30min),得到相应三并咔唑衍生物的粗产品。然后通过柱层析方法分离提纯可得到高纯产品。用反应式表示如下:
其中,Ar是含芳香基的荧光生色团,n为生色团重复单元数,R是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基,R”是氢原子或者是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基。
具体的合成步骤如下:
方法1六臂支化结构三并咔唑衍生物的制备:以吲哚为起始材料,通过溴化环化和烷基化或芳基化过程得到六溴三并咔唑衍生物,并以此为基础,与芳香基荧光生色团的寡聚体的单硼酸(酯)化产物采用收敛法在聚焦单模微波反应器中通过Suzuki耦合反应而制得;其具体的步骤为:将六溴三并咔唑烷基化或芳香基化衍生物(如1.0mmol)与芳香基荧光生色团的寡聚体的单硼酸(酯)化产物(如7.2-9.0mmol)混合溶于THF(如2-4ml)溶液,加入经过研磨的KOH(如4.5-5.5mmol)固体粉末。混合物经多次(如2-4次)排空气置换氮气后,加入催化剂量的Pd(PPh3)4(如1.0-1.3mol%),在专用10ml高压反应管中密封,用100-150W的起始微波功率辐射,升温至设定反应温度,达到该温度后,微波功率自动调节以维持该反应温度。反应物体系的设定反应温度为130-150℃,反应时间为15-30min,反应结束后用乙酸乙酯稀释,先后用10%的HCl水溶液、饱和食盐水洗涤有机层,然后用无水Na2SO4干燥,用正己烷/二氯甲烷混合溶剂为洗脱剂进行柱层析。在50-60℃的真空烘箱里干燥后得到目标产物。产率65-85%。
方法2三臂支化结构三并咔唑衍生物的制备:以烷基化或芳基化三并咔唑为基本原料,通过选择性溴化,得到三溴化三并咔唑衍生物,在此基础上,与芳香基荧光生色团的寡聚体的单硼酸(酯)化产物采用收敛法在聚焦单模微波反应器中通过Suzuki耦合反应而制得;其具体的步骤为:将三溴化三并咔唑(如1.0mmol)与芳香基荧光生色团的寡聚体的单硼酸(酯)产物(如3.6-4.5mmol)混合溶于THF(如2-4ml)溶液,加入经过研磨的KOH(如2.3-2.8mmol)固体粉末。混合物经多次(如2-4次)排空气置换氮气后,加入催化剂量的Pd(PPh3)4(如0.5-0.7mol%),在专用10ml高压反应管中密封,用100-150W的起始微波功率辐射,升温至设定反应温度,达到该温度后,微波功率自动调节以维持该反应温度。反应物体系的设定反应温度为130-150℃,反应时间为15-30min,反应结束后用乙酸乙酯稀释,先后用10%的HCl水溶液、饱和食盐水洗涤有机层,然后用无水Na2SO4干燥,用正己烷/二氯甲烷混合溶剂为洗脱剂进行柱层析。在50-60℃的真空烘箱里干燥后得到目标产物。产率72-90%。
在上述方法1中,如果芳香基荧光生色团选择9,9-二取代芴,六溴三并咔唑衍生物与9,9-二取代芴寡聚体的单硼酸(酯)反应则得到a类化合物,其结构简式如前所述;
在上述方法2中,如果芳香基荧光生色团选择9,9-二取代芴,三溴三并咔唑衍生物与9,9-二取代芴寡聚体的单硼酸(酯)反应则得到b类化合物,其结构简式如前所述;
在上述方法1中,如果芳香基荧光生色团选择9-取代咔唑,六溴三并咔唑衍生物与9-取代咔唑寡聚体的单硼酸(酯)反应则得到c类化合物,其结构简式如前所述;
在上述方法2中,如果芳香基荧光生色团选择9-取代咔唑,三溴三并咔唑衍生物与9-取代咔唑寡聚体的单硼酸(酯)反应则得到d类化合物,其结构简式如前所述;
在上述方法1中,如果芳香基荧光生色团选择噻吩衍生物,六溴三并咔唑衍生物与噻吩衍生物寡聚体的单硼酸反应则得到e类化合物,其结构简式如前所述;
在上述方法2中,如果芳香基荧光生色团选择噻吩衍生物,三溴三并咔唑衍生物与噻吩衍生物寡聚体的单硼酸反应则得到f类化合物,其结构简式如前所述;
在上述方法1中,如果芳香基荧光生色团选择三苯胺衍生物,六溴三并咔唑衍生物与三苯胺衍生物寡聚体的单硼酸酯反应则得到g类化合物,其结构简式如前所述;
在上述方法2中,如果芳香基荧光生色团选择三苯胺衍生物,三溴三并咔唑衍生物与三苯胺衍生物寡聚体的单硼酸酯反应则得到h类化合物,其结构简式如前所述。
由本发明得到的芳香基荧光生色团修饰的三并咔唑衍生物分子具有二维或三维的支化结构,具有优良的热稳定性、形态稳定性以及成膜性等,具有特殊的光电性能,有着广泛的用途,如可用作发光材料、空穴传输材料、三线态主体材料、光伏材料以及晶体管材料等,在有机电致发光、太阳能电池、有机场效应晶体管等领域中具有广泛的应用价值。
其中,a、b类化合物在溶液和薄膜状态下都具有相当高的荧光量子效率,可用作蓝光材料,实验表明,多支化结构的a、b类化合物具有优良的光谱稳定性,经旋涂的薄膜在200℃的空气中退火3h,发射光谱几乎没有变化,很好地压制了芴类蓝光材料在热处理过程中出现的绿光发射现象。三并咔唑的引入,使得化合物的HOMO能级降低,显著地提高了此类材料的空穴注入及传输性能。另外a、b类化合物具有良好的热稳定性能,具有较高的相变温度和热失重温度,是性能优良的蓝光材料。
c、d、g、h类化合物,具有可调性的HOMO、LUMO能级,可作为三线态主体材料;它们具有优良的空穴迁移性能,也可作为空穴传输材料以及有机晶体管材料等。
e、f类化合物是由噻吩衍生物修饰的三并咔唑衍生物,其特殊的空间拓扑结构,以及噻吩、三并咔唑基元优良的载流子传输性能,使得该类材料在光伏材料、有机晶体管材料方面具有重要的应用价值。
附图说明
图1为本发明制备的化合物a-21的结构式、分子式及其分子量。
图2为本发明制备的化合物a-21的1HNMR谱图。
图3为本发明制备的化合物a-21的MALDI-TOF质谱图。
图4为本发明制备的化合物a-2,a-12和a-21在THF溶液中的UV-Vis和PL谱图。
图5为本发明制备的化合物a-21在200℃的空气中退火3h前后的荧光发射光谱图。
具体实施方式
下面通过具体实施例来进一步描述本发明,但本发明并不局限于这些实施例。
实施例1:化合物a-1的合成
(1)三并咔唑前驱体的合成
六溴三并咔唑的合成
Br2(22.44g,d=3.12g/ml,7.19ml,140.2mmol)溶于乙氰(30ml),逐滴加入到吲哚(5.44g,46.6mmol)的乙氰(100ml)溶液中,约10min滴完。混合物搅拌过夜,得到的墨绿色沉淀过滤,用大量的乙氰溶液洗涤,再在DMSO/丙酮混合溶液中重结晶得到灰白色固体(3.21g,25.2%)。1H NMR(400MHz,DMSO,δ,ppm):12.13(3H,s),8.88(3H,s),7.87(3H,s).IR(KBr disc)/cm-1:3419.8,2358.9,1633,1600,1469,1431,1399,1361,1296,1264,1225,1074,1025,949,920,866,850,701,636,529.元素分析(%):实验测定:C 35.12,H 1.12,N 5.16;理论值:C 35.21,H 1.11,N 5.13。
六溴丁基化三并咔唑的合成
六溴三并咔唑(2.45g,3mmol)和KOH(1.4g,25mmol)溶于THF(100ml),加热至回流,1-溴丁烷(1.85g,13.5mmol)逐滴加入到上述溶液中,回流3h。混合物冷至室温,用CHCl3稀释,然后依次用10%HCl溶液、饱和NaCl溶液洗涤有机层,最后用无水Na2SO4干燥。旋蒸去除有机溶剂得到的粗产物用正己烷∶二氯甲烷=10∶1柱层析,得到白色固体产物(1.92g,65%)。1H NMR(400Hz,CDCl3,ppm,δ):8.16(s,3H),7.67(s,3H),4.31-4.27(t,J=8.0Hz,6H),1.85-1.77(m,6H),1.35-1.25(m,6H),0.94-0.89(t,J=7.2Hz,9H).13C NMR(100MHz,CDCl3,ppm,δ):140.22,138.90,125.12,123.09,118.49,115.22,114.71,101.48,46.87,32.14,19.82,13.79.MS(MALDI-TOF):Calcd for C36H33Br6N3:987.09;Found:986.5(M+),906.6([M-Br]+),828.7([M-2Br]+),746.7([M-3Br]+,100%),670.8([M-4Br]+),590.9([M-5Br]+),513.1([M-6Br]+).
(2)烷基芴寡居体单硼酸的合成
9,9-二己基芴的合成
称取16.80g,50mmol 9,9-二己基芴,溶解在80ml三氯甲烷中,在冰水浴下冷却到0℃,再加入125mg,0.768mmol三氯化铁,最后滴加5.3ml,104.8mmol液溴。在磁力搅拌下将混合物升温至室温,避光反应三小时。将反应后的混合物用500ml水稀释,并用亚硫酸钠洗至红色消失,用三氯甲烷萃取水层两次,混合有机层用无水硫酸钠干燥12小时。干燥后过虑,将虑液减压旋蒸得到23.66g棕色油状物,将此油状物用正己烷作洗脱剂,经硅胶柱层析进一步提纯得到20.94g白色油状物质(产率为84.7%)。1H NMR(400Hz,CDCl3,ppm,δ):7.72-7.70(dd,2H,),7.36-7.30(m,6H),2.00-1.96(m,4H),1.11-1.03(m,4H),0.70-0.66(t,6H,J=7.2Hz),0.65-0.57(m,4H).
2-溴-9,9-二己基芴的合成
称取27.36g,81078mmol9,9-二己基芴,将其溶解在140ml三氯甲烷中,在60℃避光条件下滴加14.55g,81.78mmol的溶在60mlDMF的NBS,再将混合物在此温度下搅拌30分钟。反应后的混合物先用1200ml水稀释,再用200ml的三氯甲烷萃取,有机相再用300ml水洗,经无水硫酸钠干燥12小时后过滤,将滤液减压旋蒸得到红色油状物质,再将此红色油状物质用正己烷作洗脱剂经硅胶柱层析进一步提纯得到32.56g白色油状的2-溴-9,9-二己基芴(产率为96.3%)。1H NMR(400Hz,CDCl3,ppm,δ):7.53-7.50(dd,2H),7.46-7.44(m,4H),1.94-1.89(m,4H),1.15-0.98(m,12H),0.79-0.76(t,J=7.2Hz,6H),0.62-0.54(m,4H).
9,9-二己基芴单硼酸的合成
称取20.67g,50mmol的2-溴-9,9-二己基芴,将其溶解在100ml无水四氢呋喃中,在-78℃下往溶液中缓慢滴加24.0ml,60.0mmol正丁基锂,在此温度下搅拌一小时后,滴加18.0ml,14.68g,78.0mmol的B(OiPr)3,然后升温至室温,在搅拌条件下反应过夜。将反应后的混合物先用200ml,2.0M的盐酸洗涤,再用大量的水洗,最后用乙醚萃取三次,有机相用无水硫酸钠干燥12小时。将干燥后的有机相过滤,滤液进行减压浓缩。浓缩后的混合物用石油醚/乙酸乙酯(2∶1)作洗脱剂经硅胶柱层析进一步提纯得到12.0g9,9-二己基芴单硼酸的白色固体(产率为32.4%)。1H NMR(400Hz,CDCl3,ppm,δ):8.37(1H,d,J3=7.55Hz),8.28(1H,s),7.95(1H,d,J3=7.55Hz),7.86-7.82(1H,m),7.52-7.40(3H,m),2.30-2.00(4H,m),1.24-1.04(12H,m),0.86-0.66(10H,m).
(3)目标产物a-1的合成
将六溴丁基化三并咔唑(98.7mg,0.1mmol)与9,9-二己基芴单硼酸(272.4mg,0.72mmol)混合溶于THF(4ml)溶液,加入经过研磨的KOH(56mg,1.0mmol)固体粉末。混合物经三次排空气置换氮气后,加入催化剂量的Pd(PPh3)4(1.2mol%),在专用10ml高压反应管中密封,用150W的起始微波功率辐射,快速升温至设定反应温度,达到该温度后,微波功率自动调节以维持该反应温度。反应物体系在135℃反应15min,反应结束后用乙酸乙酯稀释,先后用10%的HCl水溶液、饱和食盐水洗涤有机层,然后用无水Na2SO4干燥,用正己烷/二氯甲烷(10∶1)混合溶剂为洗脱剂进行柱层析。得到产物在50-60℃的真空烘箱里干燥后为浅黄绿色固体(213mg,85%)。1H NMR(δ,400MHz,CDCl3,ppm):8.37(s,3H),7.64(s,3H),7.57(m,6H),7.47(d,12H),7.38-7.33(m,6H),7.19(m,12H),7.18(s,6H),4.98(s,6H),2.08(m,24H),1.75-1.61(m,6H),1.18(m,24H),0.94(m,24H),0.82-0.79(m,15H),0.68-0.62(m,60H),0.53-0.44(m,24H).MALDI-TOF MS(m/z):Calcd for C186H231N3:2508.84;Found:2508.4(M+),2452.4([M-C4H9]+).IR(KBr disc)/cm-1:3450,2910,2853,1562,1458,1402,1375,1290,1248,1198,1113,831,741,475.元素分析(%):实验测定:C 89.23,H 9.25,N 1.65;理论值:C 89.04,H 9.28,N 1.67。
实施例2化合物a-2的合成
(1)六溴己基化三并咔唑的合成
按照化合物a-1中的方法合成,其中的烷基溴采用1-溴己烷即可,产率66%。1H NMR(400Hz,CDCl3,ppm,δ):8.02(s,3H),7.55(s,3H),4.08(m,6H),1.74(brs,6H),1.33-1.26(m,18H),0.87-0.84(m,9H).13C NMR(100MHz,CDCl3,ppm,δ):140.31,138.93,125.19,123.13,118.72,115.43,114.76,101.53,47.17,31.70,30.41,26.41,22.86,14.24.MS(MALDI-TOF):Calcd forC42H45Br6N3:1064.87;Found:1069.0(M+),991.0([M-Br]+),913.1([M-2Br]+),833.2([M-3Br]+,100%),753.3([M-4Br]+),675.3([M-5Br]+),597.5([M-6Br]+).元素分析(%):实验测定:C47.19 H 4.20,N,3.89;理论值:C 47.09 H 4.23,N,3.92。
(2)9,9-二己基芴单硼酸的合成
同化合物a-1中9,9-二己基芴单硼酸的合成。
(3)目标化合物a-2的合成
按化合物a-1的方法合成,其中六溴三并咔唑前驱体采用六溴己基化三并咔唑即可,产率85%。
1H NMR(δ,400MHz,CDCl3,ppm):8.36(s,3H),7.64(s,3H),7.57(m,6H),7.47(d,12H),7.38-7.33(m,6H),7.19(m,12H),7.18(s,6H),4.08(m,6H),2.08(m,24H),1.75-1.61(m,6H),1.28-1.08(m,114H),0.94-0.61(m,45H).MALDI-TOF MS(m/z):Calcd for C192H243N3:2590.91;Found:2592.0(M+),2507.8([M-C6H13]+).元素分析(%):实验测定:C 89.03,H 9.48,N 1.65;理论值:C 88.93,H 9.45,N 1.62。
实施例3化合物a-5的合成
(1)六溴苯基化三并咔唑的合成
六溴三并咔唑(2.45g,3mmol)、1-碘苯(2.75g,13.5mmol)、1,10-菲罗啉(0.162g,0.9mmol)、CuI(98.5mg,0.9mmol)和KOH(1.4g,25mmol)在对二甲苯(100ml)溶液中加热回流24h,得到的粗产物依次在正己烷、乙醇中重结晶后得到白色晶体产物(2.35g,75%)。1H NMR(400Hz,CDCl3,ppm,δ):8.40(s,3H),7.71(s,3H),7.35-7.18(m,15H).13CNMR(100MHz,CDCl3,ppm,δ):141.2,138.2,129.4,127.7,125.6,123.5,121.6,117.3,116.9,116.8,114.8,112.6.MS(MALDI-TOF):Calcd for C42H21Br6N3:1040.68;Found:1047.0(M+),969.1([M-Br]+),891.3([M-2Br]+),813.4([M-3Br]+,100%),735.6([M-4Br]+),657.8([M-5Br]+),579.9([M-6Br]+).
(2)9,9-二己基芴单硼酸的合成
同化合物a-1中9,9-二己基芴单硼酸的合成。
(3)目标化合物a-5的合成
按化合物a-1的方法合成,其中六溴三并咔唑前驱体采用六溴苯基化三并咔唑即可,产率81%。1H NMR(δ,400MHz,CDCl3,ppm):8.38(s,3H),7.69(s,3H),7.54-7.50(m,12H),7.47-7.30(m,21H),7.23-7.10(m,24H),2.05-1.92(m,24H),1.15-0.98(m,72H),0.79-0.76(m,36H),0.62-0.50(m,24H).MALDI-TOF MS(m/z):Calcd for C192H219N3:2566.72;Found:2568.9(M+).元素分析(%):实验测定:C 89.74,H 8.61,N 1.63;理论值:C 89.77,H 8.59,N 1.64。
实施例4化合物a-8的合成
(1)六溴己氧基苯基三并咔唑的合成
按化合物a-5中(1)的方法合成,其中1-碘苯采用1-碘-4-己氧基苯即可,产率81%。
1H NMR(400Hz,CDCl3,ppm,δ):8.44(s,3H),7.72(s,3H),7.35(d,6H),6.90(d,6H),4.02-3.97(m,6H),1.74-1.70(m,6H),1.33-1.26(m,18H),0.89-0.83(m,9H).13C NMR(100MHz,CDCl3,ppm,δ):154.3,138.2,132.7,127.7,123.4,122.2,117.2,116.9,116.8,,115.0,114.8,112.4,67.9,31.7,30.1,26.4,22.9,14.2.MS(MALDI-TOF):Calcd for C60H57Br6N3O3:1340.95;Found:1347.2(M+),1269.3([M-Br]+),1191.4([M-2Br]+),1113.6([M-3Br]+,100%),1035.8([M-4Br]+),957.9([M-5Br]+),880.1([M-6Br]+).
(2)9,9-二己基芴单硼酸的合成
同化合物a-1中9,9-二己基芴单硼酸的合成。
(3)目标化合物a-8的合成
按化合物a-1的方法合成,其中六溴三并咔唑前驱体采用六溴己氧基苯基三并咔唑即可,产率85%。1H NMR(δ,400MHz,CDCl3,ppm):8.37(s,3H),7.69(s,3H),7.63-7.50(m,30H),7.41-7.28(m,12H),7.20(d,6H),7.01(d,6H),4.00-3.96(m,6H),2.05-1.92(m,24H),1.74-1.70(m,6H),1.15-0.98(m,114H),0.79-0.76(m,45H).MALDI-TOF MS(m/z):Calcd forC210H255N3O3:2866.99;Found:2869.5(M+).元素分析(%):实验测定:C 87.85,H 8.94,N 1.43;理论值:C 87.90,H 8.96,N 1.46。
实施例5化合物a-10的合成
(1)六溴甲基苯基三并咔唑的合成
按化合物a-5中(1)的方法合成,其中1-碘苯采用1-碘-4-甲基苯即可,产率80%。1H NMR(400Hz,CDCl3,ppm,δ):8.14(s,3H),7.70(s,3H),7.15-7.10(m,12H),2.57(s,9H).13C NMR(100MHz,CDCl3,ppm,δ):138.3,138.1,135.2,129.8,127.7,123.3,121.5,117.2,116.9,116.7,114.8,112.4,24.5.MS(MALDI-TOF):Calcd for C45H27Br6N3:1082.73;Found:1089.0(M+),1011.2([M-Br]+),933.3([M-2Br]+),855.5([M-3Br]+,100%),777.6([M-4Br]+),699.8([M-5Br]+),621.9([M-6Br]+).
(2)9,9-二己基芴单硼酸的合成
同化合物a-1中9,9-二己基芴单硼酸的合成。
(3)目标化合物a-10的合成
按化合物a-1的方法合成,其中六溴三并咔唑前驱体采用六溴甲基苯基三并咔唑即可,产率84%。1H NMR(δ,400MHz,CDCl3,ppm):8.40(s,3H),7.74(s,3H),7.70-7.50(m,30H),7.41-7.29(m,12H),7.18(d,6H),7.15(d,6H),2.38(m,9H),2.05-1.90(m,24H),1.45-0.98(m,96H),0.79-0.76(m,36H).MALDI-TOF MS(m/z):Calcd for C195H225N3:2608.77;Found:2609.5(M+).元素分析(%):实验测定:C 89.65,H 8.71,N 1.59;理论值:C 89.70,H 8.69,N 1.61。
实施例6化合物a-11的合成
(1)六溴丁基化三并咔唑的合成
同化合物a-1中(1)的合成。
(2)二联(9,9-二己基芴)单硼酸酯的合成
2,7-二溴-9,9-二己基芴的合成
称取16.80g,50mmol 9,9-二己基芴,溶解在80ml三氯甲烷中,在冰水浴下冷却到0℃,再加入125mg,0.768mmol三氯化铁,最后滴加5.3ml,104.8mmol液溴。在磁力搅拌下混合物在室温下避光反应三小时。将反应后的混合物用500ml水稀释,并用亚硫酸钠洗至红色消失,用三氯甲烷萃取水层两次,混合有机层用无水硫酸钠干燥12小时。干燥后过虑,将虑液减压旋蒸得到23.66g棕色油状物,将此油状物用正己烷作洗脱剂,经硅胶柱层析进一步提纯得到20.94g白色油状物质(产率为84.7%)。1H NMR(δ,400MHz,CDCl3,ppm):7.53-7.50(dd,2H),7.46-7.44(m,4H),1.94-1.89(m,4H),1.15-0.98(m,12H),0.79-0.76(t,J=7.2Hz,6H),0.62-0.54(m,4H).
2-溴-二联(9,9-二己基芴)的合成
2,7-二溴-9,9-二己基芴(6.794g,13.8mmol)、Pd(PPh3)4(100mg,0.0865mmol)在甲苯溶液中脱气充N2,9,9-二己基芴单硼酸(1.740g,4.6mmol)溶于甲苯与2MNa2CO3水溶液(12.0ml,24.0mmol)用针筒注入。混合物在80℃搅拌12h,产物用二氯甲烷萃取,有机层用水洗,无水Na2SO4干燥,去除溶剂后,用二氯甲烷/正己烷(1∶5)柱层析,分离出的产品在丙酮中重结晶,得到白色固体(82.9%)。1H NMR(400MHz,CDCl3,δ,ppm):7.85-7.75(3H,m),7.72-7.60(5H,m),7.54-7.48(2H,m),7.44-7.34(3H,m),2.18-1.92(8H,m),1.24-1.02(24H,m),0.86-0.66(20H,m).13C NMR(100MHz,CDCl3,δ,ppm):153.17,151.42,151.01,150.91,140.96,140.64,140.38,140.18,139.77,139.09,129.91,126.98,126.73,126.20,126.12,125.96,122.85,121.33,121.00,120.89,119.92,119.84,119.68,55.45,55.10,40.30,40.22,31.40,29.63,29.56,23.70,23.66,22.51,13.97.MALDI-TOF MS(m/z):Calcd for C50H65Br:744.43;Found:744.4(M+),666.5([M-Br]+).
2-二联(9,9-二己基芴)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼烷的合成
2-溴-二联(9,9-二己基芴)(2.5g,3.35mmol)在N2氛围中溶于新蒸无水THF(30ml),降温至-78℃,n-BuLi(3.14ml,1.6M in hexane,5.03mmol)慢慢滴入上述混合溶液,滴完后保持该温度搅拌45min,滴入2-异丙氧基-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼烷(2.05ml,10.05mmol)。自然升至室温搅12h,产物倾入大量冰水溶液中,用乙醚萃取,有机层用饱和食盐水洗涤,无水Na2SO4干燥,去除溶剂后,用正己烷/乙酸乙酯(95∶5)柱层析,得到白色泡沫状固体(2.34g,88%)。1H-NMR(400MHz;CDCl3,δ,ppm):7.85-7.73(m,6H),7.66-7.61(m,4H),7.38-7.30(m,3H),1.97-1.93(m,8H),1.33(s,12H),1.06-0.99(m,24H),0.70-0.61(m,20H).13C-NMR(100MHz,CDCl3,δ,ppm):152.3,151.7,151.2,150.4,144.0,141.2,141.0,140.7,140.6,140.3,134.0,129.2,127.3,127.1,126.4,123.2,121.8,120.7,120.2,120.0,119.4,84.1,55.6,55.5,40.7,40.6,31.8,30.0,25.3,24.1,24.0,22.9,14.4.MALDI-TOF MS(m/z):Calcd forC56H77BO2:792.6;Found:792.9(M+).
(3)目标化合物a-11的合成
按化合物a-1的方法合成,其中寡聚体单硼酸采用2-二联(9,9-二己基芴)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-环二氧硼烷,粗产品采用正己烷/二氯甲烷(5∶1)混合溶剂为洗脱剂进行柱层析提纯,产率84%。1H NMR(400MHz,CDCl3,δ,ppm):8.51(s,3H),7.77-7.70(m,24H),7.63-7.50(m,30H),7.46(s,3H),7.39-7.29(m,24H),5.11(m,6H),2.21-1.81(m,54H),1.38-1.07(m,150H),0.86-0.72(m,129H).13C NMR(100MHz,CDCl3,δ,ppm):151.6,151.2,142.2,141.6,141.0,140.8,140.5,140.4,136.7,133.9,132.7,127.1,127.0,126.2,123.1,121.6,120.0,103.5,55.3,40.6,32.7,31.8,31.7,29.9,24.0,22.9,22.8,20.3,14.3,14.2.MALDI-TOF MS(m/z):Calcd forC336H423N3:4500.32;Found:4504.6(M+),4448.0([M-C4H9]+).元素分析(%):实验测定:C89.52,H 9.42,N 1.04;理论值:C 89.6,H 9.47,N 0.93。
实施例7化合物a-15的合成
(1)六溴苯基化三并咔唑的合成
同化合物a-5中(1)的合成。
(2)2-二联(9,9-二己基芴)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-环二氧硼烷的合成
同化合物a-11中(2)的合成。
(3)目标化合物a-15的合成
按化合物a-1的方法合成,其中三并咔唑前驱体采用六溴苯基化三并咔唑,寡聚体单硼酸采用2-二联(9,9-二己基芴)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-环二氧硼烷,粗产品采用正己烷/二氯甲烷(4∶1)混合溶剂为洗脱剂进行柱层析提纯,产率84%。1H NMR(400MHz,CDCl3,δ,ppm):8.50(s,3H),7.77-7.70(m,24H),7.63-7.50(m,30H),7.46(s,3H),7.39-7.29(m,39H),2.11-1.81(m,48H),1.38-1.07(m,192H),0.86-0.72(m,72H).MALDI-TOF MS(m/z):Calcd forC342H411N3:4560.23;Found:4564.2(M+).元素分析(%):实验测定:C 89.92,H 9.02,N 0.98;理论值:C 90.00,H 9.08,N 0.92。
实施例8化合物a-18的合成
(1)六溴己氧基苯基三并咔唑的合成
同化合物a-8中(1)的合成。
(2)2-二联(9,9-二己基芴)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-环二氧硼烷的合成
同化合物a-11中(2)的合成。
(3)目标化合物a-18的合成
按化合物a-1的方法合成,其中三并咔唑前驱体采用六溴己氧基苯基化三并咔唑,寡聚体单硼酸采用2-二联(9,9-二己基芴)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-环二氧硼烷,粗产品采用正己烷/二氯甲烷(5∶1)混合溶剂为洗脱剂进行柱层析提纯,产率84%。1H NMR(400MHz,CDCl3,δ,ppm):8.52(s,3H),7.78-7.70(m,24H),7.63-7.50(m,30H),7.46(s,3H),7.41-7.28(m,36H),4.00-3.96(m,6H),2.11-1.81(m,54H),1.38-0.94(m,210H),0.86-0.65(m,81H).MALDI-TOFMS(m/z):Calcd for C360H447N303:4860.49;Found:4864.2(M+).元素分析(%):实验测定:C 89.92,H 9.22,N 0.90;理论值:C 88.89,H 9.26,N 0.86。
实施例9化合物a-20的合成
(1)六溴甲基苯基三并咔唑的合成
同化合物a-10中(1)的合成。
(2)2-二联(9,9-二己基芴)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-环二氧硼烷的合成
同化合物a-11中(2)的合成。
(3)目标化合物a-20的合成
按化合物a-1的方法合成,其中三并咔唑前驱体采用六溴甲基苯基化三并咔唑,寡聚体单硼酸采用2-二联(9,9-二己基芴)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-环二氧硼烷,粗产品采用正己烷/二氯甲烷(4∶1)混合溶剂为洗脱剂进行柱层析提纯,产率82%。1H NMR(400MHz,CDCl3,δ,ppm):8.53(s,3H),7.78-7.72(m,24H),7.63-7.50(m,30H),7.46(s,3H),7.41-7.28(m,36H),2.38(s,9H),2.11-1.81(m,48H),1.38-0.99(m,192H),0.86-0.0.70(m,72H).MALDI-TOF MS(m/z):Calcd for C345H417N3:4602.27;Found:4604.4(M+).元素分析(%):实验测定:C 89.93,H 9.12,N 0.90;理论值:C 89.96,H 9.13,N 0.91。
实施例10化合物a-21的合成
(1)六溴己基化三并咔唑的合成
同化合物a-2中(1)的合成。
(2)2-三联(9,9-二己基芴)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-环二氧硼烷的合成
2-溴-三联(9,9-二己基芴)的合成
按化合物a-11(2)中2-溴-二联(9,9-二己基芴)的方法合成,其中,单硼酸采用2-二联(9,9-二己基芴)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-环二氧硼烷即可,产率85%。1H NMR(CDCl3,400MHz,δ,ppm,):7.84-7.74(m,6H),7.69-7.60(m,8H),7.50-7.47(m,1H),7.38-7.26(m,4H),2.16-1.93(m,12H),1.27-1.09(m,36H),0.93-0.72(m,30H).13C NMR(100MHz,CDCl3,δ,ppm):152.1,151.8,151.3,141.1,140.9,140.7,140.3,130.3,127.3,127.1,126.5,126.4,123.3,121.8,121.7,120.3,120.2,120.0,55.5,40.7,31.8,30.0,24.7,24.2,24.1,22.9,14.4.MALDI-TOF MS(m/z):Calcd for C75H97Br:1076.68;Found:1077.4(M+),998.0([M-Br]+).
2-三联(9,9-二己基芴)4,4,5,5-四甲基-1,3,2-环二氧硼烷的合成按化合物a-11(2)中2-二联(9,9-二己基芴)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-环二氧硼烷的方法合成,其中,单溴寡聚芴采用2-溴-三联(9,9-二己基芴)即可,产率65%。1H-NMR(400MHz;CDCl3,δ,ppm):7.86-7.79(m,6H),7.77-7.75(d,2H),7.69-7.64(m,8H),7.39-7.30(m,3H),2.13-2.05(m,12H),1.41(s,12H),1.27-1.09(m,36H),0.79-0.72(m,30H).13C-NMR(100MHz,CDCl3,δ,ppm):152.4,152.1,151.8,151.3,150.5,144.2,141.1,140.8,140.7,140.5,140.4,140.3,134.2,129.2,127.3,127.1,126.5,126.4,123.3,121.9,121.8,120.7,120.3,120.2,120.0,119.4,84.1,55.7,55.5,40.7,40.6,31.8,30.0,25.3,22.9,14.4.MALDI-TOF MS(m/z):Calcd for C81H109BO2:1124.85;Found:1124.9(M+).
(3)目标化合物a-21的合成
按化合物a-1的方法合成,其中三并咔唑前驱体采用六溴己基化三并咔唑,寡聚体单硼酸采用2-三联(9,9-二己基芴)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-环二氧硼烷,粗产品采用正己烷/二氯甲烷(4∶1)混合溶剂为洗脱剂进行柱层析提纯,产率80%。1H NMR(400MHz,CDCl3,δ,ppm):8.52(s,3H),7.82-7.71(m,36H),7.67-7.51(m,54H),7.47(s,3H),7.43-7.30(m,24H),5.13(m,6H),2.22-1.84(m,78H),1.37-1.08(m,228H),0.90-0.75(m,195H).13C NMR(100MHz,CDCl3,δ,ppm):152.1,151.8,151.3,141.1,140.8,140.6,140.3,126.4,126.3,123.3,121.8,120.3,120.0,55.5,40.7,32.0,31.8,30.2,30.0,27.0,24.1,23.1,22.9,14.5,14.4.MALDI-TOF MS(m/z):Calcd for C492H627N3:6583.26;Found:6583.2(M+),6462.6,6342.6.元素分析(%):实验测定:C492H627N3:C,89.76;H,9.60;N,0.64.理论值:C,89.57;H,9.58;N,0.63.
实施例11化合物a-28的合成
(1)六溴己基苯基三并咔唑的合成
按化合物a-5中(1)的方法合成,其中1-碘苯采用1-碘-4-烷己基苯即可,产率78%。1H NMR(400Hz,CDCl3,ppm,δ):8.41(s,3H),7.72(s,3H),7.35(d,6H),6.90(d,6H),2.62-2.45(m,6H),1.74-1.70(m,6H),1.33-1.26(m,18H),0.89-0.83(m,9H).13C NMR(100MHz,CDCl3,ppm,δ):138.3,138.2,132.7,127.7,123.4,122.2,117.2,116.9,116.8,,115.0,114.8,112.4,37.1,31.7,30.1,26.4,22.9,14.0.MS(MALDI-TOF):Calcd for C60H57Br6N3:1292.97;Found:1299.5(M+),1221.7([M-Br]+),1143.9([M-2Br]+),1066.0([M-3Br]+,100%),988.1([M-4Br]+),910.3([M-5Br]+),832.4([M-6Br]+).
(2)2-三联(9,9-二己基芴)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-环二氧硼烷的合成
同化合物a-21中(2)的合成。
(3)目标化合物a-28的合成
按化合物a-1的方法合成,其中三并咔唑前驱体采用六溴己基苯基三并咔唑,寡聚体单硼酸采用2-三联(9,9-二己基芴)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-环二氧硼烷,粗产品采用正己烷/二氯甲烷(4∶1)混合溶剂为洗脱剂进行柱层析提纯,产率77%。1H NMR(400MHz,CDCl3,δ,ppm):8.51(s,3H),7.82-7.73(m,36H),7.67-7.51(m,54H),7.47(s,3H),7.43-7.30(m,36H),2.73-2.65(m,6H),2.22-1.84(m,78H),1.37-1.08(m,228H),0.90-0.74(m,195H).13C NMR(100MHz,CDCl3,δ,ppm):152.0,151.8,151.3,141.1,140.8,140.6,140.3,138.3,135.5,128.8,126.4,126.3,123.3,121.8,121.4,120.3,120.0,40.7,36.0,32.0,31.8,30.2,30.0,27.0,24.1,23.1,22.9,14.5,14.1.MALDI-TOF MS(m/z):Calcd for C498H631N3:6653.95;Found:6653.9(M+).元素分析(%):实验测定:C492H627N3:C,89.86;H,9.60;N,0.64.理论值:C,89.82;H,9.55;N,0.63.
实施例12化合物a-29的合成
(1)六溴己基化三并咔唑的合成
同化合物a-2中(1)的合成。
(2)2-四联(9,9-二己基芴)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-环二氧硼烷的合成
2-溴-四联(9,9-二己基芴)的合成
按化合物a-11(2)中2-溴-二联(9,9-二己基芴)的方法合成,其中,单硼酸采用2-三联(9,9-二己基芴)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-环二氧硼烷即可,产率80%。1H NMR(CDCl3):δ7.90-7.76(7H,m),7.76-7.61(13H,m),7.55-7.49(2H,m),7.44-7.32(3H,m),2.25-1.90(16H,m),1.25-1.05(48H,m),0.92-0.70(40H,m).MALDI-TOF MS(m/z):Exact mass Calcd.1408.93,Found:1411(M+),1332([M-Br]+).元素分析(%):实验测定:C 85.20,H 9.35,Br5.57;理论值:C 85.12,H 9.21,Br 5.66%。
2-四联(9,9-二己基芴)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-环二氧硼烷的合成
按化合物a-11(2)中2-二联(9,9-二己基芴)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-环二氧硼烷的方法合成,其中,单溴寡聚芴采用2-溴-三联(9,9-二己基芴)即可,产率65%。1H-NMR(400MHz;CDCl3,δ,ppm):7.88-7.79(m,8H),7.77-7.75(d,2H),7.68-7.64(m,10H),7.39-7.29(m,5H),2.14-2.05(m,16H),1.42(s,12H),1.27-1.09(m,52H),0.79-0.70(m,36H).13C-NMR(100MHz,CDCl3,δ,ppm):152.2,152.1,151.8,151.3,150.5,148.3,147.8,144.2,141.1,140.8,140.7,140.5,140.4,140.3,134.2,129.2,127.3,127.1,126.5,126.4,123.3,121.9,121.8,120.7,120.3,120.2,120.0,119.4,84.1,55.7,55.5,40.7,40.6,31.8,30.0,25.3,22.9,14.3.MALDI-TOF MS(m/z):Exact Mass Calcd for C106H141BO2:1457.1;Found:1457.2(M+).
(3)目标化合物a-29的合成
按化合物a-1的方法合成,其中三并咔唑前驱体采用六溴己基化三并咔唑,寡聚体单硼酸采用2-四联(9,9-二己基芴)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-环二氧硼烷,粗产品采用正己烷/二氯甲烷(2∶1)混合溶剂为洗脱剂进行柱层析提纯,产率75%。1H NMR(400MHz,CDCl3,δ,ppm):8.54(s,3H),7.83-7.70(m,48H),7.67-7.51(m,78H),7.47(s,3H),7.43-7.30(m,24H),5.11(m,6H),2.22-1.84(m,102H),1.36-1.08(m,324H),0.91-0.65(m,231H).MALDI-TOF MS(m/z):Exact Mass Calcd for C642H819N3:8571.42;Found:8578.4(M+).元素分析(%):实验测定:C,89.81;H,9.60;N,0.45.理论值:C,89.89;H,9.62;N,0.49.
实施例13化合物a-34的合成
(1)六溴己氧基苯基三并咔唑的合成
同化合物a-8中(1)的合成。
(2)2-四联(9,9-二己基芴)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-环二氧硼烷的合成
同化合物a-29中(2)的合成。
(3)目标化合物a-34的合成
按化合物a-1的方法合成,其中三并咔唑前驱体采用六溴己氧基苯基三并咔唑,寡聚体单硼酸采用2-四联(9,9-二己基芴)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-环二氧硼烷,粗产品采用正己烷/二氯甲烷(2∶1)混合溶剂为洗脱剂进行柱层析提纯,产率73%。1H NMR(400MHz,CDCl3,δ,ppm):8.51(s,3H),7.79-7.70(m,48H),7.67-7.51(m,84H),7.45(s,3H),7.43-7.28(m,30H),4.02-3.98(m,6H),2.21-1.75(m,102H),1.36-0.98(m,324H),0.93-0.60(m,231H).MALDI-TOF MS(m/z):Exact Mass Calcd for C660H831N3O3:8847.5;Found:8854.5(M+).元素分析(%):实验测定:C,89.61 H,9.45;N,0.49.理论值:C,89.52;H,9.46;N,0.47.
实施例14化合物b-1的合成
(1)三溴丁基化三并咔唑的合成
六溴丁基化三并咔唑(2.96g,3mmol)溶于乙醚(60ml)和新蒸的THF(20ml),搅拌并冷却至-78℃,n-BuLi(1.92ml,1.6M in hexane,3.075mmol)缓慢逐滴加入到上述混合溶液中。滴完后,保持该温度再搅拌1h,随后加入新蒸的H2O(5ml),混合溶液自然升至室温搅拌2h后用CHCl3萃取有机层。粗产物用正己烷/乙酸乙酯(9∶1)柱层析后在甲醇溶液中重结晶得到白色固体(1.89g,84%)。1H NMR(400Hz,CDCl3,δ,ppm):8.29(s,3H),7.64(d,3H),7.45(d,3H),4.92(t,6H),2.01-1.97(m,6H),1.32-1.21(m,6H),0.81(t,9H).13C NMR(100MHz,CDCl3,δ,ppm):141.0,139.2,123.8,123.0,121.8,119.9,110.9,103.5,61.2,32.5,22.8,14.1.MS(MALDI-TOF):Exact Mass Calcd for C36H36Br3N3:747.05;Found:750.5(M+),672.6([M-Br]+),594.7([M-2Br]+),516.9([M-3Br]+).
(2)9,9-二己基芴-2-硼酸的合成
同化合物a-1中(2)的合成。
(3)目标产物b-1的合成
将三溴丁基化三并咔唑(98.7mg,0.1mmol)与9,9-二己基芴-2-硼酸(136.2g,0.36mmol)混合溶于THF(4ml)溶液,加入经过研磨的KOH(56mg,1.0mmol)固体粉末。混合物经三次排空气置换氮气后,加入催化剂量的Pd(PPh3)4(0.6mol%),在专用10ml高压反应管中密封,用150W的起始微波功率辐射,快速升温至设定反应温度,达到该温度后,微波功率自动调节以维持该反应温度。反应物体系在135℃反应15min,反应结束后用乙酸乙酯稀释,先后用10%的HCl水溶液、饱和食盐水洗涤有机层,然后用无水Na2SO4干燥,用正己烷/二氯甲烷(10∶1)混合溶剂为洗脱剂进行柱层析。得到产物在50-60℃的真空烘箱里干燥后为浅黄绿色固体(136mg,90%)。1H NMR(δ,400MHz,CDCl3,ppm):8.35(s,3H),7.64(d,3H),7.57(m,3H),7.48(d,6H),7.45(d,3H),7.37-7.33(m,3H),7.23-7.20(m,6H),7.18(s,3H),4.98(m,6H),2.08(m,12H),1.75-1.61(m,6H),1.41-1.18(m,54H),0.94-0.78(m,27H),MALDI-TOF MS(m/z):Exact Mass Calcd for C111H135N3:1510.07;Found:1511.2(M+),1454.2([M-C4H9]+).元素分析(%):实验测定:C 88.2,H 9.05,N 2.80;理论值:C 88.22,H9.00,N 2.78。
实施例15化合物b-6的合成
(1)三溴甲氧基苯基三并咔唑的合成
六溴甲氧基苯基三并咔唑的合成
按化合物a-5中(1)的方法合成,其中1-碘苯采用1-碘-4-甲氧基苯即可,产率80%。1H NMR(400Hz,CDCl3,ppm,δ):8.34(s,3H),7.72(s,3H),7.35(d,6H),7.28(d,6H),4.02-3.97(s,9H).13C NMR(100MHz,CDCl3,ppm,δ):158.1,138.2,133.7,127.7,123.4,122.2,121.1,117.5,116.9,115.0,113.8,112.4,58.6.MALDI-TOF MS(m/z):Exact Mass Calcd for C45H27Br6N3O3:1130.72;Found:1137.1(M+),1059.2([M-Br]+),981.4([M-2Br]+),903.6([M-3Br]+,100%),825.8([M-4Br]+),748.0([M-5Br]+),670.2([M-6Br]+).
三溴甲氧基苯基三并咔唑的合成
按化合物b-1中(1)的方法合成,其中六溴三并咔唑前驱体采用六溴甲氧基苯基三并咔唑,产率78%。1H NMR(400Hz,CDCl3,ppm,δ):8.24(s,3H),7.62(d,3H),7.45(d,3H),7.35(d,6H),7.28(d,6H),3.97(s,9H).13C NMR(100MHz,CDCl3,ppm,δ):158.0,138.2,133.7,127.7,123.4,122.2,121.1,117.5,116.9,115.0,113.8,112.4,58.9.MALDI-TOF MS(m/z):Exact MassCalcd for C45H30Br3N3O3:896.98;Found:900.5(M+),822.6([M-Br]+,744.8([M-2Br]+),666.9([M-3Br]+).
(2)9,9-二己基芴-2-硼酸的合成
同化合物a-1中(2)的合成。
(3)目标产物b-6的合成
按化合物b-1的方法合成,其中三溴三并咔唑前驱体采用三溴甲氧基苯基三并咔唑,产率81%。1H NMR(δ,400MHz,CDCl3,ppm):8.35(s,3H),7.64(d,3H),7.57(m,3H),7.48(d,6H),7.45(d,3H),7.37-7.33(m,9H),7.23-7.20(m,12H),7.18(s,3H),4.01(s,9H),2.08(m,12H),1.75-1.41(m,48H),0.94-0.88(m,18H).MALDI-TOF MS(m/z):Exact Mass Calcd forC120H129N3O3:1660.0;Found:1661.3(M+).元素分析(%):实验测定:C 86.71,H 7.90,N2.50;理论值:C 86.76,H 7.83,N 2.53。
实施例16化合物b-11的合成
(1)三溴丁基化三并咔唑的合成
同化合物b-1中(1)的合成。
(2)2-二联(9,9-二己基芴)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-环二氧硼烷的合成
同化合物a-11中(2)的合成。
(3)目标产物b-11的合成
按化合物b-1的方法合成,其中寡聚体单硼酸采用2-二联(9,9-二己基芴)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-环二氧硼烷,粗产品采用正己烷/二氯甲烷(5∶1)混合溶剂为洗脱剂进行柱层析提纯,产率81%。1H NMR(δ,400MHz,CDCl3,ppm):8.35(s,3H),7.64(d,3H),7.60-7.50(m,24H),7.48-7.41(m,12H),7.37-7.28(m,6H),5.10(m,6H),2.08-1.82(m,30H),1.75-1.41(m,66H),0.94-0.87(m,45H).MALDI-TOF MS(m/z):Exact Mass Calcd for C186H231N3:2506.82;Found:2508.8(M+),2451.8([M-C4H9]+).元素分析(%):实验测定:C 89.01,H 9.25,N 1.69;理论值:C 89.04,H 9.28,N 1.67。
实施例17化合物b-18的合成
(1)三溴己氧基苯基三并咔唑的合成
六溴己氧基苯基三并咔唑的合成
同化合物a-8中(1)的合成。
三溴己氧基苯基三并咔唑的合成
按化合物b-1中(1)的方法合成,其中,六溴三并咔唑前驱体采用六溴己氧基化三并咔唑,产率78%。8.25(s,3H),7.62(d,3H),7.45(d,3H),7.35(d,6H),7.29(d,6H),3.97(m,6H),1.74-1.70(m,6H),1.33-1.26(m,18H),0.89-0.82(m,9H).13C NMR(100MHz,CDCl3,ppm,δ):155.3,137.2,132.7,127.7,122.2,121.2,121.1,117.5,116.9,115.0,113.3,112.5,68.9,32.0,29.7,25.7,22.8,14.2.MALDI-TOF MS(m/z):Exact Mass Calcd for C60H60Br3N3O3:1107.22;Found:1110.8(M+),1033.0([M-Br]+),955.1([M-2Br]+),877.3([M-3Br]+).
(2)2-二联(9,9-二己基芴)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-环二氧硼烷的合成同化合物a-11中(2)的合成。
(3)目标产物b-18的合成
按化合物b-1的方法合成,其中三溴三并咔唑前驱体采用三溴己氧基苯基三并咔唑,寡聚体单硼酸采用-二联(9,9-二己基芴)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-环二氧硼烷,粗产品采用正己烷/二氯甲烷(5∶1)混合溶剂为洗脱剂进行柱层析提纯,产率86%。1H NMR(δ,400MHz,CDCl3,ppm):8.34(s,3H),7.63(d,3H),7.61-7.51(m,24H),7.49-7.42(m,12H),7.39-7.28(m,6H),5.00(m,6H),2.08-1.83(m,30H),1.75-1.41(m,114H),0.96-0.77(m,45H).MALDI-TOFMS(m/z):Exact Mass Calcd for C210H255N3O3:2866.99;Found:2869.3(M+).元素分析(%):实验测定:C 88.01,H9.05,N 1.49;理论值:C 87.90,H 8.96,N 1.46。
实施例18化合物b-21的合成
(1)三溴己基化三并咔唑的合成
按化合物b-1(1)的方法合成,其中,六溴三并咔唑前驱体采用六溴烷己基三并咔唑,产率83%。1H NMR(400Hz,CDCl3,δ,ppm):8.28(s,3H),7.64(d,3H),7.46(d,3H),4.93(t,6H),2.01-1.96(m,6H),1.32-1.21(m,18H),0.80(t,9H).13C NMR(100MHz,CDCl3,δ,ppm):140.2,139.2,123.8,123.0,121.8,119.9,110.9,103.5,61.2,31.5,30.4,22.8,27.2,14.0.MS(MALDI-TOF):Exact Mass Calcd for C42H48Br3N3:831.14;Found:834.4(M+),756.6([M-Br]+),78.7([M-2Br]+),598.7([M-3Br]+).
(2)2-三联(9,9-二己基芴)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-环二氧硼烷的合成同化合物a-21(2)的合成。
(3)目标产物b-21的合成
按化合物b-1的方法合成,其中,三并咔唑前驱体采用三溴己基化三并咔唑,寡聚体单硼酸采用2-三联(9,9-二己基芴)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-环二氧硼烷,粗产品采用正己烷/二氯甲烷(4∶1)混合溶剂为洗脱剂进行柱层析提纯,产率83%。1H NMR(δ,400MHz,CDCl3,ppm):8.38(s,3H),7.82-7.71(m,18H),7.64(d,3H),7.60-7.50(m,27H),7.45(d,3H),7.43-7.36(m,12H),5.08(m,6H),2.08-1.78(m,42H),1.75-1.40(m,162H),0.94-0.67(m,63H).MALDI-TOF MS(m/z):Exact Mass Calcd for C267H339N3:3587.66;Found:3590.4(M+),3505.5([M-C6H13]+).元素分析(%):实验测定:C 89.34,H 9.48,N 1.13;理论值:C 89.31,H 9.52,N 1.17。
实施例19化合物b-26的合成
(1)三溴己氧基苯基三并咔唑的合成
同化合物b-18中的(1)的合成。
(2)2-三联(9,9-二己基芴)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-环二氧硼烷的合成
同化合物a-21(2)的合成。
(3)目标产物b-26的合成
按化合物b-1的方法合成,其中,三并咔唑前驱体采用三溴己氧基苯基化三并咔唑,寡聚体单硼酸采用2-三联(9,9-二己基芴)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-环二氧硼烷,粗产品采用正己烷/二氯甲烷(3∶1)混合溶剂为洗脱剂进行柱层析提纯,产率82%。1H NMR(δ,400MHz,CDCl3,ppm):8.36(s,3H),7.81-7.71(m,18H),7.64(d,3H),7.60-7.48(m,33H),7.46(d,3H),7.43-7.32(m,18H),5.07(m,6H),2.08-1.76(m,42H),1.75-1.40(m,162H),0.94-0.65(m,63H).MALDI-TOF MS(m/z):Exact Mass Calcd for C285H351N3O3:3863.74,Found:3866.6(M+).元素分析(%):实验测定:C 88.51,H 9.14,N 1.12;理论值:C 88.52,H 9.15,N 1.09。
实施例20化合物b-29的合成
(1)三溴己基化三并咔唑的合成
同化合物b-26(1)的合成。
(2)2-四联(9,9-二己基芴)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-环二氧硼烷的合成
同化合物a-29(2)的合成。
(3)目标产物b-29的合成
按化合物b-1的方法合成,其中,三并咔唑前驱体采用三溴己氧基苯基化三并咔唑,寡聚体单硼酸采用2-三联(9,9-二己基芴)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-环二氧硼烷,粗产品采用正己烷/二氯甲烷(3∶1)混合溶剂为洗脱剂进行柱层析提纯,产率82%。1H NMR(δ,400MHz,CDCl3,ppm):8.36(s,3H),7.81-7.71(m,18H),7.64(d,3H),7.60-7.48(m,33H),7.46(d,3H),7.43-7.32(m,18H),5.07(m,6H),2.08-1.76(m,42H),1.75-1.40(m,162H),0.94-0.65(m,63H).MALDI-TOF MS(m/z):Exact Mass Calcd for C285H351N3O3:3863.74;Found:3866.6(M+).元素分析(%):实验测定:C 88.51,H 9.14,N 1.12;理论值:C 88.52,H 9.15,N 1.09。
Claims (6)
2、根据权利要求1所述的一种功能材料,其特征在于具有如下之一的结构式:
(1)Ar为9,9-二取代芴:
其中,R和R’是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基,R”是氢原子或者是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基,n为不超过10的自然数;
(2)Ar为9-取代咔唑:
其中,R和R’是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基,R”是氢原子或者是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基,n为不超过10的自然数;
(3)Ar为噻酚基:
其中,R是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基,R’、R”、R1、R2是氢原子或者是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基,n为不超过10的自然数;
(4)Ar为三苯胺基,n取1:
其中,R是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基,R’和R”是氢原子或者是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基。
3、一种如权利要求1的支化结构功能材料的制备方法,包括六臂支化结构三并咔唑衍生物的制备和三臂支化结构三并咔唑衍生物的制备,其特征在于:
(1)六臂支化结构三并咔唑衍生物的制备:以吲哚为起始材料,通过溴化环化和烷基化或芳基化过程得到六溴三并咔唑衍生物,并以此为基础,与芳香基荧光生色团的寡聚体的单硼酸(酯)化产物采用收敛法在聚焦单模微波反应器中通过Suzuki耦合反应而制得;其具体的步骤为:将1.0mmol六溴三并咔唑衍生物与7.2-9.0mmol芳香基荧光生色团的寡聚体的单硼酸(酯)产物混合溶于2-4ml THF溶液,加入经过研磨的4.5-5.5mmol KOH固体粉末;混合物经多次排空气置换氮气后,加入1.0-1.3mol%Pd(PPh3)4催化剂,在专用10ml高压反应管中密封,用100-150W的起始微波功率辐射,升温至设定反应温度,达到该温度后,微波功率自动调节以维持该反应温度,反应物体系的设定温度为130-150℃,反应时间15-30min;反应结束后用乙酸乙酯稀释,先后用10%的HCl水溶液、饱和食盐水洗涤有机层,然后用无水Na2SO4干燥,用正己烷/二氯甲烷混合溶剂为洗脱剂进行柱层析;在50-60℃的真空烘箱里干燥后得到目标产物;
(2)三臂支化结构三并咔唑衍生物的制备:以烷基化或芳基化三并咔唑为基本原料,通过选择性溴化,得到三溴化三并咔唑衍生物,在此基础上,与芳香基荧光生色团的寡聚体的单硼酸(酯)化产物采用收敛法在聚焦单模微波反应器中通过Suzuki耦合反应而制得;其具体的步骤为:将1.0mmol三溴化三并咔唑衍生物与3.6-4.5mmol芳香基荧光生色团的寡聚体的单硼酸产物混合溶于2-4ml THF溶液,加入经过研磨的2.3-2.8mmol KOH固体粉末;混合物经多次排空气置换氮气后,加入0.5-0.7mol%Pd(PPh3)4催化剂,在专用10ml高压反应管中密封,用100-150W的起始微波功率辐射,升温至设定反应温度,达到该温度后,微波功率自动调节以维持该反应温度,反应物体系的设定温度为130-150℃,反应时间15-30min;反应结束后用乙酸乙酯稀释,先后用10%的HCl水溶液、饱和食盐水洗涤有机层,然后用无水Na2SO4干燥,用正己烷/二氯甲烷混合溶剂为洗脱剂进行柱层析;在50-60℃的真空烘箱里干燥后得到目标产物。
4、根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于:
(1)方法(1)中所用的六溴三并咔唑衍生物为六溴烷基化或芳基化三并咔唑,芳香基荧光生色团的寡聚体的单硼酸为9,9-二烷基芴-2-硼酸,得到的目标产物具有如下结构式:
其中,R和R’为芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基;R为苯基、甲氧基苯基、乙氧基苯基、丁氧基苯基、己氧基苯基、辛氧基苯基、甲基苯基、己基苯基、甲基、乙基、丁基、己基或辛基;R’为丁基、己基或辛基;
(2)方法(1)中所用的六溴三并咔唑衍生物为六溴烷基化或芳基化三并咔唑,芳香基荧光生色团的寡聚体的单硼酸酯为二聚(9,9-二烷基芴)-2-硼酸酯,得到的目标产物具有如下结构式:
其中,R和R’为芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基;R为苯基、甲氧基苯基、乙氧基苯基、丁氧基苯基、己氧基苯基、辛氧基苯基、甲基苯基、己基苯基、甲基、乙基、丁基、己基或辛基;R’为丁基、己基或辛基;
(3)方法(1)中所用的六溴三并咔唑衍生物为六溴烷基化或芳基化三并咔唑,芳香基荧光生色团的寡聚体的单硼酸酯为三聚(9,9-二烷基芴)-2-硼酸酯,得到的目标产物具有如下结构式:
其中,R和R’为芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基;R为苯基、甲氧基苯基、乙氧基苯基、丁氧基苯基、己氧基苯基、辛氧基苯基、甲基苯基、己基苯基、甲基、乙基、丁基、己基或辛基;R’为丁基、己基或辛基;
(4)方法(1)中所用的六溴三并咔唑衍生物为六溴烷基化或芳基化三并咔唑,芳香基荧光生色团的寡聚体的单硼酸酯为四聚(9,9-二烷基芴)-2-硼酸酯,得到的目标产物具有如下结构式:
其中,R和R’为芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基;R为苯基、甲氧基苯基、乙氧基苯基、丁氧基苯基、己氧基苯基、辛氧基苯基、甲基苯基、己基苯基、甲基、乙基、丁基、己基、或辛基;R’为丁基、己基或辛基;
(5)方法(2)中所用的三溴化三并咔唑衍生物为三溴烷基化或芳基化三并咔唑,芳香基荧光生色团的寡聚体的单硼酸为9,9-二烷基芴-2-硼酸,得到的目标产物具有如下结构式:
其中,R和R’为芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基,R”是氢原子或者是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基;R为苯基、乙氧基苯基、丁氧基苯基、己氧基苯基、辛氧基苯基、己基苯基、丁基、己基、或辛基;R’为丁基、己基或辛基;R”为氢原子;
(6)方法(2)中所用的三溴化三并咔唑衍生物为三溴烷基化或芳基化三并咔唑,芳香基荧光生色团的寡聚体的单硼酸酯为二聚(9,9-二烷基芴)-2-硼酸酯,得到的目标产物具有如下结构式:
其中,R和R’为芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基,R”是氢原子或者是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基;R为苯基、乙氧基苯基、丁氧基苯基、己氧基苯基、辛氧基苯基、己基苯基、丁基、己基或辛基;R’为丁基、己基或辛基;R”为氢原子;
(7)方法(2)中所用的三溴化三并咔唑衍生物为三溴烷基化或芳基化三并咔唑,芳香基荧光生色团的寡聚体的单硼酸酯为三聚(9,9-二烷基芴)-2-硼酸酯,得到的目标产物具有如下结构式:
其中,R和R’为芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基,R”是氢原子或者是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基;R为苯基、乙氧基苯基、丁氧基苯基、己氧基苯基、辛氧基苯基、己基苯基、丁基、己基或辛基;R’为丁基、己基或辛基;R”为氢原子;
(8)方法(2)中所用的三溴化三并咔唑衍生物为三溴烷基化或芳基化三并咔唑,芳香基荧光生色团的寡聚体的单硼酸酯为四聚(9,9-二烷基芴)-2-硼酸酯,得到的目标产物具有如下结构式:
其中,R和R’为芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基,R”是氢原子或者是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基;R为苯基、乙氧基苯基、丁氧基苯基、己氧基苯基、辛氧基苯基、己基苯基、丁基、己基或辛基;R’为丁基、己基或辛基;R”为氢原子;
(9)方法(1)中所用的六溴三并咔唑衍生物为六溴烷基化或芳基化三并咔唑,芳香基荧光生色团的寡聚体的单硼酸为9-烷基化咔唑-3-硼酸,得到的目标产物具有如下结构式:
其中,R和R’是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基;R为苯基、乙氧基苯基、丁氧基苯基、己氧基苯基、辛氧基苯基、己基苯基、甲基、乙基、丁基、己基或辛基;R’为甲基、乙基、丁基、己基或辛基;
(10)方法(1)中所用的六溴三并咔唑衍生物为六溴烷基化或芳基化三并咔唑,芳香基荧光生色团的寡聚体的单硼酸酯为二聚(9-烷基化咔唑)-3-硼酸酯,得到的目标产物具有如下结构式:
其中,R和R’是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基;R为苯基、乙氧基苯基、丁氧基苯基、己氧基苯基、辛氧基苯基、己基苯基、甲基、乙基、丁基、己基或辛基;R’为甲基、乙基、丁基、己基或辛基;
(11)方法(1)中所用的六溴三并咔唑衍生物为六溴烷基化或芳基化三并咔唑,芳香基荧光生色团的寡聚体的单硼酸酯为三聚(9-烷基化咔唑)-3-硼酸酯,得到的目标产物具有如下结构式:
其中,R和R’是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基;R为苯基、乙氧基苯基、丁氧基苯基、己氧基苯基、辛氧基苯基、己基苯基、甲基、乙基、丁基、己基或辛基;R’为甲基、乙基、丁基、己基或辛基;
(12)方法(2)中所用的三溴三并咔唑衍生物为三溴烷基化或芳基化三并咔唑,芳香基荧光生色团的寡聚体的单硼酸为9-烷基化咔唑-3-硼酸,得到的目标产物具有如下结构式:
其中,R和R’是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基,R”可以是氢原子或者是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基;R为苯基、乙氧基苯基、丁氧基苯基、己氧基苯基、辛氧基苯基、己基苯基、甲基、乙基、丁基、己基或辛基;R’为甲基、乙基、丁基、己基或辛基;R″为氢原子;
(13)方法(2)中所用的三溴三并咔唑衍生物为三溴烷基化或芳基化三并咔唑,芳香基荧光生色团的寡聚体的单硼酸酯为二聚(9-烷基化咔唑)-3-硼酸酯,得到的目标产物具有如下结构式:
其中,R和R’是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基,R”可以是氢原子或者是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基;R为苯基、乙氧基苯基、丁氧基苯基、己氧基苯基、辛氧基苯基、己基苯基、甲基、乙基、丁基、己基或辛基;R’为甲基、乙基、丁基、己基或辛基;R″为氢原子;
(14)方法(2)中所用的三溴三并咔唑衍生物为三溴烷基化或芳基化三并咔唑,芳香基荧光生色团的寡聚体的单硼酸酯为三聚(9-烷基化咔唑)-3-硼酸酯,得到的目标产物具有如下结构式:
其中,R和R’是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基,R”可以是氢原子或者是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基;R为苯基、乙氧基苯基、丁氧基苯基、己氧基苯基、辛氧基苯基、己基苯基、甲基、乙基、丁基、己基或辛基;R’为甲基、乙基、丁基、己基或辛基;R″为氢原子;
(15)方法(1)中所用的六溴三并咔唑衍生物为六溴烷基化或芳基化三并咔唑,芳香基荧光生色团的寡聚体的单硼酸为2-噻吩硼酸,得到的目标产物具有如下结构式:
其中,R是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基,R’是氢原子或者是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基;R为苯基、乙氧基苯基、丁氧基苯基、己氧基苯基、辛氧基苯基、己基苯基、甲基、乙基、丁基、己基或辛基;R’为氢原子、丁基、己基或辛基;
(16)方法(1)中所用的六溴三并咔唑衍生物为六溴烷基化或芳基化三并咔唑,芳香基荧光生色团的寡聚体的单硼酸为二聚噻吩-2-硼酸,得到的目标产物具有如下结构式:
其中,R是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基,R’是氢原子或者是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基;R为苯基、乙氧基苯基、丁氧基苯基、己氧基苯基、辛氧基苯基、己基苯基、甲基、乙基、丁基、己基或辛基;R’为氢原子、丁基、己基或辛基;
(17)方法(1)中所用的六溴三并咔唑衍生物为六溴烷基化或芳基化三并咔唑,芳香基荧光生色团的寡聚体的单硼酸为三聚噻吩-2-硼酸,得到的目标产物具有如下结构式:
其中,R是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基,R’是氢原子或者是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基;R为苯基、乙氧基苯基、丁氧基苯基、己氧基苯基、辛氧基苯基、己基苯基、甲基、乙基、丁基、己基或辛基;R’为氢原子、丁基、己基或辛基;
(18)方法(2)中所用的三溴三并咔唑衍生物为三溴烷基化或芳基化三并咔唑,芳香基荧光生色团的寡聚体的单硼酸为2-噻吩硼酸,得到的目标产物具有如下结构式:
其中,R是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基,R’、R”是氢原子或者是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基;R为苯基、乙氧基苯基、丁氧基苯基、己氧基苯基、辛氧基苯基、己基苯基、甲基、乙基、丁基、己基或辛基;R’为氢原子、丁基、己基或辛基;R”为氢原子;
(19)方法(2)中所用的三溴三并咔唑衍生物为三溴烷基化或芳基化三并咔唑,芳香基荧光生色团的寡聚体的单硼酸为二聚噻吩-2-硼酸,得到的目标产物具有如下结构式:
其中,R是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基,R’、R”是氢原子或者是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基;R为苯基、乙氧基苯基、丁氧基苯基、己氧基苯基、辛氧基苯基、己基苯基、甲基、乙基、丁基、己基或辛基;R’为氢原子、丁基、己基或辛基;R”为氢原子;
(20)方法(2)中所用的三溴三并咔唑衍生物为三溴烷基化或芳基化三并咔唑,芳香基荧光生色团的寡聚体的单硼酸为三聚噻吩-2-硼酸,得到的目标产物具有如下结构式:
其中,R是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基,R’、R”是氢原子或者是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基;R为苯基、乙氧基苯基、丁氧基苯基、己氧基苯基、辛氧基苯基、己基苯基、甲基、乙基、丁基、己基或辛基;R’为氢原子、丁基、己基或辛基;R”为氢原子;
(21)方法(1)中所用的六溴三并咔唑衍生物为六溴烷基化或芳基化三并咔唑,芳香基荧光生色团的寡聚体的单硼酸酯为三苯胺基硼酸酯,得到的目标产物具有如下结构式:
其中,R是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基;R’是氢原子或者是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基;R为苯基、乙氧基苯基、丁氧基苯基、己氧基苯基、辛氧基苯基、己基苯基、甲基、乙基、丁基、己基或辛基;R’为氢原子、甲基、乙基、丁基、己基、辛基或二苯胺基;
(22)方法(2)中所用的三溴三并咔唑衍生物为三溴烷基化或芳基化三并咔唑,芳香基荧光生色团的寡聚体的单硼酸酯为三苯胺基硼酸酯,得到的目标产物具有如下结构式:
其中,R是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基;R’和R”是氢原子或者是芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基;R为苯基、乙氧基苯基、丁氧基苯基、己氧基苯基、辛氧基苯基、己基苯基、甲基、乙基、丁基、己基或辛基;R’为氢原子、甲基、乙基、丁基、己基、辛基或二苯胺基;R”为氢原子。
5、权利要求1所述的基于三并咔唑的支化结构功能材料作为有机电致发光材料的应用,该材料可用作由多层有机材料组成的有机电致发光器件中的发光层或空穴传输层,或者用作荧光掺杂染料主体材料或者三线态磷光染料的主体材料。
6、权利要求1所述的基于三并咔唑的支化结构功能材料作为光伏材料或晶体管材料在太阳能电池或有机场效应晶体管中的应用。
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