CN101747360A - 苝酰二亚胺类化合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种苝酰二亚胺类化合物。所说的苝酰二亚胺类化合物由笼形倍半硅氧烷苝酰二亚胺和/或其衍生物“相结合”组成。与现有用于有机光电器件的苝酰二亚胺类化合物相比较,本发明设计并合成的苝酰二亚胺类化合物具有优异的光、电性能,且同时具备良好的热稳定性能;具有很好的溶解性(可溶于常见有机溶剂中),可以使用常规旋涂法或丝网印刷技术方便地制备薄膜器件等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种苝酰二亚胺(perylene diimide)类化合物。
背景技术
苝酰二亚胺及其衍生物由于具有良好的光、热和气候稳定性、抗腐蚀性、化学惰性、光吸收性以及较高的荧光量子产率等特点,已广泛应用于有机光电器件、电致发光、激光染料以及生物荧光探针等领域。
现有的应用于有机光电器件的苝酰二亚胺类化合物,其无论是在光电性能及热稳定性能方面,还是在溶解性能(加工性能)方面均有改进的余地。
发明内容
笼形倍半硅氧烷(POSS)是一类具有特殊分子结构的有机硅化合物,其分子以无机硅氧骨架为核心,外围被有机基团所包围。
本发明的发明人经研究发现:将笼形倍半硅氧烷(POSS)与苝酰二亚胺和/或其衍生物相结合,可获得一系列性能优异的苝酰二亚胺类化合物。与现有用于有机光电器件的苝酰二亚胺类化合物相比较,本发明设计并合成的苝酰二亚胺类化合物具有如下优点:
(1)具有优异的光、电性能,且同时具备良好的热稳定性能;
(2)具有很好的溶解性(可溶于常见有机溶剂中),可以使用常规旋涂法或丝网印刷技术方便地制备薄膜器件;
(3)利用POSS硅氧笼之间相互作用以及苝的π-π堆砌先互作用的重新组合,在同一分子上表现出不同与他们单独的自组装性能,通过组装需要,分别控制两种微观相互作用,可以得到不同形态的纳米杂化材料,为材料的广泛应用提供广阔的研究和实用价值。
本发明所说的苝酰二亚胺类化合物,其具有式1所示结构:
式1中:R为烷基、烷氧基或芳(香)基,R’为H、芳(香)基或卤素(F、Cl、Br或I)。
在本发明一个优选技术方案中,R为C1~C6烷基,更优选的R为C3~C6烷基,最佳的R为异丁基。
在本发明的另一个优选技术方案中,R’为H。
附图说明
图1为实施例1所制备的异丁基六面体倍半硅氧烷基的苝酰二亚胺(化合物A)的紫外可见吸收和荧光发射光谱图(被测样品溶于氯仿中,样品的浓度为1.0×10-5M)
图2为实施例1所制备的异丁基六面体倍半硅氧烷基的苝酰二亚胺(化合物A)的热失重曲线
具体实施方式
一种制备本发明所述的苝酰二亚胺类化合物(式1所示化合物)的方法,其主要步骤是:以苝二酸酐(式3所示化合物)和POSS-NH2(式2所示化合物)为原料,在有惰性气体(如氮气、氩气和氦气等)存在条件下,于20℃~190℃反应至少6小时,蒸除溶剂,残余物经分离得目标物,其反应式如下所示。
其中:所说的苝二酸酐(式3所示化合物)和POSS-NH2(式2所示化合物)均市售品。
实施例1
异丁基六面体倍半硅氧烷基的苝酰二亚胺(即:当式1中R为异丁基,R’为H,简记为化合物A)的合成:
在氮气保护下,将0.5g的POSS-NH2(式2所示化合物,且R为异丁基),90mg的苝二酸酐(式3所示化合物,且R’为H),100mg的无水醋酸锌,干燥8ml的喹啉,在180℃的条件下反应7小时。反应完毕,用减压蒸馏方法除去反应溶剂,得到深红色物质。以氯仿为洗脱剂进行梯度柱色谱分离,收集得到粉红色产物,在80℃下真空干燥10小时得到0.68克产物,产率68.5%。
1H核磁共振(溶剂:CDCl3):δ=0.59ppm(m,28H;CH2-CH),0.95ppm(d,84H;CH3),1.85ppm(m,14H+4H;CH,-CH2-CH2-CH2-),4.2ppm(t,4H;N-CH2),8.67-9.73(q,8H;Ar);元素分析理论计算值(%):C:49.06,H:6.99,N:1.33;实际检测值:C:49.10,H:7.29,N:1.12。化合物A的紫外可见吸收和荧光发射光谱图见图1;化合物A的热失重曲线见图2。
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2008
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