CN106543214B - 一种苯、蒽并噻咯衍生物有机光电材料及其合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种苯、蒽并噻咯衍生物有机光电材料，利用金属茂锆类配合物以及丁基锂对烯烃聚合的催化作用，通过无水无氧反应合成一种苯基硅烷；利用CuCl的催化作用合成一种硅杂芴化合物；利用LiAlH4的还原性，将酯基还原为羟基；利用DDQ的氧化性合成一种苯、蒽并噻咯衍生物光电材料。较一般的有机光电材料，其苯蒽并噻咯并环增多，π‑共轭体系更大，在理论上会有更好的电致发光性能。在合成工艺中，以邻溴碘苯为原料，合成硅桥联二炔；锆诱导硅桥联二炔，生成炔烃的环加成反应，条件易达到，时间短，收率高。较现有的相应材料的合成方法，使用丁基锂以及茂锆类配合物催化，其催化活性和收率更高，并且使用的原料更廉价易得。
Description
技术领域
本发明属于化学领域，涉及一种有机光电材料，具体涉及一种苯、蒽并噻咯衍生物的有机光电材料及其合成方法。
背景技术
有机光电材料是一类具有光电活性的有机材料，广泛用于有机发光二极管、有机晶体管、有机太阳能电池、有机存储器等领域。而含有硅杂环的噻咯类衍生物，其结构的特殊性使其具有很好的氧化还原稳定性，有较大的空穴传输速率以及电子传输速率。然而，向噻咯两侧并入苯、萘，增环构建硅桥联并苯联苯在合成上存在着难以解决的问题，硅杂芴分子的合成亦鲜有报道，并且报道中使用的合成方法，大多采用了昂贵的催化剂，反应温度高，收率低。
有机光电材料相比于无机材料的优点在于其优良的色域和高荧光效率。目前，有机电致发光材料可分为两类：一为小分子有机电致发光材料，如染料、颜料、金属络合物、共轭分子以及共轭寡聚物，另一为高分子有机电致发光材料，如聚噻吩类的化合物，二者其共同特征皆在于具有共轭分子结构。对于小分子材料中，大部分电子传输层材料一般具有典型的吸电子结构。其中，硅杂环戊二烯，即噻咯，具有该结构的分子近些年来因其优良的性质，处于研究的热点。
发明内容
本发明旨在克服现有合成方法的缺点，提供一种新型有机光电材料及其制备方法。在合成工艺中，以邻溴碘苯为原料，合成硅桥联二炔，可根据不同需要，使用不同取代基；锆诱导硅桥联二炔，生成炔烃的环加成反应，条件易达到，时间短，收率高。较已有的合成方法，使用丁基锂以及茂锆类配合物催化，其催化活性和收率更高。产物可以进一步衍生化，以合成更多类型的化合物，以扩大在有机光电领域的应用范围。
为了解决上述技术问题，本发明提出的一种苯、蒽并噻咯衍生物有机光电材料，是通式如下的化合物，
其中：R1表示苯基，R2表示丙基或苯基，R3表示甲酸甲酯基。
上述苯、蒽并噻咯衍生物有机光电材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、制备硅桥联二炔：以邻溴碘苯为底物，以PdCl2(PPh3)2和CuI为催化剂，三乙胺为溶剂，烷基化反应后，以正丁基锂为锂化试剂，Me2SiCl2为硅烷基化试剂，进行硅烷基化反应，以锂化炔苯为烷基化试剂，在-78℃下反应20小时，得到硅桥联二炔粗产物；经柱层析分离后得到硅桥联二炔；
步骤二、制备硅杂芴化合物：以硅桥联二炔为底物，Cp2ZrBu2为催化剂，四氢呋喃为溶剂，合成锆杂环化合物，以CuCl为催化剂，乙炔二甲酸二甲酯为底物，在50℃下反应15分钟，用饱和氯化铵溶液洗涤、乙酸乙酯萃取、旋蒸、柱层析分离，得到硅杂芴化合物；
步骤三、制备邻羟基甲基硅杂芴化合物：以硅杂芴化合物为底物，LiAlH4为还原剂，四氢呋喃为溶剂，在0℃下反应30分钟，用水洗，再用稀盐酸洗，乙酸乙酯萃取，用饱和碳酸氢钠溶液洗涤，干燥、旋蒸，得邻羟基硅杂芴化合物；
步骤四、制备邻溴甲基硅杂芴化合物：以邻羟甲基硅杂芴化合物为底物，PBr3为溴化剂，1,2-二氯乙烷为溶剂，在室温下反应12小时，水洗、乙酸乙酯萃取、干燥、旋蒸、柱层析分离，得邻溴甲基硅杂芴化合物；
步骤五、制备临炔甲基硅杂芴化合物：以邻溴甲基硅杂芴化合物为底物，炔基化合物为炔化试剂，正丁基锂为锂化试剂，四氢呋喃为溶剂，在-78℃下反应20小时，用稀盐酸洗涤、乙酸乙酯萃取、饱和碳酸氢钠溶液洗涤、干燥、旋蒸、柱层析分离，得临炔甲基硅杂芴化合物；
步骤六、制备邻代甲酸甲酯基苯并硅杂芴衍生物：以临炔甲基硅杂芴化合物为底物，Cp2ZrBu2为催化剂，四氢呋喃为溶剂，合成锆杂环化合物，以CuCl为催化剂，乙炔二甲酸二甲酯为底物，在室温下反应13小时，用饱和氯化铵溶液洗涤、乙酸乙酯萃取、旋蒸、柱层析分离，得邻代甲酸甲酯基苯并硅杂芴衍生物；
步骤七、制备苯、蒽并噻咯衍生物：以邻代甲酸甲酯基苯并硅杂芴衍生物为底物，2,3-二氯-5,6-二氰基-1,4-苯醌为氧化剂，均三甲苯为溶剂，在150℃下反应3小时，旋蒸、柱层析分离，得苯、蒽并噻咯衍生物。
本发明合成方法的步骤一和步骤七中，柱层析所使用的洗脱剂为纯正己烷。
本发明合成方法的步骤二、步骤四、步骤五和步骤六中，柱层析所使用的洗脱剂为正己烷和乙酸乙酯的混合液，其中，正己烷与乙酸乙酯的体积比为5:1。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明利用金属茂锆类配合物以及丁基锂对烯烃聚合的催化作用，通过无水无氧反应，合成一种苯基硅烷；利用CuCl的催化作用，合成一种硅杂芴化合物；利用LiAlH4的还原性，将酯基还原为羟基；利用DDQ(2,3-二氯-5,6-二氰基-1,4-苯醌)的氧化性，合成一种苯、蒽并噻咯衍生物光电材料。较一般的有机光电材料，其苯蒽并噻咯并环增多，π-共轭体系更大，在理论上会有更好的电致发光性能。在合成工艺中，以邻溴碘苯为原料，合成硅桥联二炔；锆诱导硅桥联二炔，生成炔烃的环加成反应，条件易达到，时间短，收率高。较现有的相应材料的合成方法，使用丁基锂以及茂锆类配合物催化，其催化活性和收率更高，并且使用的原料更廉价易得。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明技术方案作进一步详细描述，所描述的具体实施例仅对本发明进行解释说明，并不用以限制本发明。
实施例1、1,2-二苯基-5,8-二丙基-6,7-二甲酸二甲酯-14,14-二甲基-14硅芴并萘的合成方法，该1,2-二苯基-5,8-二丙基-6,7-二甲酸二甲酯-14,14-二甲基-14硅芴并萘的结构式如式(1-10)所示，其合成方法包括以下步骤：
步骤一、制备苯基乙炔基-(2-苯基乙炔基)苯基硅烷
氮气保护下，向100mL反应管中加入78mg(0.11mmol)二(三苯基膦)-二氧化钯、1.06g(3.75mmol)邻溴碘苯、25mL三乙胺、24mg(0.13mmol)CuI和0.383g(3.75mmol)如结构式(1-1)所示的苯乙炔，室温搅拌24h，过滤，滤液用乙醚萃取，水洗，干燥，旋蒸，以展开剂为纯正己烷进行柱层析分离，得0.62g(收率64.3％)1-溴-2-苯基乙炔苯，所述1-溴-2-苯基乙炔苯的结构式如式(1-2)所示。
氮气保护下，向反应管中加入3.34g(13.0mmol)1-溴-2-苯基乙炔苯，加入40mL四氢呋喃，降温至-78℃，加入6.24mL(15.6mmol)正丁基锂，反应一小时，加入3.33g(26mmol)Me2SiCl2，升至室温，反应20小时，用正己烷洗涤，过滤，滤液浓缩，直接投入下一步反应。
氮气保护下，向100mL反应管中加入1.593g(15.6mmol)上述苯乙炔，20mL四氢呋喃，降温至-78℃，加入上一步的产物，反应20小时，水洗，乙醚萃取，干燥，旋蒸，以展开剂为纯正己烷进行柱层析分离，得2.550g(收率58.3％)苯基乙炔基-(2-苯基乙炔基)苯基硅烷，所述苯基乙炔基-(2-苯基乙炔基)苯基硅烷的结构式如式(1-3)所示。
步骤二、制备2,3-二甲酸二甲酯-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴
氮气保护下，向200mL反应管中加入4.43g(15.17mmol)Cp2ZrCl2，加入50mL四氢呋喃，降温至-78℃，加12.14mL(30.34mmol)正丁基锂，反应1小时。加入3g(8.92mmol)由步骤二制得的苯基乙炔基-(2-苯基乙炔基)苯基硅烷，升温至65℃，反应30分钟，降温至0℃。加入2.65g(26.76mmol)CuCl，恢复室温，10分钟后，加入3.72mL(0.34mmol)DMAD(乙炔二甲酸二甲酯)，升温至50℃，反应15分钟，用饱和氯化铵溶液洗涤，乙酸乙酯萃取，旋蒸，柱层析分离，柱层析所使用的洗脱剂为正己烷和乙酸乙酯的混合液，其中，正己烷与乙酸乙酯的体积比为5:1，得1.7g(收率82％)2,3-二甲酸二甲酯-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴。2,3-二甲酸二甲酯-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴的结构式如式(1-4)所示。
步骤三、制备2,3-二甲醇-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴：
氮气保护下，向50mL反应管中加入0.152g(4mmol)LiAlH4，加入10mL四氢呋喃，降温至0℃，加入0.479g(1mmol)步骤二制得的2,3-二甲酸二甲酯-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴，反应30分钟，水洗，稀盐酸洗，乙酸乙酯萃取，用饱和碳酸氢钠溶液洗涤，干燥，旋蒸，得到2,3-二甲醇-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴，所述2,3-二甲醇-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴的结构式如式(1-5)所示，对于2,3-二甲醇-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴不必分离，直接投入下一步。
步骤四、制备2,3-二(溴甲基)-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴：
向50mL反应瓶中加入15mL的1,2-二氯乙烷，加入0.423g(1mmol)由步骤三得到的2,3-二甲醇-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴，搅拌至瓶内液体悬浊，加入1.08g(4mmol)PBr3，室温下反应12小时，水洗，乙酸乙酯萃取，干燥，旋蒸，柱层析分离，柱层析所使用的洗脱剂为正己烷和乙酸乙酯的混合液，其中，正己烷与乙酸乙酯的体积比为5:1，得0.505g(收率92％)浅黄色固体2,3-二(溴甲基)-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴。所述2,3-二(溴甲基)-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴的结构式如式(1-6)所示。
步骤五、制备2,3-二-(2-己炔)-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴：
氮气保护下，向25mL反应管中加入10mL四氢呋喃，0.136g(2mmol)1-戊炔，所述1-戊炔的结构式如式(1-7)所示，降温至-78℃，加0.96mL(2.4mmol)正丁基锂，升至室温，反应1小时。降温至-78℃，加入0.274g(0.5mmol)由步骤四制得的2,3-二(溴甲基)-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴，升至室温，反应20小时，用稀盐酸洗涤，乙酸乙酯萃取，饱和碳酸氢钠溶液洗涤，干燥，旋蒸，柱层析分离，柱层析所使用的洗脱剂为正己烷和乙酸乙酯的混合液，其中，正己烷与乙酸乙酯的体积比为5:1，得0.162g(收率62％)产物2,3-二-(2-己炔)-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴。所述2,3-二-(2-己炔)-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴的结构式如式(1-8)所示。
步骤六、制备3,10-二氢-1,12-二苯基-5,8-二丙基-6,7-二甲酸二甲酯-14,14-二甲基硅芴并萘：
氮气保护下，向100mL反应管中加入1.75g(5.98mmol)Cp2ZrCl2，加入25mL四氢呋喃，降温至-78℃，加4.78mL(11.96mmol)正丁基锂，反应1小时，加入1.5612g(2.99mmol)由步骤五制得的2,3-二-(2-己炔)-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴，36℃下反应1小时，降温至0℃，加0.89g(8.97mmol)CuCl，恢复室温。10分钟后，加1.69g(11.96mmol)DMAD(乙炔二甲酸二甲酯)，反应13小时。用饱和氯化铵溶液洗涤，乙酸乙酯萃取，旋蒸，柱层析分离，柱层析所使用的洗脱剂为正己烷和乙酸乙酯的混合液，其中，正己烷与乙酸乙酯的体积比为5:1，得1.1103g(收率55.8％)3,10-二氢-1,12-二苯基-5,8-二丙基-6,7-二甲酸二甲酯-14,14-二甲基硅芴并萘。3,10-二氢-1,12-二苯基-5,8-二丙基-6,7-二甲酸二甲酯-14,14-二甲基硅芴并萘的结构式如式(1-9)所示。
步骤七、制备1,12-二苯基-5,8-二丙基-6,7-二甲酸二甲酯-14,14-二甲基硅芴并萘：
氮气保护下，向50mL反应管中加入1.1103g(1.67mmol)由步骤六制得的3,10-二氢-1,12-二苯基-5,8-二丙基-6,7-二甲酸二甲酯-14,14-二甲基硅芴并萘，0.76g，(3.34mmol)DDQ(2,3-二氯-5,6-二氰基-1,4-苯醌)，10mL均三甲苯。150℃反应3小时，取有机相旋蒸，以洗脱剂为纯正己烷进行柱层析分离，得0.4245g(收率38.35％)1,12-二苯基-5,8-二丙基-6,7-二甲酸二甲酯-14,14-二甲基硅芴并萘。1,12-二苯基-5,8-二丙基-6,7-二甲酸二甲酯-14,14-二甲基硅芴并萘的结构式如式(1-10)所示。
实施例2：1,5,8,12-四苯基-6,7-二甲酸二甲酯-14,14-二甲基硅芴并萘的合成方法，该1,5,8,12-四苯基-6,7-二甲酸二甲酯-14,14-二甲基硅芴并萘的结构式如式(2-10)所示，其合成方法包括以下步骤：
步骤一、制备苯基乙炔基-(2-苯基乙炔基)苯基硅烷
氮气保护下，向250mL反应管中加入316mg(0.45mmol)二(三苯基膦)-二氧化钯，4.24g(15mmol)邻溴碘苯，100mL三乙胺，95mg(0.5mmol)CuI，1.532g(15mmol)如结构式(1-1)所示的苯乙炔，室温搅拌20h，过滤，滤液用乙醚萃取，水洗，干燥，旋蒸，柱层析分离(展开剂为纯正己烷)，得2.573g(收率66.7％)1-溴-2-苯基乙炔苯。所述1-溴-2-苯基乙炔苯的结构式如式(1-2)所示。
氮气保护下，向反应管中加入1.29g(5mmol)1-溴-2-苯基乙炔苯，加入17mL四氢呋喃，降温至-78℃，加入3.7mL(9.25mmol)正丁基锂，反应一小时，加入1.28g(10mmol)Me2SiCl2，升至室温，反应17小时，用正己烷洗涤，过滤，滤液浓缩，直接投入下一步反应。
氮气保护下，向100mL反应管中加入0.659g(6mmol)上述苯乙炔，8mL四氢呋喃，降温至-78℃，加入上一步的产物，反应19小时，水洗，乙醚萃取，干燥，旋蒸，以展开剂为纯正己烷进行柱层析分离，得0.4498g(26.63％)苯基乙炔基-(2-苯基乙炔基)苯基硅烷，所述苯基乙炔基-(2-苯基乙炔基)苯基硅烷的结构式如式(1-3)所示。
步骤二、制备2,3-二甲酸二甲酯-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴
氮气保护下，向50mL反应管中加入0.375g(1.1mmol)Cp2ZrCl2，加入5mL四氢呋喃，降温至-78℃，加1.5mL(3.75mmol)正丁基锂，反应1小时。加入0.3324g(0.958mmol)由步骤一制得的苯基乙炔基-(2-苯基乙炔基)苯基硅烷，室温反应12小时，降温至0℃。加入0.218g(2.2mmol)CuCl，恢复室温，10分钟后，加入0.367mL(3mmol)DMAD(乙炔二甲酸二甲酯)，室温反应12小时，用饱和氯化铵溶液洗涤，乙酸乙酯萃取，旋蒸，柱层析分离，柱层析所使用的洗脱剂为正己烷和乙酸乙酯的混合液，其中，正己烷与乙酸乙酯的体积比为5:1，得0.209g(21.82％)2,3-二甲酸二甲酯-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴。2,3-二甲酸二甲酯-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴的结构式如式(1-4)所示。
步骤三、制备2,3-二甲醇-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴
氮气保护下，向100mL反应管中加入0.45g(11.84mmol)LiAlH4，加入30mL四氢呋喃，降温至0℃，加入1.2g(2.505mmol)步骤二制得的2,3-二甲酸二甲酯-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴，反应30分钟，水洗，稀盐酸洗，乙酸乙酯萃取，用饱和碳酸氢钠溶液洗涤，干燥，旋蒸，得到2,3-二甲醇-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴，所述2,3-二甲醇-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴的结构式如式(1-5)所示，对于2,3-二甲醇-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴不必分离，直接投入下一步。
步骤四、制备2,3-二(溴甲基)-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴
与实施例1步骤四相同，最终得0.505g(收率92％)浅黄色固体2,3-二(溴甲基)-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴。所述2,3-二(溴甲基)-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴的结构式如式(1-6)所示。
步骤五、制备2,3-二-(2-丙炔基苯基)-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴
氮气保护下，向25mL反应管中加入10mL四氢呋喃，0.232g(2mmol)苯乙炔，所述苯乙炔的结构式如式(1-1)所示，降温至-78℃，加0.96mL(2.4mmol)正丁基锂，升至室温，反应1小时。降温至-78℃，加入0.274g(0.5mmol)由步骤四制得的2,3-二(溴甲基)-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴，升至室温，反应24小时，用稀盐酸洗涤，乙酸乙酯萃取，饱和碳酸氢钠溶液洗涤，干燥，旋蒸，柱层析分离，柱层析所使用的洗脱剂为正己烷和乙酸乙酯的混合液，其中，正己烷与乙酸乙酯的体积比为5:1，得0.183g(收率62％)产物2,3-二-(2-丙炔基苯基)-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴。所述2,3-二-(2-丙炔基苯基)-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴的结构式如式(2-8)所示。
步骤六、制备3,10-二氢-1,5,8,12-四苯基-6,7-二甲酸二甲酯-14,14-二甲基硅芴并萘
与实施例1步骤六基本相同，不同仅为其中所加入由步骤五制得的2,3-二-(2-丙炔基苯基)-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴的量改为1.772g(3mmol)氮气保护下，向100mL反应管中加入1.75g(5.98mmol)Cp2ZrCl2，加入25mL四氢呋喃，最终得1.102g(收率50.1％)3,10-二氢-1,5,8,12-四苯基-6,7-二甲酸二甲酯-14,14-二甲基硅芴并萘。所述3,10-二氢-1,5,8,12-四苯基-6,7-二甲酸二甲酯-14,14-二甲基硅芴并萘的结构式如式(2-9)所示。
步骤七、制备1,5,8,12-四苯基-6,7-二甲酸二甲酯-14,14-二甲基硅芴并萘：
氮气保护下，向50mL反应管中加入1.466g(2mmol)由步骤六制得的3,10-二氢-1,5,8,12-四苯基-6,7-二甲酸二甲酯-14,14-二甲基硅芴并萘，0.91g(4mmol)DDQ(2,3-二氯-5,6-二氰基-1,4-苯醌)，20mL均三甲苯。150℃反应3小时，取有机相旋蒸，以洗脱剂为纯正己烷进行柱层析分离，得0.618g(收率42.3％)1,5,8,12-四苯基-6,7-二甲酸二甲酯-14,14-二甲基硅芴并萘。1,5,8,12-四苯基-6,7-二甲酸二甲酯-14,14-二甲基硅芴并萘的结构式如式(2-10)所示。
实施例3、1,2-二苯基-5,8-二丙基-6,7-二甲酸二甲酯-14,14-二甲基-14硅芴并萘的合成方法，该1,2-二苯基-5,8-二丙基-6,7-二甲酸二甲酯-14,14-二甲基-14硅芴并萘的结构式如式(1-10)所示，其合成方法包括以下步骤：
步骤一、制备苯基乙炔基-(2-苯基乙炔基)苯基硅烷
氮气保护下，向250mL反应管中加入0.383mg(0.446mmol)二(三苯基膦)-二氧化钯，4.24g(15mmol)邻溴碘苯，100mL三乙胺，95mg(0.51mmol)CuI，1.683g(16.48mmol)苯乙炔，其结构式如式(1-1)所示，室温搅拌22h，过滤，滤液用乙醚萃取，水洗，干燥，旋蒸，柱层析分离(展开剂为纯正己烷)，得2.86g(74.2％)1-溴-2-苯基乙炔苯。所述1-溴-2-苯基乙炔苯的结构式如式(1-2)所示。
氮气保护下，向反应管中加入3g(11.63mmol)1-溴-2-苯基乙炔苯，加入40mL四氢呋喃，降温至-78℃，加入8.6mL(21.5mmol)正丁基锂，反应一小时，加入2.98g(23.27mmol)Me2SiCl2，升至室温，反应20小时，用正己烷洗涤，过滤，滤液浓缩，直接投入下一步反应。
氮气保护下，向100mL反应管中加入1.531g(13.9mmol)上述苯乙炔，18mL四氢呋喃，降温至-78℃，加入上一步的产物，反应20小时，水洗，乙醚萃取，干燥，旋蒸，柱层析分离(展开剂为纯正己烷)，得1.8g(收率46％)苯基乙炔基-(2-苯基乙炔基)苯基硅烷，所述苯基乙炔基-(2-苯基乙炔基)苯基硅烷的结构式如式(1-3)所示。
步骤二、制备2,3-二甲酸二甲酯-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴
氮气保护下，向25mL反应管中加入0.511g(1.5mmol)Cp2ZrCl2，加入5mL四氢呋喃，降温至-78℃，加1.2mL(3mmol)正丁基锂，反应1小时。加入0.336g(1mmol)由步骤一制得的苯基乙炔基-(2-苯基乙炔基)苯基硅烷，升温至65℃，反应30分钟，降温至0℃。加入0.297g(3mmol)CuCl，恢复室温，10分钟后，加入0.368mL(3mmol)DMAD(乙炔二甲酸二甲酯)，升温至50℃，反应15分钟，用饱和氯化铵溶液洗涤，乙酸乙酯萃取，旋蒸，柱层析分离，柱层析所使用的洗脱剂为正己烷和乙酸乙酯的混合液，其中，正己烷与乙酸乙酯的体积比为5:1，得79mg(16.77％)2,3-二甲酸二甲酯-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴。2,3-二甲酸二甲酯-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴的结构式如式(1-4)所示。
步骤三、制备2,3-二甲醇-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴
氮气保护下，向50mL反应管中加入0.152g(4mmol)LiAlH4，加入10mL四氢呋喃，降温至0℃，加入0.479g(1mmol)步骤二制得的2,3-二甲酸二甲酯-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴，反应30分钟，水洗，稀盐酸洗，乙酸乙酯萃取，用饱和碳酸氢钠溶液洗涤，干燥，旋蒸，得到2,3-二甲醇-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴，所述2,3-二甲醇-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴的结构式如式(1-5)所示，对于2,3-二甲醇-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴不必分离，直接投入下一步。
步骤四、制备2,3-二(溴甲基)-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴
与实施例1步骤四相同，最终得0.505g(收率92％)浅黄色固体2,3-二(溴甲基)-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴。所述2,3-二(溴甲基)-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴的结构式如式(1-6)所示。
步骤五、制备2,3-二-(2-己炔)-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴
氮气保护下，向25mL反应管中加入10mL四氢呋喃，0.129g(1.9mmol)1-戊炔，所述1-戊炔的结构式如式(1-7)所示，降温至-78℃，加0.75mL(1.875mmol)正丁基锂，升至室温，反应1小时。降温至-78℃，加入0.274g(0.5mmol)由步骤四制得的2,3-二(溴甲基)-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴，升至室温，反应13小时，用稀盐酸洗涤，乙酸乙酯萃取，饱和碳酸氢钠溶液洗涤，干燥，旋蒸，柱层析分离，柱层析所使用的洗脱剂为正己烷和乙酸乙酯的混合液，其中，正己烷与乙酸乙酯的体积比为5:1，得0.14g(收率47.4％)产物2,3-二-(2-己炔)-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴。所述2,3-二-(2-己炔)-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴的结构式如式(1-8)所示。
步骤六、制备3,10-二氢-1,12-二苯基-5,8-二丙基-6,7-二甲酸二甲酯-14,14-二甲基硅芴并萘：
氮气保护下，向50mL反应管中加入0.206g(0.6mmol)Cp2ZrCl2，加入10mL四氢呋喃，降温至-78℃，加0.56mL(1.409mmol)正丁基锂，反应1小时，加入0.177g(0.3mmol)由步骤五制得的2,3-二-(2-己炔)-1,4-二苯基-9,9-二甲基硅芴，36℃下反应2小时，降温至0℃，加0.09g(0.9mmol)CuCl，恢复室温。10分钟后，加0.1696g(1.2mmol)DMAD(乙炔二甲酸二甲酯)，反应13小时。用饱和氯化铵溶液洗涤，乙酸乙酯萃取，旋蒸，柱层析分离，柱层析所使用的洗脱剂为正己烷和乙酸乙酯的混合液，其中，正己烷与乙酸乙酯的体积比为5:1，得95mg(收率23.8％)3,10-二氢-1,12-二苯基-5,8-二丙基-6,7-二甲酸二甲酯-14,14-二甲基硅芴并萘。3,10-二氢-1,12-二苯基-5,8-二丙基-6,7-二甲酸二甲酯-14,14-二甲基硅芴并萘的结构式如式(1-9)所示。
步骤七、制备1,12-二苯基-5,8-二丙基-6,7-二甲酸二甲酯-14,14-二甲基硅芴并萘：
与实施例1步骤七相同，最终得0.4245g(收率38.35％)1,12-二苯基-5,8-二丙基-6,7-二甲酸二甲酯-14,14-二甲基硅芴并萘。1,12-二苯基-5,8-二丙基-6,7-二甲酸二甲酯-14,14-二甲基硅芴并萘的结构式如式(1-10)所示。
综上，本发明合成方法的步骤一中，使用二(三苯基膦)-二氧化钯作为催化剂在室温下即可高效率得到产品，当反应剂量加大时，体系内混入较多的氧气，收率稍有降低。加入Me2SiCl2时，一次性加入比滴加加入反应更完全，副产物更少；加料时，将Me2SiCl2事先降温处理，比直接加入反应更高效，副产物更少。洗涤用正己烷中含水量越少，越有利于之后反应的进行，从而增大产率。所有步骤中，反应过程中所用的THF溶剂中含水量越低，越有利于之后反应的进行，从而增大产率。
尽管上面对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (3)
1.一种苯、蒽并噻咯衍生物有机光电材料的合成方法，该苯、蒽并噻咯衍生物有机光电材料是结构式如下的化合物，
其中，Pr为正丙基；
其特征在于，该苯、蒽并噻咯衍生物有机光电材料的合成包括以下步骤：
步骤一、制备硅桥联二炔：以邻溴碘苯为底物，以PdCl2(PPh3)2和CuI为催化剂，三乙胺为溶剂，烷基化反应后，以正丁基锂为锂化试剂，Me2SiCl2为硅烷基化试剂，进行硅烷基化反应，以锂化炔苯为烷基化试剂，在-78℃下反应20小时，得到硅桥联二炔粗产物；经柱层析分离后得到硅桥联二炔；
其中，硅桥联二炔的结构为：
步骤二、制备硅杂芴化合物：以硅桥联二炔为底物，Cp2ZrBu2为催化剂，四氢呋喃为溶剂，合成锆杂环化合物，以CuCl为催化剂，乙炔二甲酸二甲酯为底物，在50℃下反应15分钟，用饱和氯化铵溶液洗涤、乙酸乙酯萃取、旋蒸、柱层析分离，得到硅杂芴化合物；
其中，硅杂芴化合物的结构为：
步骤三、制备邻羟甲基硅杂芴化合物：以硅杂芴化合物为底物，LiAlH4为还原剂，四氢呋喃为溶剂，在0℃下反应30分钟，用水洗，再用稀盐酸洗，乙酸乙酯萃取，用饱和碳酸氢钠溶液洗涤，干燥、旋蒸，得邻羟甲基硅杂芴化合物；
其中，邻羟甲基硅杂芴化合物的结构为：
步骤四、制备邻溴甲基硅杂芴化合物：以邻羟甲基硅杂芴化合物为底物，PBr3为溴化剂，1,2-二氯乙烷为溶剂，在室温下反应12小时，水洗、乙酸乙酯萃取、干燥、旋蒸、柱层析分离，得邻溴甲基硅杂芴化合物；
其中，邻溴甲基硅杂芴化合物的结构为：
步骤五、制备邻炔甲基硅杂芴化合物：以邻溴甲基硅杂芴化合物为底物，1-戊炔或苯乙炔为炔化试剂，正丁基锂为锂化试剂，四氢呋喃为溶剂，在-78℃下反应20小时，用稀盐酸洗涤、乙酸乙酯萃取、饱和碳酸氢钠溶液洗涤、干燥、旋蒸、柱层析分离，得邻炔甲基硅杂芴化合物；
其中，邻炔甲基硅杂芴化合物的结构为：
步骤六、制备邻代甲氧羰基苯并硅杂芴衍生物：以邻炔甲基硅杂芴化合物为底物，Cp2ZrBu2为催化剂，四氢呋喃为溶剂，合成锆杂环化合物，以CuCl为催化剂，乙炔二甲酸二甲酯为底物，在室温下反应13小时，用饱和氯化铵溶液洗涤、乙酸乙酯萃取、旋蒸、柱层析分离，得邻代甲氧羰基苯并硅杂芴衍生物；
其中，邻代甲氧羰基苯并硅杂芴衍生物的结构为：
步骤七、制备苯、蒽并噻咯衍生物：以邻代甲氧羰基苯并硅杂芴衍生物为底物，2,3-二氯-5,6-二氰基-1,4-苯醌为氧化剂，均三甲苯为溶剂，在150℃下反应3小时，旋蒸、柱层析分离，得苯、蒽并噻咯衍生物。
2.根据权利要求1所述苯、蒽并噻咯衍生物有机光电材料的合成方法，其特征在于，步骤一和步骤七中，柱层析所使用的洗脱剂为纯正己烷。
3.根据权利要求1所述苯、蒽并噻咯衍生物有机光电材料的合成方法，其特征在于，步骤二、步骤四、步骤五和步骤六中，柱层析所使用的洗脱剂为正己烷和乙酸乙酯的混合液，其中，正己烷与乙酸乙酯的体积比为5:1。
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| 含硅桥联并苯联苯π-共轭分子的设计与性能理论研究;蒋丽丽;《天津大学硕士学位论文》;20150925;第二章图2-1、第三章（尤其是图3-1） |
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