CN106749017B - 一种3,6位卤原子取代的1,8-萘酰亚胺的合成方法 - Google Patents
一种3,6位卤原子取代的1,8-萘酰亚胺的合成方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种3,6位卤原子取代的1,8‑萘酰亚胺的合成方法,其合成方法是在1,8‑萘酰亚胺的3,6位引入卤素原子,以3,6‑二氨基‑1,8‑萘酰亚胺、亚硝酸钠、卤化亚铜为原料,3,6‑二氨基‑1,8‑萘酰亚胺与亚硝酸钠摩尔比在1:1~10,3,6‑二氨基‑1,8‑萘酰亚胺与卤化亚铜摩尔比在1:1~1:10,在混合溶剂下,低温‑10~10℃下,反应1~48h,得到3,6位卤原子取代的1,8‑萘酰亚胺。本发明通过温和条件大量制备3,6位被卤素原子取代的1,8‑萘酰亚胺,具有分离提纯简便,反应条件温和的优点。
Description
技术领域
本发明属于有机化工和精细化工领域,具体涉及一种3,6位卤原子取代的1,8-萘酰亚胺的合成方法。
背景技术
1,8-萘酰亚胺是一类新型的有机半导体单元,用于有机半导体材料的构筑,已成功应用于太阳能电池领域(ACS Appl.Mater.Interfaces 2016,8,5475-5483),显示出优良的器件性能。
3,6位卤原子取代的1,8-萘酰亚胺是一类重要的有机半导体中间体,可以用于构筑高性能的有机半导体材料。文献上以1,8-萘二甲酸酐直接溴化方法制备(TetrahedronLetters 2013,54,4963–4965),具有制备条件苛刻,分离提纯困难的缺点。
发明内容
本发明的目的是针对以上问题,提供一种3,6位卤原子取代的1,8-萘酰亚胺的合成方法,从而得到一种重要的有机半导体中间体,其所需原料廉价易得,反应条件温和,所得目标化合物易于提纯。
在1,8-萘酰亚胺的3,6位引入卤素原子,制备卤原子取代的1,8-萘酰亚胺类化合物,目标化合物的结构通式如A式所示:
其中,A式中X代表卤素原子,R为C5-C20的直链或支链烷烃。
本发明的技术方案是,一种3,6位卤原子取代的1,8-萘酰亚胺的合成方法,其特征在于,其合成方法为:
步骤一、以1,8-萘二甲酸酐,2-辛基十二胺为原料,先以1,8-萘二甲酸酐硝化制得3,6-二硝基-1,8-萘二甲酸酐,再与2-辛基十二胺反应制得3,6-二硝基-1,8-萘酰亚胺,利用氢气还原制得主原料3,6-二氨基-1,8-萘酰亚胺。
其中1,8-萘二甲酸酐,2-辛基十二胺均为商业产品,3,6-二硝基-1,8-萘二甲酸酐合成方法参考文献(Chin.J.Org.Chem.2013,33,1514~1521);3,6-二硝基-1,8-萘酰亚胺制备方法参考文献(Chin.J.Org.Chem.2013,33,1514~1521);3,6-二氨基-1,8-萘酰亚胺制备方法参考文献(J.Am.Chem.Soc.,2005,127(2),pp 559–566)。
步骤二、以3,6-二氨基-1,8-萘酰亚胺为反应底物。当X为Br时,以氢溴酸、水、THF为溶剂在冰盐浴下先加入NaNO2制得重氮盐,再加入氢溴酸和CuBr制得3,6-二溴-1,8-萘酰亚胺,3,6-二氨基-1,8-萘酰亚胺与亚硝酸钠摩尔比在1:1~1:10,3,6-二氨基-1,8-萘酰亚胺与卤化亚铜摩尔比在1:1~10,温度-10~10℃,反应1~48h;当X为Cl时,以盐酸、水、THF为溶剂在冰盐浴下先加入NaNO2制得重氮盐,再加入盐酸和CuCl制得3,6-二氯-1,8-萘酰亚胺,3,6-二氨基-1,8-萘酰亚胺与亚硝酸钠摩尔比在1:1~1:10,3,6-二氨基-1,8-萘酰亚胺与卤化亚铜摩尔比在1:1~10,温度-10~10℃,反应1~48h;当X为I时,以盐酸、水、THF为溶剂在冰盐浴下先加入NaNO2制得重氮盐,再加入碘化钾制得3,6-二碘-1,8-萘酰亚胺,3,6-二氨基-1,8-萘酰亚胺与亚硝酸钠摩尔比在1:1~1:10,3,6-二氨基-1,8-萘酰亚胺与卤化亚铜摩尔比在1:1~10,温度-10~10℃,反应1~48h。
该方法是在1,8-萘酰亚胺的3,6位引入卤素原子,以3,6-二氨基-1,8-萘酰亚胺、亚硝酸钠、卤化亚铜为原料,3,6-二氨基-1,8-萘酰亚胺与亚硝酸钠摩尔比在1:1~1:10,3,6-二氨基-1,8-萘酰亚胺与卤化亚铜摩尔比在1:1~1:10,在混合溶剂下,低温-10~10℃下,反应1~48h,得到3,6位卤原子取代的1,8-萘酰亚胺。
其中步骤二中,所述的混合溶剂为氢卤酸、水、四氢呋喃或DMF、1,4-二氧六环、DMSO所组成的混合溶剂。对比已有的技术,以文献(Tetrahedron Letters 2013,54,4963–4965)中该法制得3,6位溴原子取代的1,8-萘酰亚胺,提纯困难,并且只能制备3,6-二溴-N-(2,6-二异丙基苯基)-1,8-萘酰亚胺这种溶解性差结晶性好的单一溴代物,根据本发明方案,不仅实验条件简单,原料廉价易得,还能制备各种不同烷基链具有调节其结晶性能的不同卤代物,例如3,6-二溴-N-(2-辛基十二烷基)-1,8-萘酰亚胺,1HNMR(300MHz,CDCl3)δH:8.63(s,2H),8.26(s,2H),4.07(d,2H),1.22-1.29(m,33H),0.85-0.87(m,6H);HRMS:Calcdfor C32H45Br2NO2 633.1817,found:633.1836(M-,MALDI-TOF);3,6-二溴-N-(2-乙基己基)-1,8-萘酰亚胺HRMS:Calcd for C20H21Br2NO2 464.9939,found:464.9927(M-,MALDI-TOF);3,6-二碘-N-(2-辛基十二烷基)-1,8-萘酰亚胺1HNMR(300MHz,CDCl3)δH:8.78(s,2H),8.45(s,2H),4.07(d,2H),1.22-1.29(m,33H),0.85-0.87(m,6H);HRMS:Calcd for C32H45I2NO2729.1540,found:729.1522(M-,MALDI-TOF)。
本发明的有益效果是,通过温和条件大量制备3,6位被卤素原子取代的1,8-萘酰亚胺,具有分离提纯简便,反应条件温和的优点,并且可以制备不同结晶性能,不同卤原子3,6位取代的1,8-萘酰亚胺。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明所述的一种3,6位卤原子取代的1,8-萘酰亚胺的合成方法做进一步说明,但是本发明的保护范围并不限于此。
实施例1:3,6-二溴-N-(2-辛基十二烷基)-1,8-萘酰亚胺(B1)
在50mL烧瓶中加反应物A(0.102g,0.20mmol),7mL 42%氢溴酸水溶液,用磁力搅拌器搅拌使其充分成盐,然后在冰盐浴下缓慢滴加4mL水溶解的0.110g(1.59mmol)NaNO2的溶液,滴完后冰盐浴下搅拌0.5h,再向里缓慢滴加6mL 42%的氢溴酸的水溶液溶解的0.110g(0.77mmol)CuBr溶液,搅拌反应至溶液澄清或者搅拌过夜,反应停止后用二氯甲烷萃取,水洗,用无水硫酸镁干燥,过滤,柱分离,得淡黄色固体0.058g,产率45.4%。1HNMR(300MHz,CDCl3)δH:8.63(s,2H),8.26(s,2H),4.07(d,2H),1.22-1.29(m,33H),0.85-0.87(m,6H);HRMS:Calcd for C32H45Br2NO2 633.1817,found:633.1836(M-,MALDI-TOF)。
实施例2:3,6-二碘-N-(2-辛基十二烷基)-1,8-萘酰亚胺(C1)
在50mL烧瓶中加反应物A(0.102g,0.20mmol),7mL 37%盐酸水溶液,用磁力搅拌器搅拌使其充分成盐,然后在冰盐浴下缓慢滴加5mL水溶解的0.110g(1.59mmol)NaNO2的溶液,滴完后冰盐浴下搅拌0.5h,再向里缓慢滴加5mL水溶解的0.30g(1.81mmol)KI溶液,搅拌反应至溶液澄清或者搅拌过夜,反应停止后用二氯甲烷萃取,水洗,用无水硫酸镁干燥,过滤,柱分离,得暗红色固体0.060g,产率41.2%。1HNMR(300MHz,CDCl3)δH:8.78(s,2H),8.45(s,2H),4.07(d,2H),1.22-1.29(m,33H),0.85-0.87(m,6H);HRMS:Calcd forC32H45I2NO2729.1540,found:729.1522(M-,MALDI-TOF)。
实施例3:3,6-二溴-N-(2-辛基十二烷基)-1,8-萘酰亚胺(B1)
在50mL烧瓶中加反应物A(0.102g,0.2mmol),7mL 42%氢溴酸水溶液,再加7mL水用磁力搅拌器搅拌使其充分成盐,然后再加7mL THF,然后在冰盐浴下缓慢滴加4mL水溶解的0.110g(1.59mmol)NaNO2的溶液,滴完后冰盐浴下搅拌0.5h,再向里缓慢滴加6mL 42%的氢溴酸的水溶液溶解的0.110g(0.77mmol)CuBr溶液,搅拌反应至溶液澄清或者搅拌过夜,反应停止后用二氯甲烷萃取,水洗,用无水硫酸镁干燥,过滤,柱分离,得淡黄色固体0.051g,产率40%。1HNMR(300MHz,CDCl3)δH:8.63(s,2H),8.26(s,2H),4.07(d,2H),1.22-1.29(m,33H),0.85-0.87(m,6H);HRMS:Calcd for C32H45Br2NO2 633.1817,found:633.1836(M-,MALDI-TOF)。
实施例4:3,6-二溴-N-(2-乙基己基)-1,8-萘酰亚胺(B2)
在50mL烧瓶中加反应物A(0.102g,0.30mmol),7mL 42%氢溴酸水溶液,用磁力搅拌器搅拌使其充分成盐,然后在冰盐浴下缓慢滴加4mL水溶解的0.110g(1.59mmol)NaNO2的溶液,滴完后冰盐浴下搅拌0.5h,再向里缓慢滴加6mL 42%的氢溴酸的水溶液溶解的0.110g(0.77mmol)CuBr溶液,搅拌反应至溶液澄清或者搅拌过夜,反应停止后用二氯甲烷萃取,水洗,用无水硫酸镁干燥,过滤,柱分离,得淡黄色固体0.049g,产率35%。HRMS:Calcdfor C20H21Br2NO2 464.9939,found:464.9927(M-,MALDI-TOF)。
实施例5:3,6-二溴-N-(2-戊基己基)-1,8-萘酰亚胺(B3)
在50mL烧瓶中加化合物A(0.102g,0.27mmol),7mL 42%氢溴酸水溶液,用磁力搅拌器搅拌使其充分成盐,然后在冰盐浴下缓慢滴加4mL水溶解的0.110g(1.59mmol)NaNO2的溶液,滴完后冰盐浴下搅拌0.5h,再向里缓慢滴加6mL 42%的氢溴酸的水溶液溶解的0.110g(0.77mmol)CuBr溶液,搅拌反应至溶液澄清或者搅拌过夜,反应停止后用二氯甲烷萃取,水洗,用无水硫酸镁干燥,过滤,柱分离,得淡黄色固体0.052g,产率38%。HRMS:Calcdfor C23H27Br2NO2 507.0409,found:507.0418(M-,MALDI-TOF)。
实施例6:3,6-二溴-N-(2-乙基丙基)-1,8-萘酰亚胺(B4)
在50mL烧瓶中加化合物A(0.102g,0.34mmol),7mL 42%氢溴酸水溶液,用磁力搅拌器搅拌使其充分成盐,然后在冰盐浴下缓慢滴加4mL水溶解的0.110g(1.59mmol)NaNO2的溶液,滴完后冰盐浴下搅拌0.5h,再向里缓慢滴加6mL 42%的氢溴酸的水溶液溶解的0.110g(0.77mmol)CuBr溶液,搅拌反应至溶液澄清或者搅拌过夜,反应停止后用二氯甲烷萃取,水洗,用无水硫酸镁干燥,过滤,柱分离,得淡黄色固体0.058g,产率40%。HRMS:Calcdfor C17H15Br2NO2 422.9470,found:422.9459(M-,MALDI-TOF)。
实施例7:3,6-二碘-N-(2-乙基己基)-1,8-萘酰亚胺(C2)
在50mL烧瓶中加反应物A(0.102g,0.30mmol),7mL 37%盐酸水溶液,用磁力搅拌器搅拌使其充分成盐,然后在冰盐浴下缓慢滴加5mL水溶解的0.110g(1.59mmol)NaNO2的溶液,滴完后冰盐浴下搅拌0.5h,再向里缓慢滴加5mL水溶解的0.30g(1.81mmol)KI溶液,搅拌反应至溶液澄清或者搅拌过夜,反应停止后用二氯甲烷萃取,水洗,用无水硫酸镁干燥,过滤,柱分离,得暗红色固体0.081g,产率48%。HRMS:Calcd for C20H21I2NO2 560.9662,found:560.9658(M-,MALDI-TOF)。
实施例8:3,6-二碘-N-(2-戊基己基)-1,8-萘酰亚胺(C3)
在50mL烧瓶中加反应物A(0.102g,0.27mmol),7mL 37%盐酸水溶液,用磁力搅拌器搅拌使其充分成盐,然后在冰盐浴下缓慢滴加5mL水溶解的0.110g(1.59mmol)NaNO2的溶液,滴完后冰盐浴下搅拌0.5h,再向里缓慢滴加5mL水溶解的0.30g(1.81mmol)KI溶液,搅拌反应至溶液澄清或者搅拌过夜,反应停止后用二氯甲烷萃取,水洗,用无水硫酸镁干燥,过滤,柱分离,得暗红色固体0.057g,产率35%。HRMS:Calcd for C23H27I2NO2 603.0131,found:603.0153(M-,MALDI-TOF)。
实施例9:3,6-二碘-N-(2-乙基丙基)-1,8-萘酰亚胺(C4)
在50mL烧瓶中加反应物A (0.102g,0.34mmol),7mL 37%盐酸水溶液,用磁力搅拌器搅拌使其充分成盐,然后在冰盐浴下缓慢滴加5mL水溶解的0.110g(1.59mmol)NaNO2的溶液,滴完后冰盐浴下搅拌0.5h,再向里缓慢滴加5mL水溶解的0.30g(1.81mmol)KI溶液,搅拌反应至溶液澄清或者搅拌过夜,反应停止后用二氯甲烷萃取,水洗,用无水硫酸镁干燥,过滤,柱分离,得暗红色固体0.069g,产率39%。HRMS:Calcd for C17H15I2NO2 518.9192,found:518.9188(M-,MALDI-TOF)。
Claims (1)
1.一种N-(2-辛基十二烷基)-3,6二卤原子取代的1,8-萘酰亚胺的合成方法,其中卤代为氯代、溴代或碘代,其特征在于,其合成方法为:步骤一、以1,8-萘二甲酸酐,2-辛基十二胺为原料,先以1,8-萘二甲酸酐硝化制得3,6-二硝基-1,8-萘二甲酸酐,再与2-辛基十二胺反应制得N-(2-辛基十二烷基)-3,6-二硝基-1,8-萘酰亚胺,利用氢气还原制得主原料N-(2-辛基十二烷基)-3,6-二氨基-1,8-萘酰亚胺,结构式如下:
步骤二、以N-(2-辛基十二烷基)-3,6-二氨基-1,8-萘酰亚胺为反应底物;当卤代为Br代时,以氢溴酸、水、THF为溶剂在冰盐浴下先加入NaNO2制得重氮盐,再加入氢溴酸和CuBr制得N-(2-辛基十二烷基)-3,6-二溴-1,8-萘酰亚胺,N-(2-辛基十二烷基)-3,6-二氨基-1,8-萘酰亚胺与亚硝酸钠摩尔比为1:1~10,N-(2-辛基十二烷基)-3,6-二氨基-1,8-萘酰亚胺与CuBr摩尔比为1:1~10,温度-10~10℃,反应1~48h;当卤代为Cl代时,以盐酸、水、THF为溶剂在冰盐浴下先加入NaNO2制得重氮盐,再加入盐酸和CuCl制得N-(2-辛基十二烷基)-3,6-二氯-1,8-萘酰亚胺,N-(2-辛基十二烷基)-3,6-二氨基-1,8-萘酰亚胺与亚硝酸钠摩尔比为1:1~10,N-(2-辛基十二烷基)-3,6-二氨基-1,8-萘酰亚胺与CuCl摩尔比为1:1~10,温度-10~10℃,反应1~48h;当卤代为I代时,以盐酸、水、THF为溶剂在冰盐浴下先加入NaNO2制得重氮盐,再加入KI制得N-(2-辛基十二烷基)-3,6-二碘-1,8-萘酰亚胺,N-(2-辛基十二烷基)-3,6-二氨基-1,8-萘酰亚胺与亚硝酸钠摩尔比为1:1~10,N-(2-辛基十二烷基)-3,6-二氨基-1,8-萘酰亚胺与KI摩尔比为1:1~10,温度-10~10℃,反应1~48h。
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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