CN108623595B - 一种螺环芳香稠环酰亚胺类化合物的单晶体、其制备方法及其应用 - Google Patents
一种螺环芳香稠环酰亚胺类化合物的单晶体、其制备方法及其应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108623595B CN108623595B CN201710175424.5A CN201710175424A CN108623595B CN 108623595 B CN108623595 B CN 108623595B CN 201710175424 A CN201710175424 A CN 201710175424A CN 108623595 B CN108623595 B CN 108623595B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- condensed ring
- monocrystal
- aromatic condensed
- loop coil
- analog compounds
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D471/00—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, at least one ring being a six-membered ring with one nitrogen atom, not provided for by groups C07D451/00 - C07D463/00
- C07D471/22—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, at least one ring being a six-membered ring with one nitrogen atom, not provided for by groups C07D451/00 - C07D463/00 in which the condensed systems contains four or more hetero rings
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
- H10K85/615—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
- H10K85/621—Aromatic anhydride or imide compounds, e.g. perylene tetra-carboxylic dianhydride or perylene tetracarboxylic di-imide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07B—GENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
- C07B2200/00—Indexing scheme relating to specific properties of organic compounds
- C07B2200/13—Crystalline forms, e.g. polymorphs
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/549—Organic PV cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Nitrogen Condensed Heterocyclic Rings (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
本发明属于有机化学合成技术领域，具体涉及一种新的螺环芳香稠环酰亚胺类化合物的单晶体、其制备方法及其应用。具体地说，本发明提供一种式(Ⅰ)所示的螺环芳香稠环酰亚胺类化合物的单晶体，其中，R＝‑C5H11或‑C3H7。所述的螺环芳香稠环酰亚胺类化合物的单晶体由一个季碳原子通过bay位连接两个苝酰亚胺片段，两片苝酰亚胺二面角为90.00°。本发明所提供的式(Ⅰ)化合物为一种新型螺环芳香稠环酰亚胺类化合物，具有一定的光电转换效率，可用作有机光伏材料中的电子受体，是一种具有重要应用前景的有机光伏电池电子受体材料或用于有机发光二极管材料。
Description
技术领域
本发明属于有机化学合成技术领域，具体涉及一种新的螺环芳香稠环酰亚胺类化合物的单晶体、其制备方法及其应用。
背景技术
当天然气、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时，越来越多的国家开始开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力。在国际光伏市场巨大潜力的推动下，各国的太阳能电池制造业争相投入巨资，扩大生产，以争一席之地。太阳能光伏发电在不远的将来会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。有机光伏电池利用有机光伏材料制备器件以实现光电转换，可通过溶液加工技术制成柔性的大面积器件，具有重量轻、成本低、便携等优点，具有广阔的应用前景。
稠环酰亚胺类化合物是一类重要的有机功能分子，这类化合物具有化学、热和光稳定性好，吸收光谱范围较广以及荧光量子产率较高的特点，可广泛地应用于有机太阳电池、液晶材料、有机场效应、光导体、电致发光、自组装及生物荧光探针等领域。
然而现有的含稠环酰亚胺类化合物合成难度随着共轭程度的增加而增加，螺环芳香稠环酰亚胺类化合物一直没有被开发出来。因此，通过简单高效的合成方法得到螺环芳香稠环酰亚胺类化合物具有重要的研究意义和实用价值。
有鉴于此特提出本发明。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种新的螺环芳香稠环酰亚胺类化合物的单晶体。
本发明的目的之二是提供所述的新的螺环芳香稠环酰亚胺类化合物的单晶体的制备方法。
本发明的目的之三是提供所述的新的螺环芳香稠环酰亚胺类化合物的单晶体的应用。
为实现本发明的目的，本发明采用如下技术方案：
一种式(Ⅰ)所示的螺环芳香稠环酰亚胺类化合物的单晶体，
其中，R＝-C5H11或-C3H7。
本发明所述的螺环芳香稠环酰亚胺类化合物的单晶体由一个季碳原子通过bay位连接连个苝酰亚胺片段，两片苝酰亚胺二面角为90.00°。
所述的螺环芳香稠环酰亚胺类化合物的单晶体属单斜晶系。
具体地说，
当R＝-C5H11时，其结构式如式(Ⅰa)所示，该单晶体属单斜晶系，空间群为Cc，晶胞参数为α＝90.00°，β＝95.90(3)°，γ＝90.00°，Z＝16；
当R＝-C3H7时，其结构式如式(Ⅰb)所示，该单晶体属单斜晶系，空间群为P21/n，晶胞参数为α＝90.00°，β＝107.92(3)°，γ＝90.00°，Z＝12。
式(Ia)所示的螺环芳香稠环酰亚胺类化合物的单晶体的晶体结构如图1所示；
式(Ib)所示的螺环芳香稠环酰亚胺类化合物的单晶体的晶体结构如图2所示。
本发明还提供所述的螺环芳香稠环酰亚胺类化合物的单晶体的制备方法，其制备方法为：采用液-液界面扩散法生长，溶剂为CHCl3和CH3OH。
具体地说，所述的制备方法为：将样品溶于CHCl3中，过滤，滤液中加入无水CH3OH，静置后即得。
更具体地说，所述的制备方法为：取样品，加CHCl3溶于烧杯中，充分溶解后，过滤，向滤液中缓慢加入无水CH3OH，静置，析出晶体，通过衍射仪收集晶体数据，软件解析出晶体结构。
其中，样品与CHCl3和无水CH3OH的质量体积比为1mg：1ml：1ml。
所述的过滤为通过0.22微米孔径的有机滤膜过滤。
所述的衍射仪和软件为本领域常用的衍射仪和软件，如MM007HF Saturn724+型X-Ray衍射仪和Olex2软件。
取10mg样品，加10mL CHCl3溶于烧杯中，充分溶解后，通过0.22微米孔径的有机滤膜过滤至50mL圆底烧瓶，缓慢加入10mL无水CH3OH，静置一周，晶体自圆底烧瓶底部析出，通过MM007HF Saturn724+型X-Ray衍射仪收集晶体数据，Olex2软件解析出晶体结构。
本发明中，式(Ⅰ)所示的螺环芳香稠环酰亚胺类化合物采用如下制备方法制备得到：
以式(Ⅱ)所示的单溴取代的稠环酰亚胺为原料，加入催化剂、碱、二溴甲烷和有机溶剂，反应得到式(Ⅰ)所示结构的螺环芳香稠环酰亚胺类化合物。
其中，R＝-C5H11或-C3H7。
具体为：向反应器中加入具有式(Ⅱ)所示的单溴取代的稠环酰亚胺、碱、催化剂、二溴甲烷和有机溶剂，加热至50-150℃，反应0.5～24h，冷却到室温，将反应液倒入水中，抽滤收集沉淀，用水洗涤，干燥，硅胶柱提纯，得到式(Ⅰ)所示的螺环芳香稠环酰亚胺类化合物。反应式为：
上述制备方法中，其中，所述式(Ⅱ)所示的单溴取代的稠环酰亚胺与催化剂、碱和二溴甲烷的投料摩尔比为1:0.001-0.2:2-10：1，优选1:0.1:5:1；
所述有机溶剂与所述式(Ⅱ)所示的单溴取代的稠环酰亚胺的用量比为20-30ml:1mmo1。
本发明所述制备方法中，所述的催化剂为钯催化剂，具体选自四(三苯基膦)合钯、二(三苯基膦)二氯化钯、钯炭、醋酸钯、硝酸钯、氧化钯或三(二亚苄基丙酮)二钯中的至少一种；
所述的碱选自三乙胺、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钾、醋酸钾、叔丁醇钾或碳酸铯中的至少一种；
所述的有机溶剂选自N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、六甲基磷酰胺、环丁砜、乙睛、二氧六环和苯甲睛中的至少一种。
本发明所述反应在惰性气氛中进行，所述惰性气氛为氩气。
本发明中，所采用的原料——式(Ⅱ)所示的单溴取代的稠环酰亚胺参照文献(J.Org.Chem.2007,72,5973-5979)的方法合成得到。
本发明还进一步提供所述的螺环芳香稠环酰亚胺类化合物的单晶体在用作有机光伏材料中的电子受体或用于有机发光二极管材料中的应用。
本发明所提供的式(Ⅰ)化合物为一种新型螺环芳香稠环酰亚胺类化合物，具有一定的光电转换效率，可用作有机光伏材料中的电子受体，是一种具有重要应用前景的有机光伏电池电子受体材料或用于有机发光二极管材料。采用本发明方法制备式(Ⅰ)化合物具有反应条件简单、产品得率高等优点。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
图1是式(Ⅰa)所示的螺环芳香稠环酰亚胺类化合物单晶体的晶体结构示意图；
图2是式(Ⅰb)所示的螺环芳香稠环酰亚胺类化合物单晶体的晶体结构示意图；
图3是本发明实施例1制得的式(Ⅰa)化合物的核磁共振氢谱图；
图4是本发明实施例1制得的式(Ⅰa)化合物的核磁共振碳谱图；
图5是本发明实施例1制得的式(Ⅰa)化合物的高分辨质谱图；
图6是本发明实施例2制得的式(Ⅰb)化合物的核磁共振氢谱图；
图7是本发明实施例2制得的式(Ⅰb)化合物的核磁共振碳谱图；
图8是本发明实施例2制得的式(Ⅰb)化合物的高分辨质谱图；
需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1、式(Ⅰa)化合物单晶体的制备
1、式(Ⅰa)化合物的制备
在氮气保护下，向100ml两口瓶中加入具有式(Ⅱa)所示结构的单溴取代的苝酰亚胺(778mg，1mmol)、0.1mmol的醋酸钯、5mmol碳酸钠、1mmol二溴甲烷和30ml二氧六环,加热到80℃，反应8h，冷却到室温，将反应液倒入水中，抽滤收集沉淀，用水洗涤，干燥，硅胶柱提纯，二氯甲烷/石油醚作展开剂，得到式(Ⅰa)化合物623mg，产率：80％。反应式如下：
式(Ⅰa)化合物的表征数据(图3至图5)：1H NMR(400MHz,CDCl3,300K)δ＝8.81(dd,4H),8.73(d,4H),8.09(d,4H),5.20-5.12(m，4H),2.27(m,4H),2.15-2.13(m,4H),1.76(m,8H),1.23(m,48H),0.80(m,24H)；13C NMR(100MHz,CDCl3,273K):δ＝165.36,164.42,164.17,163.30,141.83,138.73,135.07,133.35,132.56,129.70,127.56,126.70,124.98,124.79,124.08,123.84,123.31,75.48,54.95,32.40,31.79,26.56,22.54,14.06；HRMS(MALDI(N),100％):calcd(％)for C93H104N4O8:1404.78597；found,1404.78619.
2、式(Ⅰa)化合物单晶体的制备
采用液-液界面扩散法得到式(Ⅰa)化合物单晶体(如图1)，溶剂为CHCl3和CH3OH。
具体地说，单晶制备方法：取10mg式(Ⅰa)化合物样品，加10mLCHCl3溶于烧杯中，充分溶解后，通过0.22微米孔径的有机滤膜过滤至50mL圆底烧瓶，缓慢加入10mL无水CH3OH，静置一周，晶体自圆底烧瓶底部析出。通过MM007HF Saturn724+型X-Ray衍射仪收集晶体数据，Olex2软件解析出晶体结构(如图1)。
实施例2、式(Ⅰb)化合物单晶体的制备
1、式(Ⅰb)化合物的制备
在氮气保护下，向100ml两口瓶中加入具有式(Ⅱb)所示结构的单溴取代的苝酰亚胺(664mg,1mmol)、0.1mmol的醋酸钯、5mmol碳酸钠、1mmol二溴甲烷和30ml二氧六环，加热到80℃，反应8h，冷却到室温，将反应液倒入水中，抽滤收集沉淀，用水洗涤，干燥，硅胶柱提纯，二氯甲烷/石油醚作展开剂，得到式(Ⅰb)化合物525mg，产率：79％。反应式如下：
式(Ⅰb)化合物的表征数据(图6至图8)：1H NMR(400MHz,CDCl3,328.2K)δ＝8.79(d,4H),8.71(d,4H),8.09(s,4H),5.21(m，4H),2.22(m,8H),1.79-1.72(m,8H),1.36-1.25(m,16H),0.89(t,24H)；13C NMR(100MHz,CDCl3,328.2K):δ＝165.73,164.81,163.74,142.20,139.09,136.72,135.45,133.71,133.00,130.08,127.97,127.13,125.41,124.46,124.20,123.72,122.61,120.70,117.22,107.50,75.82,54.73,34.94,20.45,14.42；HRMS(MALDI(N),100％):calcd(％)for C77H72N4O8:1180.53556；found,1180.53592.
2、式(Ⅰb)化合物单晶体的制备
采用液-液界面扩散法得到式(Ⅰb)化合物单晶体(如图2)，溶剂为CHCl3和CH3OH。
具体地说，单晶制备方法为：取10mg式(Ⅰb)化合物样品，加10mL CHCl3溶于烧杯中，充分溶解后，通过0.22微米孔径的有机滤膜过滤至50mL圆底烧瓶，缓慢加入10mL无水CH3OH，静置一周，晶体自圆底烧瓶底部析出，通过MM007HF Saturn724+型X-Ray衍射仪收集晶体数据，Olex2软件解析出晶体结构(如图2)。
试验例1、太阳能电池测试
本试验例对于式(Ⅰa)化合物应用于太阳能电池时的性能进行了测试，其结果如下表1所示：
表1、太阳能电池测试数据
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本发明的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许变动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。
Claims (5)
1.一种式(Ⅰ)所示的螺环芳香稠环酰亚胺类化合物的单晶体，
其中，R＝-C5H11或-C3H7；
所述的螺环芳香稠环酰亚胺类化合物的单晶体由一个季碳原子通过bay位连接连个苝酰亚胺片段，两片苝酰亚胺二面角为90.00°；
当R＝-C5H11时，所述的螺环芳香稠环酰亚胺类化合物单晶体属单斜晶系，空间群为Cc，晶胞参数为α＝90.00°，β＝95.90(3)°，γ＝90.00°，Z＝16；晶体结构如图1所示；
当R＝-C3H7时，所述的螺环芳香稠环酰亚胺类化合物单晶体属单斜晶系，空间群为P21/n，晶胞参数为α＝90.00°，β＝107.92(3)°，γ＝90.00°，Z＝12；晶体结构如图2所示。
2.一种权利要求1所述的螺环芳香稠环酰亚胺类化合物的单晶体的制备方法，其特征在于，采用液-液界面扩散法生长，溶剂为CHCl3和CH3OH。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的制备方法为：将样品溶于CHCl3中，过滤，滤液中加入无水CH3OH，静置后即得。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述的样品与CHCl3和无水CH3OH的质量体积比为1mg：1ml：1ml。
5.一种权利要求1任意一项所述的螺环芳香稠环酰亚胺类化合物的单晶体在用作有机光伏材料中的电子受体或用于有机发光二极管材料中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710175424.5A CN108623595B (zh) | 2017-03-22 | 2017-03-22 | 一种螺环芳香稠环酰亚胺类化合物的单晶体、其制备方法及其应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710175424.5A CN108623595B (zh) | 2017-03-22 | 2017-03-22 | 一种螺环芳香稠环酰亚胺类化合物的单晶体、其制备方法及其应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108623595A CN108623595A (zh) | 2018-10-09 |
| CN108623595B true CN108623595B (zh) | 2019-09-13 |
Family
ID=63707113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710175424.5A Active CN108623595B (zh) | 2017-03-22 | 2017-03-22 | 一种螺环芳香稠环酰亚胺类化合物的单晶体、其制备方法及其应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108623595B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109912433B (zh) * | 2019-03-07 | 2022-04-08 | 石家庄诚志永华显示材料有限公司 | 化合物、有机电致发光材料、有机电致发光器件、电子装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104130257B (zh) * | 2014-07-07 | 2017-02-15 | 中国科学院化学研究所 | 对有机胺类气体具有荧光响应的一维有机半导体螺旋纳米线及其制备方法和应用 |
-
2017
- 2017-03-22 CN CN201710175424.5A patent/CN108623595B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108623595A (zh) | 2018-10-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106188506B (zh) | 一类含8-羟基喹啉衍生物合Cu(II)的聚合金属配合物染料敏化剂及其制备方法 | |
| CN103554957A (zh) | 一种三苯胺-噻吩类有机染料及其制备方法和应用 | |
| CN111346611A (zh) | 一种新型多孔金属有机骨架材料及其制备方法和应用 | |
| CN104151861B (zh) | 一种以菲并咔唑为核心的有机染料及其制备方法，以及有机染料敏化太阳电池 | |
| CN108623595B (zh) | 一种螺环芳香稠环酰亚胺类化合物的单晶体、其制备方法及其应用 | |
| CN108997391B (zh) | 一种三聚茚基bodipy-富勒烯星型化合物的制备方法 | |
| CN104610775A (zh) | 一种菲并咔唑类染料及其制备方法和染料敏化太阳电池 | |
| CN104403351A (zh) | 基于对称的吡咯并吡咯二酮为共轭桥的有机光敏染料 | |
| CN102532170B (zh) | 一价铜配合物、其制备方法、可见光催化还原二氧化碳的方法、以及染料敏化太阳电池 | |
| CN106565507A (zh) | 一种含1,1‑双（4‑氨基苯基）环己烷基团的空穴传输材料及其制备方法和应用 | |
| CN114133385B (zh) | 一种以咔唑为核心、以噻吩嗪或吩恶嗪为端基的空穴传输材料及其合成方法和应用 | |
| CN107541093B (zh) | 一种蒽基稠环芳烃有机染料及其制备方法 | |
| CN113292583B (zh) | 一类二苯胺基-三聚茚-bodipy衍生物三元体系有机染料及其制备方法和应用 | |
| CN102531970B (zh) | 碳酰肼及其快速合成方法 | |
| CN102212274A (zh) | 一种三苯胺-苯基类有机染料及其应用 | |
| CN108623594B (zh) | 一种螺环芳香稠环酰亚胺类化合物及其制备方法 | |
| CN101735641B (zh) | 有机染料及其应用 | |
| CN104945929B (zh) | 一种染料敏化电池、含有氮环化苊并苝结构的有机染料及其制备方法 | |
| CN103834190A (zh) | 含苯并噻二唑-氰基苯丙烯酸受体的有机染料及在染料敏化太阳电池中的应用 | |
| CN102876318B (zh) | 一种芴羧酸酯荧光材料及其制备方法 | |
| CN101250159B (zh) | 氯化1,3-二(2-甲氧基-2-氧乙基)咪唑离子液体及其合成方法 | |
| CN104496992B (zh) | 用于蓝光受体光致电子转移研究的模型化合物及其制备方法 | |
| CN101250160B (zh) | 氯化1,3-二(2-羟基乙基)咪唑离子液体及其合成方法 | |
| CN109810121A (zh) | 基于硫芴的稠环非富勒烯受体化合物、其制备方法及在太阳能电池中的应用 | |
| CN110845495A (zh) | 三重态光敏剂及其合成方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |