CN110054635B - 一类非对称硫环化的苝酰亚胺类衍生物及制备方法 - Google Patents
一类非对称硫环化的苝酰亚胺类衍生物及制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
一类非对称硫环化的苝酰亚胺类衍生物及制备方法，属于有机合成技术领域。这类非对称硫环化的苝酰亚胺类衍生物以苝酰亚胺港湾位双硝化的衍生物为原料，加入硫源，无需催化剂，溶剂中加热直接制备出目标产物。该衍生物的吸收光谱大大红移，在500‑700nm处新增一强吸收峰，表现出完全的平面性和优异的稳定性。这类衍生物的制备方法仅需要一步反应即可得到目标化合物。该制备方法的产物结构单一，没有对称的化合物生成，克服了北酰亚胺四个港湾位同时进行闭环时总是生成对称结构的苝酰亚胺衍生物的问题。产物分离提纯简单，合成中的原料方便易得，易于工业化大量生产。该类衍生物可作为有机半导体材料应用于不同领域。
Description
技术领域
本发明涉及一类非对称硫环化的苝酰亚胺类衍生物及制备方法，其属于有机半导体材料领域。
背景技术
苝酰亚胺是3,4,9,10-苝四羧酸二酰亚胺的简称，整个分子是由中心苝环骨架和两侧双羧酸酰亚胺组成。其优点有：在可见光区域有强吸收、较高的摩尔消光系数、荧光量子产率、良好的光稳定性和热稳定性等，是一类性能优异的有机半导体材料。
苝酰亚胺的港湾位受两侧酰亚胺吸电子基团的影响，反应活性较强，易发生芳香亲电取代反应，能够将卤素或者硝基等活性基团引入苝酰亚胺的港湾位，对母体进行更复杂的化学修饰。近年来，港湾位的成环反应由于可以增加共轭平面、调控分子的电子结构而成为科研工作者竞相研究的热点，其中成环有五元环或者六元环，如将苯环、噻吩环及杂环(硒原子、氮原子、氧原子、硅原子等杂环)等引入到苝酰亚胺的港湾位成环来调控分子的物理和化学性能。
由于苝酰亚胺四个港湾位相同的反应活性和选择性，因此，当选择四个港湾位同时进行闭环时，一般总是生成对称结构的苝酰亚胺衍生物(Chem.Commun. 2006,46,4587-4589；J.Org.Chem.2009,74,6275-6282；Tetrahedron. 2012,68,9234-9239；RSCAdv.2012,2,12644-12647；Org.Lett.2017, 19,4331-4334；J.Org.Chem.2019,84,2713-2720)，而且它们表现出了不同的光学性质。另外，在合成此类对称结构的衍生物时，基本都用到了贵金属钯催化剂，有的化合物合成时需要经过多步才能合成，这样既增加了实验花费成本，又增加了时间成本，不利于此类化合物的大批量合成。因此，如何开发一类合成简便的非对称的港湾位闭环的苝酰亚胺衍生物是一项富有挑战性的工作，而且这类非对称的化合物的光学特性值得探究。
到目前为止，也未见涉及一步反应就能合成的非对称硫环化的港湾位闭环的苝酰亚胺衍生物。有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一类非对称硫环化的苝酰亚胺类衍生物及制备方法。该非对称硫环化的苝酰亚胺类衍生物的制备方法简单高效。
为实现本发明的目的，本发明采用如下技术方案：一类非对称硫环化的苝酰亚胺类衍生物，所述的非对称硫环化苝酰亚胺衍生物的结构如下：
一类非对称硫环化的苝酰亚胺类衍生物的制备方法，该制备方法是将化合物A1和/或化合物A2与硫源混合，加入有机溶剂，搅拌加热反应即得到所述的非对称硫环化的苝酰亚胺衍生物。
其中：R1、R2选自氢原子、含有取代基或不含有取代基的基团，所述含有取代基或不含有取代基的基团为碳原子数为1-60的烷基、碳原子数为1-60的烷氧基、碳原子数为3-60的环烷基、碳原子数为5-60的芳基、碳原子数为1-60 的烷基芳基、碳原子数为1-60的烷基杂芳基、碳原子数为1-60的烷基杂环基、碳原子数为1-60的亚烷基氧基烷基、碳原子数为1-60的亚烷基氧基芳基、碳原子数为1-60的亚烷基氧基杂芳基或者碳原子数为1-60的亚烷基氧基杂环基， R1和R2可为不同基团。
所述的烷基优选自含有取代基或不含取代基的甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一碳烷基、十二碳烷基、十三碳烷基、十四碳烷基、十五碳烷基、十六碳烷基、十七碳烷基、十八碳烷基、十九碳烷基、二十碳烷基。
所述的烷氧基优选自含有取代基或不含取代基的甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、壬氧基、癸氧基、十一碳烷氧基、十二碳烷氧基、十三碳烷氧基、十四碳烷氧基、十五碳烷氧基、十六碳烷氧基、十七碳烷氧基、十八碳烷氧基、十九碳烷氧基、二十碳烷氧基。
所述的芳基优选自含有取代基或不含取代基的苯基、萘基、蒽基、菲基、并四苯基、并五苯基、并六苯基、芘基、茚基、联苯基或芴基。
所述的环烷基优选自含有取代基或不含取代基的环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基、环癸基、十一碳环烷基、十二碳环烷基、十三碳环烷基、十四碳环烷基、十五碳环烷基、十六碳环烷基、十七碳环烷基、十八碳环烷基、十九碳环烷基、二十碳环烷基。
所述的亚烷基优选自含有取代基或不含取代基的亚甲基、亚乙基、亚丙基、异丙基、亚正丁基、亚仲丁基、亚异丁基、亚叔丁基、亚戊基、亚己基、亚庚基、亚辛基、亚壬基、亚癸基、亚十一碳烷基、亚十二碳烷基、亚十三碳烷基、亚十四碳烷基、亚十五碳烷基、亚十六碳烷基、亚十七碳烷基、亚十八碳烷基、亚十九碳烷基、亚二十碳烷基。
所述的杂芳基优选自含有取代基或不含取代基的噻吩基、吡咯基、呋喃、硒吩基、噻咯基、碲吩基、噁唑基、吡啶基、嘧啶基、上述杂芳基团的环与上面所述芳基的环稠合衍生的基团或上述杂芳基团的组合。这些组成杂芳基的基团可以含有另外的取代基。
所述的取代基，选自如下基团：
烷基，优选具有1-16个碳原子的烷基；
烷氧基，优选具有1-16个碳原子的烷氧基；
芳基，优选具有5-16个碳原子的芳基；
环烷基，优选具有3-16个碳原子的环烷基；
杂环基团，优选具有5-16个碳原子的杂环基团，其中杂环基团包含的杂原子选自B，Si，O,Sn,N,S,P和Se；
杂芳基，特别是具有1-16个碳原子的杂芳基；
杂芳烷基，特别是由具有5-16个碳原子的芳基和具有1-16个碳原子的烷基部分构成的杂芳烷基；
杂芳烷氧基，优选由具有5-16个碳原子的芳基和具有1-16个碳原子的烷氧基构成的杂芳烷氧基；
链烯基，特别是乙烯基，烯丙基，2-丁烯基，3-戊烯基等；
炔基，特别是炔丙基，3-戊炔基等；
氨基类取代基，特别是氨基，甲基氨基，二甲基氨基等；
酰基，优选甲酰基，乙酰基，苯甲酰基等；
烷硫基，优选甲硫基，乙硫基等；
芳硫基，特别是苯硫基等；
杂芳硫基，特别是吡啶基硫基等；
杂环基，优选咪唑基，吡啶基等；
羟基；
卤素原子；
氰基；
醛基；
酯基；
磺基；
亚磺基；
硝基；
羧基；
肼基。
最优选地，所述的取代基为甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、羟基、巯基、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、氰基、醛基、酯基、磺酸基、亚磺酸基、硝基、氨基、亚氨基、羧基和肼基中的至少一种。
所述制备方法的加热温度为50-180度，反应时间为1-30小时，硫源的用量为化合物A1和/或化合物A2用量的2-20倍量；所述溶剂为苯、甲苯、二甲苯、氯苯、二氯苯、四氢呋喃、二氧六环、氮甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、六甲基磷酰胺、环丁砜、乙腈和苯甲腈中的一种或者几种。
优选地，所述硫源为硫粉、硫磺、多聚硫、硫化钾、硫化钠、硫化氢、硫脲、L-半胱氨酸或亚硫酸盐，硫源的用量为化合物A1和/或化合物A2用量的4-10 倍量,此处的用量是指物质的量用量。
本发明所用的原料均能够从市场上购买到或者按照现有技术合成出，如二硝基苝酰亚胺衍生物是按照文献报道方法可以高效简易合成的。上述制备方法，(1)无需催化剂；(2)一步合成结构单一的非对称化合物；(3)硫源所用量为双硝基苝酰亚胺的2-20倍，优选4-10倍。
上述制备方法的后处理过程为：冷却、过滤、浓缩和分离提纯。
结合本发明的一优选方案，给出合成如下反应式所示的非对称硫环化的苝酰亚胺衍生物采用的合成路线：
该合成路线包括如下步骤：
1)向装有二硝基苝酰亚胺的反应器中加入硫粉，得到混合反应物；
2)向步骤1)的混合物加入有机溶剂，加热搅拌至50-180℃；
3)反应1-30小时，经处理后得到非对称硫环化的苝酰亚胺衍生物。
其中，R1、R2的定义同所述制备方法中的定义。
所述的非对称硫环化的苝酰亚胺衍生物作为有机半导体材料，应用于有机电致发光器件、有机热致色变元件、有机场效应晶体管、太阳能电池器件、工业染料、有机激光器件中作为活性层材料或者作为一种中间体制备新型的苝酰亚胺类有机半导体材料等方面。
通过所述非对称硫环化的苝酰亚胺类衍生物的制备方法制备的非对称硫环化的苝酰亚胺类衍生物分结构表现出完全的平面性、吸收光谱发生红移、具有优异的稳定性和电子迁移率，能够作为N-型电子传输材料应用到有机半导体器件中。其中，优选如下结构的化合物作为半导体材料：
本发明得到的化合物经核磁共振图谱(1H-NMR,13C-NMR)、高分辨质谱 (HRMS)的确证，结构无误。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：这类非对称硫环化的苝酰亚胺类衍生物的吸收光谱大大红移，在500-700nm处新增一强吸收峰，经计算，此衍生物表现出完全的平面性，且经TGA测试显示该衍生物的热分解温度均大于350℃，表明其优异的稳定性。通过性质和器件测试，该类衍生物表现为单电子传输特性，且具有优异的电子迁移率和开关比，该类衍生物可作为N-型电子传输材料应用到有机半导体器件中。这类非对称硫环化的苝酰亚胺类衍生物的制备方法不需要用催化剂，反应条件温和、操作简单、产率高，且仅需要一步反应即可得到目标化合物。该制备方法的产物结构单一，没有对称的化合物生成，克服了北酰亚胺四个港湾位同时进行闭环时总是生成对称结构的苝酰亚胺衍生物的问题。产物分离提纯简单，合成中的原料方便易得，易于工业化大量生产，这是其它制备北酰亚胺类半导体材料的方法所不具备的。通过该方法制备的非对称硫环化的苝酰亚胺类衍生物具有优异的稳定性、分结构表现出完全的平面性，吸收光谱发生红移，能够作为N-型电子传输材料应用到有机半导体器件中。
附图说明
图1是化合物B1溶液态的吸收光谱图。
图2是经DFT优化的化合物B1的基态几何形状平面构型图。
图3是化合物B1应用于有机场效应晶体管器件的输出和传输特性图。
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，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1：3-戊胺衍生的非对称硫环化的苝酰亚胺的制备
具体合成步骤：
(1)向装有3.0g双硝基的苝酰亚胺的反应瓶中，加入0.6g的硫粉，然后加入15mlDMF，加热至120℃，反应6小时。
(2)反应结束后，降温至室温，二氯甲烷萃取，减压蒸馏掉二氯甲烷，柱分离，得到产物2.5g，产率83％。
1H NMR(500MHz,CDCl3,25℃):δ(ppm)＝9.18(d,2H),8.56(d,2H), 5.19-5.09(m,2H),2.37-2.24(m,4H),2.07-1.93(m,4H),0.96(t,12H)；13C NMR(126MHz,CDCl3,25℃):δ(ppm)＝139.34,130.88,123.27,77.27, 77.02,76.76,58.18,25.06,11.36；HRMS:found622.1010.
经TGA测试，显示其热分解温度大于350℃，表明良好的热稳定性。
实施例2：6-十一胺衍生的非对称硫环化的苝酰亚胺的制备
具体合成步骤：
(1)向装有7.4g双硝基的苝酰亚胺的反应瓶中，加入0.6g的硫粉，然后加入20ml甲苯，加热至100℃，反应10小时。
(2)反应结束后，降温至室温，二氯甲烷萃取，减压蒸馏掉二氯甲烷，柱分离，得到产物5.9g，产率80％。HRMS:found 791.0960。
经TGA测试，显示其热分解温度大于350℃，表明良好的热稳定性。
实施例3：7-十三胺衍生的非对称硫环化的苝酰亚胺的制备
具体合成步骤：
(1)向装有3.11g双硝基的苝酰亚胺的反应瓶中，加入0.6g的硫磺，然后加入15mlDMF，加热至110℃，反应6小时。
(2)反应结束后，降温至室温，二氯甲烷萃取，减压蒸馏掉二氯甲烷，柱分离，得到产物2.68g，产率86％。HRMS:found 846.3559。
经TGA测试，显示其热分解温度大于350℃，表明良好的热稳定性。
实施例4：7-十三胺衍生的非对称硫环化的苝酰亚胺的制备
具体合成步骤：
(1)向装有3.75g双硝基的苝酰亚胺的反应瓶中，加入0.6g的多聚硫，然后加入15mlDMF，加热至120℃，反应7.5小时。
(2)反应结束后，降温至室温，二氯甲烷萃取，减压蒸馏掉二氯甲烷，柱分离，得到产物3.0g，产率80％。HRMS:found 903.3120。
经TGA测试，显示其热分解温度大于350℃，表明良好的热稳定性。
实施例5：化合物B5的制备
具体合成步骤：
(1)向装有3.56g双硝基的苝酰亚胺的反应瓶中，加入0.6g的硫粉，然后加入15mlDMF，加热至100℃，反应5.5小时。
(2)反应结束后，降温至室温，二氯甲烷萃取，减压蒸馏掉二氯甲烷，柱分离，得到产物2.96g，产率83％。HRMS:found 1147.7710。
经TGA测试，显示其热分解温度大于350℃，表明良好的热稳定性。
实施例6：化合物B6的制备
具体合成步骤：
(1)向装有3.0g双硝基的苝酰亚胺的反应瓶中，加入2.06g的硫化钾，然后加入15mlDMF，加热至130℃，反应3.5小时。
(2)反应结束后，降温至室温，二氯甲烷萃取，减压蒸馏掉二氯甲烷，柱分离，得到产物2.46g，产率82％。HRMS:found 594.7180。
经TGA测试，显示其热分解温度大于350℃，表明良好的热稳定性。
实施例7：化合物B7的制备
具体合成步骤：
(1)向装有1.7g双硝基的苝酰亚胺的反应瓶中，加入0.6g的硫粉，然后加入15mlDMF，加热至95℃，反应8小时。
(2)反应结束后，降温至室温，二氯甲烷萃取，减压蒸馏掉二氯甲烷，柱分离，得到产物1.38g，产率81％。HRMS:found 650.8260。
经TGA测试，显示其热分解温度大于350℃，表明良好的热稳定性。
实施例8：化合物B8的制备
具体合成步骤：
(1)向装有1.5g双硝基的苝酰亚胺的反应瓶中，加入2.36g的亚硫酸钾，然后加入15mlDMF，加热至70℃，反应13.5小时。
(2)反应结束后，降温至室温，二氯甲烷萃取，减压蒸馏掉二氯甲烷，柱分离，得到产物1.33g，产率87％。HRMS:found 706.9340。
经TGA测试，显示其热分解温度大于350℃，表明良好的热稳定性。
实施例9：化合物B9的制备
具体合成步骤：
(1)向装有3.4g双硝基的苝酰亚胺的反应瓶中，加入0.6g的硫粉，然后加入15mlDMF，加热至120℃，反应10小时。
(2)反应结束后，降温至室温，二氯甲烷萃取，减压蒸馏掉二氯甲烷，柱分离，得到产物2.8g，产率82％。HRMS:found 706.1966。
经TGA测试，显示其热分解温度大于350℃，表明良好的热稳定性。
实施例10：化合物B10的制备
具体合成步骤：
(1)向装有1.95g双硝基的苝酰亚胺的反应瓶中，加入0.6g的多聚硫，然后加入15mlDMF，加热至65℃，反应16小时。
(2)反应结束后，降温至室温，二氯甲烷萃取，减压蒸馏掉二氯甲烷，柱分离，得到产物1.66g，产率85％。HRMS:found 1042.5750。
经TGA测试，显示其热分解温度大于350℃，表明良好的热稳定性。
实施例11：化合物B11的制备
具体合成步骤：
(1)向装有3.9g双硝基的苝酰亚胺的反应瓶中，加入0.6g的硫磺，然后加入15mlDMF，加热至120℃，反应4.5小时。
(2)反应结束后，降温至室温，二氯甲烷萃取，减压蒸馏掉二氯甲烷，柱分离，得到产物3.3g，产率85％。HRMS:found 802.1930。
经TGA测试，显示其热分解温度大于350℃，表明良好的热稳定性。
实施例12：化合物B12的制备
具体合成步骤：
(1)向装有3.02g双硝基的苝酰亚胺的反应瓶中，加入0.6g的硫磺，然后加入15ml二甲基亚砜，加热至120℃，反应20小时。
(2)反应结束后，降温至室温，二氯甲烷萃取，减压蒸馏掉二氯甲烷，柱分离，得到产物2.61g，产率86％。HRMS:found 626.7120。
经TGA测试，显示其热分解温度大于350℃，表明良好的热稳定性。
实施例13：化合物B13的制备
具体合成步骤：
(1)向装有6.68g双硝基的苝酰亚胺的反应瓶中，加入1.46g的硫化钠，然后加入20ml甲苯，加热至100℃，反应24.5小时。
(2)反应结束后，降温至室温，二氯甲烷萃取，减压蒸馏掉二氯甲烷，柱分离，得到产物5.36g，产率80％。HRMS:found 714.7480。
经TGA测试，显示其热分解温度大于350℃，表明良好的热稳定性。
实施例14：化合物B14的制备
具体合成步骤：
(1)向装有2.4g双硝基的苝酰亚胺的反应瓶中，加入1.36g的硫脲，然后加入25ml二甲基亚砜，加热至150℃，反应2.5小时。
(2)反应结束后，降温至室温，二氯甲烷萃取，减压蒸馏掉二氯甲烷，柱分离，得到产物2.04g，产率85％。HRMS:found 646.7940。
经TGA测试，显示其热分解温度大于350℃，表明良好的热稳定性。
实施例15：化合物B15的制备
具体合成步骤：
(1)向装有2.04g双硝基的苝酰亚胺的反应瓶中，加入0.6g的多聚硫，然后加入25mlDMF，加热至145℃，反应3小时。
(2)反应结束后，降温至室温，二氯甲烷萃取，减压蒸馏掉二氯甲烷，柱分离，得到产物1.76g，产率86％。HRMS:found 654.7700。
经TGA测试，显示其热分解温度大于350℃，表明良好的热稳定性。
实施例16：化合物B16的制备
具体合成步骤：
(1)向装有1.57g双硝基的苝酰亚胺的反应瓶中，加入2.36g的亚硫酸钠，然后加入20ml环丁砜，加热至80℃，反应15.5小时。
(2)反应结束后，降温至室温，二氯甲烷萃取，减压蒸馏掉二氯甲烷，柱分离，得到产物1.26g，产率80％。HRMS:found 710.7960。
经TGA测试，显示其热分解温度大于350℃，表明良好的热稳定性。
实施例17：化合物B17的制备
具体合成步骤：
(1)向装有1.03g双硝基的苝酰亚胺的反应瓶中，加入0.6g的硫粉，然后加入15mlDMF，加热至145℃，反应1小时。
(2)反应结束后，降温至室温，二氯甲烷萃取，减压蒸馏掉二氯甲烷，柱分离，得到产物0.81g，产率81％。HRMS:found 554.6090。
经TGA测试，显示其热分解温度大于350℃，表明良好的热稳定性。
实施例18：化合物B18的制备
具体合成步骤：
(1)向装有1.06g双硝基的苝酰亚胺的反应瓶中，加入0.6g的多聚硫，然后加入15ml乙腈，加热至50℃，反应27小时。
(2)反应结束后，降温至室温，二氯甲烷萃取，减压蒸馏掉二氯甲烷，柱分离，得到产物0.84g，产率79％。HRMS:found 710.8780。
经TGA测试，显示其热分解温度大于350℃，表明良好的热稳定性。
实施例19：化合物B19的制备
具体合成步骤：
(1)向装有1.06g双硝基的苝酰亚胺的反应瓶中，加入2.06g的硫化钾，然后加入15ml六甲基磷酰胺，加热至165℃，反应1.5小时。
(2)反应结束后，降温至室温，二氯甲烷萃取，减压蒸馏掉二氯甲烷，柱分离，得到产物0.76g，产率76％。HRMS:found 830.7464。
经TGA测试，显示其热分解温度大于350℃，表明良好的热稳定性。
实施例20：化合物B20的制备
具体合成步骤：
(1)向装有0.74g双硝基的苝酰亚胺的反应瓶中，加入2.27g的L-半胱氨酸，然后加入15mlDMF，加热至130℃，反应18小时。
(2)反应结束后，降温至室温，二氯甲烷萃取，减压蒸馏掉二氯甲烷，柱分离，得到产物0.63g，产率84％。HRMS:found 845.1620。
经TGA测试，显示其热分解温度大于350℃，表明良好的热稳定性。
实施例21：化合物B21的制备
具体合成步骤：
(1)向装有0.68g双硝基的苝酰亚胺的反应瓶中，加入2.36g的亚硫酸钠，然后加入15mlDMF，加热至120℃，反应6小时。
(2)反应结束后，降温至室温，二氯甲烷萃取，减压蒸馏掉二氯甲烷，柱分离，得到产物0.53g，产率78％。HRMS:found 636.6740。
经TGA测试，显示其热分解温度大于350℃，表明良好的热稳定性。
实施例22：化合物B22的制备
具体合成步骤：
(1)向装有3.18g双硝基的苝酰亚胺的反应瓶中，加入0.6g的硫粉，然后加入20mlDMF，加热至115℃，反应15小时。
(2)反应结束后，降温至室温，二氯甲烷萃取，减压蒸馏掉二氯甲烷，柱分离，得到产物2.65g，产率83％。HRMS:found 766.8980。
经TGA测试，显示其热分解温度大于350℃，表明良好的热稳定性。
实施例23：化合物B23的制备
具体合成步骤：
(1)向装有2.08g双硝基的苝酰亚胺的反应瓶中，加入0.6g的硫粉，然后加入15ml二甲基乙酰胺，加热至95℃，反应30小时。
(2)反应结束后，降温至室温，二氯甲烷萃取，减压蒸馏掉二氯甲烷，柱分离，得到产物1.69g，产率81％。HRMS:found 724.6920。
经TGA测试，显示其热分解温度大于350℃，表明良好的热稳定性。
实施例24：化合物B24的制备
具体合成步骤：
(1)向装有1.79g双硝基的苝酰亚胺的反应瓶中，加入0.6g的硫磺，然后加入15mlDMF，加热至75℃，反应20小时。
(2)反应结束后，降温至室温，二氯甲烷萃取，减压蒸馏掉二氯甲烷，柱分离，得到产物1.38g，产率77％。HRMS:found 766.8980。
经TGA测试，显示其热分解温度大于350℃，表明良好的热稳定性。
实施例25：化合物B25的制备
具体合成步骤：
(1)向装有1.48g双硝基的苝酰亚胺的反应瓶中，加入1.46g的硫化钠，然后加入15mlDMF，加热至95℃，反应19小时。
(2)反应结束后，降温至室温，二氯甲烷萃取，减压蒸馏掉二氯甲烷，柱分离，得到产物1.16g，产率78％。HRMS:found 712.6740。
经TGA测试，显示其热分解温度大于350℃，表明良好的热稳定性。
实施例26：化合物B26的制备
具体合成步骤：
(1)向装有2.12g双硝基的苝酰亚胺的反应瓶中，加入1.36g的硫脲，然后加入15mlDMF，加热至120℃，反应6小时。
(2)反应结束后，降温至室温，二氯甲烷萃取，减压蒸馏掉二氯甲烷，柱分离，得到产物1.74g，产率82％。HRMS:found 682.8240。
经TGA测试，显示其热分解温度大于350℃，表明良好的热稳定性。
实施例27：化合物B27的制备
具体合成步骤：
(1)向装有3.29g双硝基的苝酰亚胺的反应瓶中，加入0.6g的多聚硫，然后加入20ml乙腈，加热至50℃，反应22小时。
(2)反应结束后，降温至室温，二氯甲烷萃取，减压蒸馏掉二氯甲烷，柱分离，得到产物2.57g，产率78％。HRMS:found 702.7240。
经TGA测试，显示其热分解温度大于350℃，表明良好的热稳定性。
实施例28：化合物B28的制备
具体合成步骤：
(1)向装有5.2g双硝基的苝酰亚胺的反应瓶中，加入0.6g的硫粉，然后加入30ml二氧六环，加热至135℃，反应4小时。
(2)反应结束后，降温至室温，二氯甲烷萃取，减压蒸馏掉二氯甲烷，柱分离，得到产物3.9g，产率75％。HRMS:found 698.8700。
经TGA测试，显示其热分解温度大于350℃，表明良好的热稳定性。
实施例29：将实施例1得到的3-戊胺衍生的非对称的硫环化的苝酰亚胺(化合物B1)进行性质研究。
(1)图1所示其吸收光谱，相比于未被环化的苝酰亚胺，非对称的化合物其吸收光谱大大红移，在500-700nm处新增一强吸收峰。
(2)经DFT计算模拟，此非对称分子表现出未被扭曲的完整的平面结构(如图2所示)。
(3)将化合物B1作为活性层应用到了有机场效应晶体管的分子器件中，采用溶液加工的方法，溶剂为氯仿(2mg/ml)，制备了有机场效应晶体管。器件测试结果显示此器件为单电子传输特性，其电子迁移率为0.0055cm2V-1s-1，开关比为103(如图3所示)，这个为此材料在OFET器件中的初步应用，表明其有潜力作为N-型半导体材料在有机光电器件的应用。
实施例30：实施例2-11化合物性质以如下表格形式给出。
实施例2-11化合物的测试条件同实施例1。
化合物B2-B11的性质列表
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，任何熟悉本发明的技术人员在不脱离本发明技术范围内，当可利用上述提示的技术内容做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做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。
Claims (1)
1.一类非对称硫环化的苝酰亚胺类衍生物的制备方法，其特征在于，所述制备方法是将化合物A1和/或化合物A2与硫源混合，加入有机溶剂，搅拌加热反应即得到所述的非对称硫环化的苝酰亚胺衍生物；
其中：
所述制备方法的加热温度为65-130度，反应时间为3.5-16小时，所述溶剂为甲苯或DMF；
所述硫源为硫粉、硫磺、多聚硫或亚硫酸钾，硫源的用量为化合物A1和/或化合物A2用量的4-10倍量。
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Citations (2)
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Non-Patent Citations (6)
| Title |
|---|
| Bis-dithiano perylene diimide:synthesis and characterization of a novel ring system;Russell A.Cormier et al.;《RSC Adv.》;20131031;第4卷;第2368-2373页 * |
| Catalyst-Free One-Pot Synthesis of Unsymmetrical Five- and Six-Membered Sulfur-Annulated Heterocyclic Perylene Diimides for Electron-Transporting Property;Lingcheng Chen et al.;《Org.Lett.》;20190627;第21卷;第5529-5532页 * |
| Chemistry of perylene. High-temperature sulfuration of tali-[1-, 6-, 7-and/or 12-]substituted perylene-3,4,9,10-tetracarboxylic acids;Solomentseva, T. I. et al.;《Zhurnal Organicheskoi Khimii》;19861231;第22卷(第5期);第1050-1054页 * |
| Novel dithiano-thieno fused perylene diimides:synthesis, characterization and application in organic thin-film transistors (OTFTs);Gang Li et al.;《Chem.Commun.》;20190715;第55卷;第9661-9664页 * |
| Novel fluorescent dyes by the extension of the core of perylenetetracarboxylic bisimides;Heinz Langhals et al.;《Eur.J.Org.Chem.》;20001231;第365-380页 * |
| 硝化苝二酰亚胺湾位取代及环化反应研究;张安东等;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑》;20140815(第08期);第B014-143页 * |
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