CN110372700A - 一种萘-1，4，5，8-四甲酰二肼的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种萘‑1，4，5，8‑四甲酰二肼的合成方法，包括以下步骤：(1)制备有机盐——将萘‑1，4，5，8‑四羧酸与碱溶于水中和，室温搅拌反应，生成有机盐；(2)产物的生成——在有机盐溶液中加入肼类化合物，调节pH，水热反应即得粗产物；(3)洗涤干燥——将粗产物过滤，先后使用自来水和去离子水洗涤，然后真空干燥，即得纯品。本发明提供的合成方法能够以水作为溶剂进行反应，减少有机溶剂使用，环保、高效，并通过对整个反应过程中pH控制，提高产物收率(＞90％)，所制备的产物具有十分稳定的芳杂环结构和良好的荧光性能。该方法为萘‑1，4，5，8‑四甲酰二肼的合成提供了一种极具参考价值的思路。
Description
技术领域
本发明属于有机功能材料合成领域，具体涉及一种萘-1，4，5，8-四甲酰二肼的合成方法。
背景技术
随着经济的进步和社会的发展，人们对能源以及环境问题有了日渐深入的认识。近年来，具有D-π-A构型的有机荧光材料作为新型功能材料的一员，因其在生物成像、环境监测和有机电子领域应用广泛，而受到越来越多的关注，特别是在有机发光、检测分析、平板显示领域。目前已经探索了多种荧光探针，有机发色团，荧光蛋白和最近开发的基于有机半导体分子或共轭聚合物的有机点，以完成具有期望的具有挑战性的检测和成像应用。在不同的成像技术中，荧光成像具有高灵敏度，良好的时间分辨率，大的体外和体内通量以及灵活的成像仪器等优点。然而荧光显微成像技术是需要具有荧光效率高、光稳定性好、斯托克位移大的荧光生色团。在之前的研究中经常用到的荧光探针主要有传统荧光染料、无机半导体量子点、硅基探针、共轭有机半导体探针等。然而这些常用的荧光染料都有我们熟知的一些缺点如：疏水性、易聚集猝灭、光漂白、自身毒性，还有些容易受到源背景荧光干扰、信噪比低、易受环境的影响等。在有机光电子的纳米和微米结构中π-共轭有机分子染料则提供了有吸引力的平台。
目前合成类似多苯环荧光物质的方法主要是利用多羧酸酐与伯胺反应制得(Devendra Singh et al.,Crystal Growth Design,2012,12,3169-3180)，此方法缺点在于合成要在有机溶剂中进行，产物收率低，污染环境。研究中，我们以羧酸为原料，水作溶剂合成了具有十分稳定的芳杂环结构和荧光性能的一种新物质。
发明内容
为了解决上述技术问题，本旨在于提供一种萘-1，4，5，8-四甲酰二肼的合成方法，该方法高效、环保、合成路线简单，条件温和，操作方便。
本发明采用萘-1，4，5，8-四羧酸作为原料，首先将其中和形成有机盐，以便能够溶解于水中并以水作为溶剂进行后续反应，再与肼类化合物反应，以合成目标产物。本发明提供的方法优化了整个合成过程中pH值的控制，pH值直接影响产物的收率，采用优化的pH值控制使得产品收率提高至90％以上。本发明合成的产物具有十分稳定的芳杂环结构和良好的荧光性能。合成产物的结构式如图1所示。
本发明的技术方案如下：
一种萘-1，4，5，8-四甲酰二肼的合成方法，包括以下步骤：
(1)制备有机盐：
将萘-1，4，5，8-四羧酸与碱溶于水中和，室温搅拌反应，生成有机盐；
(2)产物的生成：
在有机盐溶液中加入肼类化合物，调节pH，水热反应即得粗产物；
(3)洗涤干燥；
将粗产物过滤，先后使用自来水和去离子水洗涤，然后真空干燥，即得纯品。
上述步骤(1)中，碱为氢氧化钠或氢氧化钾或二者混合物。
上述步骤(1)中，萘-1，4，5，8-四羧酸、碱和水的摩尔比为1:4:100-200。
上述步骤(2)中肼类化合物为水合肼或草酰二肼。
上述步骤(2)中，萘-1，4，5，8-四羧酸与肼类化合物中肼基单元的摩尔比为1:2。
上述步骤(2)中pH值控制在9-12。
上述步骤(2)中水热反应温度为120-150℃，反应时间在5-12小时。
上述步骤(3)中真空干燥温度为50℃。
本发明的有益效果：
(1)先合成有机盐以使得原料能够溶于水中，为后续反应能够在水中进行创造了条件；
(2)反应在水中进行，提高产品收率，减少有机溶剂使用，环保、高效；
(3)反应的整个过程中，对pH进行控制，提高产物收率；
(4)所合成的产物具有十分稳定的芳杂环结构和良好的荧光性能；
(5)提供一种以水为溶剂的环保、高效、合成路线简单、条件温和的合成萘-1，4，5，8-四甲酰二肼的方法，该方法具有极大的应用前景和参考价值。
附图说明
图1为萘-1，4，5，8-四甲酰二肼的结构式。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步说明，本发明的内容完全不限于此。
一种萘-1，4，5，8-四甲酰二肼的合成方法，包括以下步骤：
(1)制备有机盐：
将萘-1，4，5，8-四羧酸与碱溶于水中和，室温搅拌反应，生成有机盐；
(2)产物的生成：
在有机盐溶液中加入肼类化合物，调节pH，水热反应即得粗产物；
(3)洗涤干燥；
将粗产物过滤，先后使用自来水和去离子水洗涤，然后真空干燥，即得纯品。
上述步骤(1)中，碱为氢氧化钠或氢氧化钾或二者混合物。
上述步骤(1)中，萘-1，4，5，8-四羧酸、碱和水的摩尔比为1:4:100-200。
上述步骤(2)中肼类化合物为水合肼或草酰二肼。
上述步骤(2)中，萘-1，4，5，8-四羧酸与肼类化合物中肼基单元的摩尔比为1:2。
上述步骤(2)中pH值控制在9-12。
上述步骤(2)中水热反应温度为120-150℃，反应时间在5-12小时。
上述步骤(3)中真空干燥温度为50℃。
实施例1
称取50g萘-1，4，5，8-四羧酸，26.3g氢氧化钠，溶于300g纯净水中，室温搅拌30min，再加入13.2g质量比为80％的水合肼，用0.1mol/L的氢氧化钠溶液调节溶液pH至12，拧紧反应釜，加热到120℃保温5小时，冷却，打开反应釜，过滤，得黄色针状晶体，先后直接用自来水和纯净水冲洗，50℃真空干燥，得萘-1，4，5，8-四甲酰二肼46.5g，收率95.6％。
实施例2
称取80g萘-1，4，5，8-四羧酸，59g氢氧化钾，溶于950g纯净水中，室温搅拌30min，再加入31g分析纯草酰二肼，用0.1mol/L的氢氧化钠溶液调节溶液pH至11.5，拧紧反应釜，加热到150℃保温12小时，冷却，打开反应釜，过滤，得黄色针状晶体，先后直接用自来水和纯净水冲洗，50℃真空干燥，得萘-1，4，5，8-四甲酰二肼71.6g，收率92％。
实施例3
称取60.8g萘-1，4，5，8-四羧酸，32g氢氧化钠，溶于550g纯净水中，室温搅拌30min，再加入23.6g分析纯草酰二肼，用0.1mol/L的氢氧化钠溶液调节溶液pH至9，拧紧反应釜，加热到135℃保温8小时，冷却，打开反应釜，过滤，得黄色针状晶体，先后直接用自来水和纯净水冲洗，50℃真空干燥，得萘-1，4，5，8-四甲酰二肼55.4g，收率93.6％。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明保护的范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内所做的任何修改，等同替换和改进等，均应包含在发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种萘-1，4，5，8-四甲酰二肼的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备有机盐：
将萘-1，4，5，8-四羧酸与碱溶于水中和，室温搅拌反应，生成有机盐；
(2)产物的生成：
在有机盐溶液中加入肼类化合物，调节pH，水热反应即得粗产物；
(3)洗涤干燥；
将粗产物过滤，先后使用自来水和去离子水洗涤，然后真空干燥，即得纯品。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，碱为氢氧化钠或氢氧化钾或二者混合物。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，萘-1，4，5，8-四羧酸、碱和水的摩尔比为1:4:100-200。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)中肼类化合物为水合肼或草酰二肼。
5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，萘-1，4，5，8-四羧酸与肼类化合物中肼基单元的摩尔比为1:2。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)中pH值控制在9-12。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)中水热反应温度为120-150℃，反应时间在5-12小时。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(3)中真空干燥温度为50℃。
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