CN111039974B - 一类金属锡环化的苝酰亚胺衍生物及制备方法和应用 - Google Patents

一类金属锡环化的苝酰亚胺衍生物及制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN111039974B
CN111039974B CN201911396285.4A CN201911396285A CN111039974B CN 111039974 B CN111039974 B CN 111039974B CN 201911396285 A CN201911396285 A CN 201911396285A CN 111039974 B CN111039974 B CN 111039974B
Authority
CN
China
Prior art keywords
group
carbon atoms
cyclized
derivative
perylene
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
Application number
CN201911396285.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111039974A (zh
Inventor
陈令成
张文重
肖义
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dalian University of Technology
Original Assignee
Dalian University of Technology
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dalian University of Technology filed Critical Dalian University of Technology
Priority to CN201911396285.4A priority Critical patent/CN111039974B/zh
Publication of CN111039974A publication Critical patent/CN111039974A/zh
Priority to PCT/CN2020/099587 priority patent/WO2021135133A1/zh
Priority to JP2020564627A priority patent/JP7144081B2/ja
Priority to US17/138,884 priority patent/US12018041B2/en
Application granted granted Critical
Publication of CN111039974B publication Critical patent/CN111039974B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/22Tin compounds
    • C07F7/2208Compounds having tin linked only to carbon, hydrogen and/or halogen
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K41/00Medicinal preparations obtained by treating materials with wave energy or particle radiation ; Therapies using these preparations
    • A61K41/0057Photodynamic therapy with a photosensitizer, i.e. agent able to produce reactive oxygen species upon exposure to light or radiation, e.g. UV or visible light; photocleavage of nucleic acids with an agent
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/16Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes
    • B01J31/18Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes containing nitrogen, phosphorus, arsenic or antimony as complexing atoms, e.g. in pyridine ligands, or in resonance therewith, e.g. in isocyanide ligands C=N-R or as complexed central atoms
    • B01J31/1805Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes containing nitrogen, phosphorus, arsenic or antimony as complexing atoms, e.g. in pyridine ligands, or in resonance therewith, e.g. in isocyanide ligands C=N-R or as complexed central atoms the ligands containing nitrogen
    • B01J31/181Cyclic ligands, including e.g. non-condensed polycyclic ligands, comprising at least one complexing nitrogen atom as ring member, e.g. pyridine
    • B01J31/1825Ligands comprising condensed ring systems, e.g. acridine, carbazole
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/30Coordination compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2231/00Catalytic reactions performed with catalysts classified in B01J31/00
    • B01J2231/70Oxidation reactions, e.g. epoxidation, (di)hydroxylation, dehydrogenation and analogues
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/18Metal complexes
    • C09K2211/188Metal complexes of other metals not provided for in one of the previous groups
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549Organic PV cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Nitrogen Condensed Heterocyclic Rings (AREA)

Abstract

一类金属锡环化的苝酰亚胺衍生物及制备方法和应用,其属于有机半导体材料领域。这种金属锡环化的苝酰亚胺衍生物通过钯催化在苝酰亚胺类衍生物的港湾位引入金属锡构成五元金属杂环,突破一直以来苝酰亚胺港湾位只能引进非金属构成杂环的科研现状。金属锡元素的引入使该衍生物在光电材料领域更具研究价值,该衍生物作为光电材料在太阳能电池、有发光二极管和有机场效应晶体管领域都有很大的应用前景。此外,重元素锡的引入使该衍生物具有较强的产生三重态的能力,可作为一种新式光敏剂。直接相连的重金属锡提高了苝酰亚胺产生三重态能力,同时使其具有较长的三重态寿命,提供了一种新的金属元素修饰的苝酰亚胺作为光敏剂的方案。

Description

一类金属锡环化的苝酰亚胺衍生物及制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一类金属锡环化的苝酰亚胺衍生物及制备方法和应用,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,其中杂原子(硒原子、氮原子、氧原子、硅原子等杂原子)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成为一大研究热潮。目前所知的构成杂环所引入的原子全为非金属原子,并未涉及金属原子的研究,因此,如何开发一类引入金属原子在港湾位闭环的苝酰亚胺衍生物是一项富有挑战性的工作,而且这类金属环化的苝酰亚胺化合物的光学特性值得探究。到目前为止,也未见涉及金属锡环化的港湾位闭环的苝酰亚胺衍生物。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题,本发明提供一类金属锡环化的苝酰亚胺衍生物及制备方法和应用。
为实现本发明的目的,本发明采用如下技术方案:一类金属锡环化的苝酰亚胺衍生物,该衍生物具有如下结构通式:
Figure BDA0002346407150000021
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。
所述的含有取代基或不含有取代基的基团为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、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、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、芴基、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、噻吩基、吡咯基、呋喃基、硒吩基、噻咯基、碲吩基、噁唑基、吡啶基或者嘧啶基,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。
所述的金属锡环化的苝酰亚胺衍生物的制备方法,将化合物A与六正丁基二锡混合,加入催化剂和有机溶剂,搅拌加热反应即得到所述的金属锡环化的苝酰亚胺衍生物。
Figure BDA0002346407150000041
其中,R1,R2的定义同结构通式中的定义。
优选地,所述的金属锡环化的苝酰亚胺衍生物的制备方法的加热温度为90-180℃,反应时间为1-30小时,六正丁基二锡混合的用量为化合物A用量的0.5-10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。催化剂为醋酸钯或三(二亚苄基丙酮)二钯。
所述的金属锡环化的苝酰亚胺衍生物作为一种新式光敏剂,因其产生的单线态氧可以杀死癌细胞而应用于光动力治疗领域以及作为催化剂产生单线态氧应用于催化氧化相关反应领域。所述的金属锡环化的苝酰亚胺衍生物作为一种光电材料应用于太阳能电池、有发光二极管和有机场效应晶体管领域。
本发明的有益效果:这种金属锡环化的苝酰亚胺衍生物及制备方法和应用,首创性的在苝酰亚胺港湾位引入金属元素构成五元环,该衍生物的紫外可见吸收光谱得到明显红移,金属锡元素的引入使该衍生物在光电材料领域更具研究价值。该衍生物作为光电材料在太阳能电池、有发光二极管和有机场效应晶体管领域具有很大的应用前景。此外,重元素锡的引入使该衍生物具有较强的产生三重态的能力,可作为一种新式的光敏剂。与传统过渡金属修饰的苝酰亚胺类光敏剂相比,该类光敏剂结构简单,能够在港湾位成环,并且合成方法简单、合成步骤少。直接相连的重金属锡提高了苝酰亚胺产生三重态的能力,同时使其具有较长的三重态寿命,该衍生物提供了一种新的金属元素修饰的苝酰亚胺作为光敏剂的方案。另外,该衍生物细胞毒性小且容易进入细胞内部,能够应用在光动力治疗领域。该衍生物还能够作为催化剂应用于催化氧化相关反应等领域。
附图说明
图1是6-十一胺衍生的锡环化的苝酰亚胺的溶液态的吸收光谱。
图2是6-十一胺衍生的锡环化的苝酰亚胺的瞬态吸收光谱。
图3是6-十一胺衍生的锡环化的苝酰亚胺的三重态衰减曲线。
图4是6-十一胺衍生的锡环化苝酰亚胺作为光敏剂影响DPBF的在DCM中紫外可见吸收随时间衰减图。
图5是6-十一胺衍生的锡环化苝酰亚胺作为光敏剂影响DCFH-DA在宫颈癌细胞内的成像图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案更加清楚,下面将结合本发明的实施例,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
Figure BDA0002346407150000061
称取1g的溴代苝酰亚胺、1.9g六正丁基二锡、15mg二苄亚基丙酮二氯化钯、20mg三甲基苯基磷于反应瓶中,加入5ml甲苯,90℃下搅拌6小时。待反应完全,减压旋干反应液,柱层析分离得0.6g产物,产率48%,HRMS:found 762.2470。
实施例2
Figure BDA0002346407150000071
称取1g的溴代苝酰亚胺、3.36g六正丁基二锡、12mg二苄亚基丙酮二氯化钯、16mg三甲基苯基磷于反应瓶中,加入5ml甲苯,110℃下搅拌回流3小时。待反应完全,减压旋干反应液,柱层析分离得0.5g产物,产率41%,HRMS(MALDI-TOF):Calculated forC54H70N2O4Sn M-,930.4358,found 930.4310。
实施例3
Figure BDA0002346407150000081
称取1g的溴代苝酰亚胺、3.92g六正丁基二锡、5mg醋酸钯于反应瓶中,加入5ml一四二氧六环,120℃下搅拌回流3小时。待反应完全,减压旋干反应液,柱层析分离得0.48g产物,产率40%,HRMS(MALDI-TOF):found 3462.1625。
实施例4
Figure BDA0002346407150000091
合成方法参照实施例3。
实施例5
Figure BDA0002346407150000092
称取1g的溴代苝酰亚胺、0.76g六正丁基二锡、8mg醋酸钯于反应瓶中,加入5mlDMF,150℃下搅拌3小时。待反应完全,减压旋干反应液,柱层析分离得0.62g产物,产率50%,HRMS(MALDI-TOF):found 706.1746。
实施例6
Figure BDA0002346407150000101
称取1g的溴代苝酰亚胺、1.8g六正丁基二锡、8mg醋酸钯于反应瓶中,加入2ml氯苯和2ml甲苯,120℃下搅拌回流3小时。待反应完全,减压旋干反应液,柱层析分离得0.6g产物,产率47%,HRMS(MALDI-TOF):found 734.2022。
实施例7
Figure BDA0002346407150000102
称取1g的溴代苝酰亚胺、5.7g六正丁基二锡、20mg醋酸钯于反应瓶中,加入5ml氮甲基吡咯烷酮,180℃下搅拌回流1小时。待反应完全,减压旋干反应液,柱层析分离得0.51g产物,产率40%,HRMS(MALDI-TOF):found 762.2362。
实施例8
Figure BDA0002346407150000111
称取1g的溴代苝酰亚胺、0.42g六正丁基二锡、17mg醋酸钯于反应瓶中,加入5ml二氯苯,170℃下搅拌回流1小时。待反应完全,减压旋干反应液,柱层析分离得0.4g产物,产率33%,HRMS(MALDI-TOF):found 832.3262。
实施例9
Figure BDA0002346407150000121
称取1g的溴代苝酰亚胺、0.9g六正丁基二锡、36mg醋酸钯于反应瓶中,加入5ml邻二甲苯,70℃下搅拌回流6小时。待反应完全,减压旋干反应液,柱层析分离得0.43g产物,产率35%,HRMS(MALDI-TOF):found 804.2949。
实施例10
Figure BDA0002346407150000122
称取1g的溴代苝酰亚胺、0.84g六正丁基二锡、33mg醋酸钯于反应瓶中,加入5mlDMF,70℃下搅拌回流6小时。待反应完全,减压旋干反应液,柱层析分离得0.55g产物,产率45%,HRMS(MALDI-TOF):found 846.3419。
实施例11
Figure BDA0002346407150000131
称取1g的溴代苝酰亚胺、0.93g六正丁基二锡、12mg二苄亚基丙酮二氯化钯、15mg三甲基苯基磷于反应瓶中,加入5ml二氧六环,110℃下搅拌回流3小时。待反应完全,减压旋干反应液,柱层析分离得0.34g产物,产率27%,HRMS(MALDI-TOF):found 774.1541。
实施例12
Figure BDA0002346407150000141
称取1g的溴代苝酰亚胺、0.75g六正丁基二锡、12mg二苄亚基丙酮二氯化钯、15mg三甲基苯基磷于反应瓶中,加入5ml乙腈,90℃下搅拌回流10小时。待反应完全,减压旋干反应液,柱层析分离得0.45g产物,产率38%,HRMS(MALDI-TOF):found 942.3419。
实施例13
Figure BDA0002346407150000142
称取1g的溴代苝酰亚胺、0.78g六正丁基二锡、12mg二苄亚基丙酮二氯化钯、15mg三甲基苯基磷于反应瓶中,加入5ml邻二甲苯,90℃下搅拌回流30小时。待反应完全,减压旋干反应液,柱层析分离得0.45g产物,产率37%,HRMS(MALDI-TOF):found 896.1140。
实施例14
Figure BDA0002346407150000151
称取1g的溴代苝酰亚胺、0.79g六正丁基二锡、13mg二苄亚基丙酮二氯化钯、17mg三甲基苯基磷于反应瓶中,加入5ml甲苯,90℃下搅拌回流24小时。待反应完全,减压旋干反应液,柱层析分离得0.52g产物,产率43%,HRMS(MALDI-TOF):found 886.2793。
实施例15
Figure BDA0002346407150000161
称取1g的溴代苝酰亚胺、0.83g六正丁基二锡、33mg醋酸钯于反应瓶中,加入2ml环丁砜和2ml六甲基磷酰胺,160℃下搅拌回流9小时。待反应完全,减压旋干反应液,柱层析分离得0.46g产物,产率38%,HRMS(MALDI-TOF):found 850.1854。
实施例16
Figure BDA0002346407150000162
称取1g的溴代苝酰亚胺、0.83g六正丁基二锡、6mg醋酸钯于反应瓶中,加入5ml甲苯,110℃下搅拌回流3小时。待反应完全,减压旋干反应液,柱层析分离得0.38g产物,产率31%,HRMS(MALDI-TOF):found 854.1664。
实施例17
Figure BDA0002346407150000171
称取1g的溴代苝酰亚胺、0.8g六正丁基二锡、6mg醋酸钯于反应瓶中,加入5ml一四二氧六环,110℃下搅拌回流3小时。待反应完全,减压旋干反应液,柱层析分离得0.3g产物,产率25%,HRMS(MALDI-TOF):found 874.1854。
实施例18
Figure BDA0002346407150000172
称取1g的溴代苝酰亚胺、0.9g六正丁基二锡、7mg醋酸钯于反应瓶中,加入2ml一四二氧六环和2ml二甲基亚砜,150℃下搅拌回流5小时。待反应完全,减压旋干反应液,柱层析分离得0.42g产物,产率34%,HRMS(MALDI-TOF):found 802.1854。
实施例19
Figure BDA0002346407150000181
称取1g的溴代苝酰亚胺、0.92g六正丁基二锡、9mg醋酸钯于反应瓶中,加入2ml乙腈和2ml苯甲腈,100℃下搅拌回流20小时。待反应完全,减压旋干反应液,柱层析分离得0.5g产物,产率40%,HRMS(MALDI-TOF):found 786.0669。
实施例20
Figure BDA0002346407150000191
称取1g的溴代苝酰亚胺、0.93g六正丁基二锡、7mg醋酸钯于反应瓶中,加入2ml甲苯和1ml四氢呋喃,130℃下搅拌回流8小时。待反应完全,减压旋干反应液,柱层析分离得0.5g产物,产率40%,HRMS(MALDI-TOF):found 776.1446。
实施例21
Figure BDA0002346407150000192
称取1g的溴代苝酰亚胺、0.93g六正丁基二锡、8mg醋酸钯于反应瓶中,加入5ml甲苯,110℃下搅拌回流3小时。待反应完全,减压旋干反应液,柱层析分离得0.48g产物,产率38.1%,HRMS(MALDI-TOF):found 786.2486。
实施例22
Figure BDA0002346407150000201
称取1g的溴代苝酰亚胺、0.95g六正丁基二锡、7mg醋酸钯于反应瓶中,加入3ml二甲苯和1ml二氯苯,170℃下搅拌回流5小时。待反应完全,减压旋干反应液,柱层析分离得0.32g产物,产率25.81%,HRMS(MALDI-TOF):found 786.228。
实施例23
Figure BDA0002346407150000211
称取1g的溴代苝酰亚胺、0.87g六正丁基二锡、7mg醋酸钯于反应瓶中,加入5ml二氧六环,110℃下搅拌回流3小时。待反应完全,减压旋干反应液,柱层析分离得0.43g产物,产率35%,HRMS(MALDI-TOF):found 816.2698。
实施例24
Figure BDA0002346407150000212
称取1g的溴代苝酰亚胺、0.9g六正丁基二锡、7mg醋酸钯于反应瓶中,加入3ml甲苯和1mlDMSO,150℃下搅拌回流4小时。待反应完全,减压旋干反应液,柱层析分离得0.35g产物,产率28%,HRMS(MALDI-TOF):found 794.2378。
实施例25
Figure BDA0002346407150000221
称取1g的溴代苝酰亚胺、0.78g六正丁基二锡、6mg醋酸钯于反应瓶中,加入2ml甲苯和1ml苯,120℃下搅拌回流3小时。待反应完全,减压旋干反应液,柱层析分离得0.37g产物,产率31%,HRMS(MALDI-TOF):found 900.2644。
实施例26
Figure BDA0002346407150000231
称取1g的溴代苝酰亚胺、0.83g六正丁基二锡、4mg醋酸钯于反应瓶中,加入5mlDMF,110℃下搅拌回流3小时。待反应完全,减压旋干反应液,柱层析分离得0.53g产物,产率43.5%,HRMS(MALDI-TOF):found 850.2276。
实施例27
Figure BDA0002346407150000232
称取1g的溴代苝酰亚胺、5.72g六正丁基二锡、8mg醋酸钯于反应瓶中,加入5ml甲苯,110℃下搅拌回流3小时。待反应完全,减压旋干反应液,柱层析分离得0.42g产物,产率33.6%,HRMS(MALDI-TOF):found 751.1863。
实施例28
Figure BDA0002346407150000241
称取1g的溴代苝酰亚胺、0.4g六正丁基二锡、13mg二苄亚基丙酮二氯化钯、17mg三甲基苯基磷于反应瓶中,加入5ml邻二甲苯,110℃下搅拌回流3小时。待反应完全,减压旋干反应液,柱层析分离得0.43g产物,产率35%,HRMS(MALDI-TOF):found 852.2949。
实施例29
Figure BDA0002346407150000251
称取1g的溴代苝酰亚胺、7.86g六正丁基二锡、12mg二苄亚基丙酮二氯化钯、16mg三甲基苯基磷于反应瓶中,加入5ml邻二甲苯,110℃下搅拌回流3小时。待反应完全,减压旋干反应液,柱层析分离得0.43g产物,产率35.6%,HRMS(MALDI-TOF):found890.3065。
实施例30:
将实施例2得到的6-十一胺衍生的锡环化苝酰亚胺进行性质研究。
(1)测试6-十一胺衍生的锡环化苝酰亚胺与6-十一胺衍生的苝酰亚胺的UV-Vis光谱(图1所示),经比较6-十一胺衍生的锡环化苝酰亚胺的吸收光谱有明显红移。
(2)测试6-十一胺衍生的锡环化苝酰亚胺的瞬态吸收光谱(图2所示),其在400nm-515nm处检测到很强的激发三重态吸收。
(3)图3示出了6-十一胺衍生的锡环化苝酰亚胺的瞬态吸收谱图中485nm处的动态吸收拟合三重态衰减时间,衰减时间为17us,6-十一胺衍生的锡环化苝酰亚胺具有较长的三重态时间寿命。
(4)光敏剂的三重态能量可以传递给三重态的氧气分子(3O2),而产生单重态的氧气分子(1O2)。利用单重态氧气的捕获剂1,3-二苯基异苯并呋喃(DPBF)来捕获单重态氧气,同时DPBF自身被1O2氧化,造成DPBF在紫外可见吸收光谱中414nm处的吸收峰降低。通过监测DPBF在414nm处的吸光度变化可计算光敏剂分子的单线态氧量子产率。图4给出6-十一胺衍生的锡环化苝酰亚胺作为光敏剂影响DPBF的在DCM中紫外可见吸收随时间衰减图,通过计算得到6-十一胺衍生的锡环化苝酰亚胺的单线态氧量子产率为40%。
(5)光敏剂应用于光动力治疗需要自身细胞毒性小且能进入细胞,并且在细胞内实现较好的单线态氧产出。在宫颈癌细胞内,荧光探针DCFH-DA作为一种活性氧检测试剂,本身无荧光且自由穿过细胞膜进入细胞,细胞内的活性氧(单线态氧)可以氧化无荧光的DCFH而生成有荧光的DCF,检测DCF的荧光强度便可以知道细胞内活性氧的水平。图5示出了6-十一胺衍生的锡环化苝酰亚胺作为光敏剂影响DCFH-DA在宫颈癌细胞内的成像图,图中,从左至右依次为用6-十一胺衍生的锡环化苝酰亚胺和DCFH-DA培养的宫颈癌细胞,无光照下荧光图像以及在经历10s,20s,30s的420nm绿光灯照射后的荧光图像,通过该图可以看出,6-十一胺衍生的锡环化苝酰亚胺受光敏化后产生的单线态氧氧化DCFH而产生发荧光的DCF,使宫颈癌细胞出现荧光通过成像显现出来,并且随时间延长成像效果变好,20s的时候宫颈癌细胞的荧光强度便已不再变化,说明6-十一胺衍生的锡环化苝酰亚胺在细胞内具有很好地单线态氧效果。
实施例31:化合物B4、B6、B10、B14、B16、B17、B20、B22、B25、B27的性质以如下表格形式给出,测试条件和方法同实施例30。
化合物B4、B6、B10、B14、B16、B17、B20、B22、B25、B27的性质列表
化合物 吸收光谱 三重态衰减时间 单线态氧量子产率
B4 红移 17μs 47%
B6 红移 18μs 29%
B10 红移 12μs 26%
B14 红移 14μs 33%
B16 红移 19μs 46%
B17 红移 11μs 36%
B20 红移 25μs 42%
B22 红移 21μs 44%
B25 红移 22μs 39%
B27 红移 18μs 32%
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 (5)

1.一类金属锡环化的苝酰亚胺衍生物,其特征在于,该衍生物具有如下结构通式:
Figure 327847DEST_PATH_IMAGE001
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含有取代基或不含取代基的碳原子数为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;
所述的取代基为甲基、乙基、正丙基、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、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。
2.一类金属锡环化的苝酰亚胺衍生物,其特征在于,该衍生物具有如下结构通式:
Figure 776146DEST_PATH_IMAGE002
R1、R2各自独立的为含有取代基或不含有取代基的基团,所述的含有取代基或不含有取代基的基团为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、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、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、芴基、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、噻吩基、吡咯基、呋喃基、硒吩基、噻咯基、碲吩基、噁唑基、吡啶基或者嘧啶基;
所述的取代基为甲基、乙基、正丙基、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、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。
3.根据权利要求1或2所述的金属锡环化的苝酰亚胺衍生物的制备方法,其特征在于,将化合物A与六正丁基二锡混合,加入催化剂和有机溶剂,搅拌加热反应即得到所述的金属锡环化的苝酰亚胺衍生物,
Figure DEST_PATH_IMAGE003
其中,R1,R2的定义同权利要求1或2中的定义。
4.根据权利要求3所述的金属锡环化的苝酰亚胺衍生物的制备方法,其特征在于,所述制备方法的加热温度为90-180℃,反应时间为1-30小时,六正丁基二锡的用量为化合物A用量的0.5-10倍量;
所述有机溶剂为苯、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;
所述催化剂为醋酸钯或者三(二亚苄基丙酮)二钯。
5.根据权利要求1或2所述的金属锡环化的苝酰亚胺衍生物的应用,其特征在于,所述的金属锡环化的苝酰亚胺衍生物用于制备应用于光动力治疗领域的光敏剂或者作为一种光电材料应用于太阳能电池、有发光二极管和有机场效应晶体管领域。
CN201911396285.4A 2019-12-30 2019-12-30 一类金属锡环化的苝酰亚胺衍生物及制备方法和应用 Active CN111039974B (zh)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911396285.4A CN111039974B (zh) 2019-12-30 2019-12-30 一类金属锡环化的苝酰亚胺衍生物及制备方法和应用
PCT/CN2020/099587 WO2021135133A1 (zh) 2019-12-30 2020-06-30 一类金属锡环化的苝酰亚胺衍生物及制备方法和应用
JP2020564627A JP7144081B2 (ja) 2019-12-30 2020-06-30 金属スズ環化のペリレンビスイミド誘導体および調製方法と応用
US17/138,884 US12018041B2 (en) 2019-12-30 2020-12-30 Metal tin cyclized perylene diimide derivative, method for preparing the same, and method for using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911396285.4A CN111039974B (zh) 2019-12-30 2019-12-30 一类金属锡环化的苝酰亚胺衍生物及制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111039974A CN111039974A (zh) 2020-04-21
CN111039974B true CN111039974B (zh) 2021-06-15

Family

ID=70241917

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911396285.4A Active CN111039974B (zh) 2019-12-30 2019-12-30 一类金属锡环化的苝酰亚胺衍生物及制备方法和应用

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN111039974B (zh)
WO (1) WO2021135133A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111039974B (zh) * 2019-12-30 2021-06-15 大连理工大学 一类金属锡环化的苝酰亚胺衍生物及制备方法和应用

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104892629B (zh) * 2015-06-03 2017-07-21 中国科学院化学研究所 一种苝酰亚胺类中间体化合物及其制备方法
WO2017022491A1 (ja) * 2015-08-04 2017-02-09 富士フイルム株式会社 有機薄膜トランジスタ、有機薄膜トランジスタの製造方法、有機薄膜トランジスタ用材料、有機薄膜トランジスタ用組成物、有機半導体膜、化合物
CN108570067B (zh) * 2017-03-14 2020-10-16 中国科学院化学研究所 一种噻咯稠合苝酰亚胺类衍生物及其制备方法
CN108250221A (zh) * 2018-01-29 2018-07-06 南昌大学 一类硒取代的苯并二苝酰亚胺及合成方法和在太阳能电池中的应用
CN111039974B (zh) * 2019-12-30 2021-06-15 大连理工大学 一类金属锡环化的苝酰亚胺衍生物及制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN111039974A (zh) 2020-04-21
WO2021135133A1 (zh) 2021-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20110088457A (ko) 유기 전계 발광 소자
Wang et al. Functionalized coumarin derivatives containing aromatic-imidazole unit as organic luminescent materials
Huang et al. Enhancement of the excited-state intramolecular proton transfer process to produce all-powerful DSE molecules for bridging the gap between ACQ and AIE
Mahadik et al. Design, Synthesis and Opto-electrochemical Properties of Novel Donor–Acceptor Based 2, 3-di (hetero-2-yl) pyrido [2, 3-b] pyrazine amine derivatives as Blue-Orange Fluorescent Materials
Singh et al. The design and synthesis of 2, 3-diphenylquinoxaline amine derivatives as yellow-blue emissive materials for optoelectrochemical study
Singh et al. Blue-orange emitting carbazole based donor-acceptor derivatives: Synthesis and studies of modulating acceptor unit on opto-electrochemical and theoretical properties
Zhang et al. Indolo [3, 2-b] carbazole derivatives with high fluorescent emission both in solution and aggregated states and mechanical-induced emission enhancement characteristic
Zhang et al. Enabling DPP derivatives to show multistate emission and developing the multifunctional materials by rational branching effect
CN111039974B (zh) 一类金属锡环化的苝酰亚胺衍生物及制备方法和应用
Zagranyarski et al. Dioxin-annulated 1, 8-naphthalimides–Synthesis, spectral and electrochemical properties, and application in OLED
Wang et al. Pyrene-fused hexaarylbenzene luminogens: Synthesis, characterization, and aggregation-induced emission enhancement
Thomas et al. Polarity tuning of fluorene derivatives by chromophores to achieve efficient blue electroluminescent materials
Zheng et al. Acetenyl bridged diphenyl sulfones: A gate way to AIE/MCL/TADF multifunctional white-light emission molecule
Joseph et al. Cyano-functionalized carbazole substituted pyrene derivatives for promising organic light-emitting diodes
Kumsampao et al. Self-absorption-free excited-state intramolecular proton transfer (ESIPT) emitters for high brightness and luminous efficiency organic fluorescent electroluminescent devices
Yu et al. Structure-controlled intramolecular charge transfer in asymmetric pyrene-based luminogens: synthesis, characterization and optical properties
Ganesan et al. Impact of Electron-Donating Groups on Attaining Dual-Emitting Imidazole-Based Donor–Acceptor Materials
Zhong et al. Highly twisted bipolar molecules for efficient near-ultraviolet organic light-emitting diodes via a hybridized local and charge-transfer mechanism
Hu et al. Synthesis and fluorescence emission properties of 1, 3, 6, 8-tetraarylpyrenes
Prabakaran et al. Highly emissions of TPA-linear based pyrazine derivatives with different mechanochromic luminosity
Wang et al. Photo-and electro-luminescence properties of phenothiazine/phenoxazine-functionalized pyrene-fused pyrazaacenes with aggregation-induced emission
Mao et al. Photo-and electro-luminescent properties of V-shaped bis-coumarin derivatives containing aromatic π-conjugated imidazole moieties
JP7144081B2 (ja) 金属スズ環化のペリレンビスイミド誘導体および調製方法と応用
CN110054635B (zh) 一类非对称硫环化的苝酰亚胺类衍生物及制备方法
CN112851696B (zh) 一类三苯二噁嗪酰亚胺二倍体衍生物及制备方法

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