[发明专利]芴并咪唑衍生物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种芴并咪唑衍生物及其制备方法以及作为金属离子探针材料的应用。

背景技术

21世纪以来，随着信息产业的高速发展，人类迈入了知识经济时代，大容量信息传输、处理、存储及平板显示已成为信息科学与技术的发展方向和目标。

信息数据的高效准确采集、快速处理传输、高密度存储、大容量传输和高清晰度的显示构成了信息技术的主体。其中作为输出端的显示技术占有十分重要的地位。在2000年，有机导电材料的聚乙炔获得了诺贝尔化学奖后，有机电致发光材料飞速发展，从而使人们看到了有机发光材料的实用化和商业化的美好前景。

有机电致发光器件具有可与集成电路相匹配的低直流电压驱动(只需3-10 V的直流电压)、主动发光色彩全(实现从蓝光到红光的任何颜色的显示)、体积小、无视角限制、可弯曲、折叠、显示器件的工作温度范围大，能在LCD不能工作的低温条件下工作等优点、响应快、制作工艺简单、采用有机物，材料选择范围广、成本低廉，有望在不久的将来成为新一代的全彩色平板显示器件。

在各种有机电致发光材料中，芴类化合物/聚合物具有较高的光和热稳定性，在固态时其荧光量子效率高达60-80%，带隙能大于2.90 eV，是性能优良的蓝光材料，被公认为最具商业化潜力的一种有机电致发光材料。现在相关的研究大多利用芴9-位、2-位以及7-位的可修饰性（图1），引入不同的基团来得到一系列衍生物，以提高其性能。

(1)

但目前芴类发光材料在2,3-位选择性的并一个杂环，以提高其发光效率并改进材料的发光色度还未很好的实现。这种在2,3-位选择性的引入官能团并入杂环，提高了合成制备的难度。

金属离子在生命科学、环境科学、医学等领域发挥着至关重要的作用, 对其识别和检测在分析化学中占有重要地位。其中荧光检测法是一种简便的方法, 而且在选择性、灵敏度、响应时间、以及信息传输方面均有其突出优点。因此构建灵敏度高，选择性好的荧光团以应用于识别金属离子的研究颇受重视, 新的研究成果不断涌现。

发明内容

本发明提供的是一类具有芴并咪唑骨架结构，以及在10位引入烷基取代基，在咪唑环的2位引入芳基来得到一系列芴并咪唑衍生物的制备方法，得到10,10'-二烷基取代芴并2-芳基-咪唑，此类化合物可应用于有机发光材料、有机半导体材料、非线性光学材料、生物化学传感器、以及太阳能电池等领域材料的设计合成。

本发明制备了一类芴并咪唑骨架结构的衍生物，其结构通式为(A)：

 (A)

通式(A)中： R₁=H、C₁～C₂₀直链或支链烷基；R₂=H、C₁～C₂₀直链或支链烷基；或者结构式中的10位上的取代基为C₅～C₇的环烷基

R'=由C₁-C₄的烷基、硝基、羧基、醛基、烷氧基、氰基、F、Cl、Br、I，三氟甲基、羟基、氨基、-NRR' ，其中R，R'=H、C₁～C₄直链或支链烷基、酰氨基、硫醚基、羧酸酯基、巯基的单取代的、多取代的或未取代的C6-C30芳烃或杂芳烃基、C2-C6烯基或C2-C6炔基。

上述的芳烃或杂芳烃基可以为苯、吡啶、呋喃、噻吩、吡嗪、吡咯、吡唑、噁唑、噻唑、嘧啶、哌啶、苯并呋喃、苯并噻吩、吲哚、苯并咪唑、嘌呤、喹啉、异喹啉、萘、蒽、菲、芘、苝、芴基、联苯、三联苯、三嗪、屈、苯并蒽、苯并菲、吲唑、苯并噁唑、异噁唑、苯并异噁唑、喹喔啉、吖啶、喹唑啉、哒嗪、噌啉基。

应当指出, 在定义中使用的任何分子上的基团位置可以是上述基团的任意位置,只要其化学性质稳定即可。

在定义变量时,使用的基团包括其所有的异构体.例如, 丁基包括1-丁基、2-丁基；硝基取代的苯基包括3-硝基苯基、2-硝基苯基、1-硝基苯基。

本发明为首次合成了含有芴并咪唑骨架结构的一类化合物(A)，其特征在于该方法为:

2,3-二氨基-9,9'二烷基取代芴(a) 和X为醛基、羧基、酰氯、羧酸酯基、羧酸胺基类化合物(b) 反应，分离提纯得到10,10'-二烷基取代芴并2-芳基-咪唑(c)，其特征在于该方法包括：