[发明专利]2-[（N-烷基咔唑基）乙烯基]-1,8-萘啶衍生物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及1,8-萘啶类衍生物及其制备方法和应用。

背景技术

随着人们对物质双光子吸收性能研究的不断深入，发现有机双光子吸收材料因其具有瞬间响应快，线性透射率高，三维处理能力强，空间分辨率高等优点，在三维光学数据存储等方面得到了广泛的应用。

自从1931年双光子吸收理论首次被提出，直至30年后才首次被实验证实，经过多年研究发现，有机双光子吸收材料已被广泛应用，设计出具有高双光子吸收效应的分子主要包括以下几个方面:分子具有π共轭中心，具有较好的刚性平面；增加电子给体的供电子能力和电子受体的吸电子能力；增加有机分子共轭键桥的个数；分子具有较好的对称性及共平面性；增加有机分子的维度。

1,8-萘啶类衍生物因其分子具有较大的π共轭体系，稳定性高，极强的分子内电子转移能力使其具有极高的光电性能，而咔唑类化合物是一类已经被深入研究并普遍应用的双光子吸收材料，1,8-萘啶的特殊含氮杂环结构与咔唑类化合物以双键连接，可以极大地提高分子中电子给体的给电子能力和电子受体的吸电子能力，同时也提供了一个具有较好刚性平面的π共轭中心，这些特点都能极大地增强分子的双光吸收能力。但在已报道的大多数双光子吸收材料中大共轭体系的分子合成路线长、效率低，并且由于材料的热稳定性和光化学稳定性不良从而限制了材料的应用。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有双光子吸收材料中大共轭体系的分子合成路线长、效率低、热稳定性和光化学稳定性不良的问题，而提供了2-[（N-烷基咔唑基）乙烯基]-1,8-萘啶衍生物及其制备方法和应用。

本发明的2-[（N-烷基咔唑基）乙烯基]-1,8-萘啶衍生物的结构式如下：

其中，R为C₂H₅、C₄H₉、C₆H₁₃、C₈H₁₇或

本发明的2-[（N-烷基咔唑基）乙烯基]-1,8-萘啶衍生物的制备方法，是按照以下步骤进行的：

一、按质量百分比称取1~2%的2-甲基-1,8-萘啶、1~2%的N-烷基-3-甲酰咔唑、5~6%的ZnCl₂和90~93%的N,N-二甲基甲酰胺，混合均匀，加热到110℃~130℃，搅拌反应6~7h，反应结束后冷却至室温，得反应液；

二、将反应液倾入2倍体积质量百分含量为20％的盐酸中，静置过夜，过滤，收集滤饼浸没入水中，用质量百分含量为30％氨水将其pH值调至7~8，过滤，收集滤饼，在温度为20℃~30℃条件下真空干燥2~3h，将干燥后的产物进行柱层析，收集层析液，蒸干后，得到2-[（N-烷基咔唑基）乙烯基]-1,8-萘啶衍生物。

本发明的2-[（N-烷基咔唑基）乙烯基]-1,8-萘啶衍生物作为信息存储材料应用于双光子吸收、发光材料。

本发明包含以下有益效果：

本发明的2-[（N-烷基咔唑基）乙烯基]-1,8-萘啶衍生物，在普通8瓦的365nm和6瓦的254nm低能量的紫外波长照射条件下均能产生荧光现象，并且该材料具有良好的热稳定性和光化学稳定性。2-[（N-烷基咔唑基）乙烯基]-1,8-萘啶衍生物在800nm的飞秒激光下能发生双光子吸收现象，并激发产生双光子荧光效应。同时，2-[（N-烷基咔唑基）乙烯基]-1,8-萘啶衍生物在常用溶剂中（如二氯甲烷，三氯甲烷、甲醇等）的溶解性能均较好，从而能在较多领域上有广阔的应用前景。

本发明的2-[（N-烷基咔唑基）乙烯基]-1,8-萘啶衍生物，是将2-甲基-1,8-萘啶与电子给体连接，将1,8-萘啶类衍生物和N-烷基-3-甲酰咔唑在ZnCl₂做缩合剂、N,N-二甲基甲酰胺（DMF）为溶剂的条件下发生克脑文格尔（knoevenagel Reaction）反应生成的。

本发明首次采用具有大共轭体系的2-甲基-1,8萘啶作为电子受体，合成具有双光子吸收性质的分子，因其含有较多π电子，可以使分子内电子得到较大流动，由于分子中含有两个氮原子，可以加大其在所合成分子中的吸电子能力，由此，运用2-甲基-1,8萘啶作为电子受体，并以双键键合所合成的化合物能够达到增加分子双光子吸收性能的目的。