[发明专利]大共轭的芴并吡嗪衍生物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一类大共轭的芴并吡嗪衍生物及其制备方法，属于有机光电材料领域，可用作有机半导体材料、非线性光学材料、生物化学传感器和太阳能电池等方向。 

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。信息的传输、处理、存储及显示已成为信息科学与技术的发展方向和目标。在2000年，有机导电材料的聚乙炔获得了诺贝尔化学奖后，有机电致发光材料得到飞速发展，性能更优越，寿命更长、易于做成器件的新材料不断涌现。 

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、主动发光、色彩全体积小、无视角限制、可弯曲折叠、工作温度范围大、制作工艺简单、材料选择范围广等优点，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，芴类化合物或者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2位、7位和9位的可修饰性，引入不同的基团来得到一系列衍生物，以改善光电性质和提高应用性能。 

目前芴类发光材料在2 ，3位选择性的并一个杂环，通过增大共轭以提高其发光效率，改进材料的发光色度还未很好的实现。这种在2、3和7位首先选择性的引入官能团，通过缩合并入六元环，而后发生金属偶联反应将会对其光电性质和溶解性能产生影响。因此设计与合成新的芴并杂环类化合物具有十分重要价值。 

发明内容

本发明的目的是合成一类以芴结构作为母体的新型大共扼有机光电材料。不仅在中间体芴的2、3位并入新的吡嗪环，提高了分子的共轭程度，而且通过金属偶联大的芳环，改善了分子光电性能，将会在有机光电材料领域有所应用。 

本发明解决上述问题所采用的技术方案是： 

一种大共轭的芴并吡嗪衍生物，其特征在于该衍生物为下列结构通式之一：

a. 

b.

c. 

其中：R₁=氢或C₆~C₁₂直链烷基，R₂=氢、氯、溴、碘。

一种制备上述的大共轭的芴并吡嗪衍生物的方法，其特征在于该方法的具体步骤为：将2,3-二氨基-9,9’-二烷基芴衍生物与联苯甲酰或菲琨或4，5-二羰基芘和强碱，按摩尔比1：1~1.1：0.5~1加入到有机溶剂中，溶剂的用量与原料的比例为15~25 mL：1g，在氮气的保护下，加热至回流反应2~24小时，冷却后加入乙酸乙酯和水萃取，取有机相干燥后旋干，经柱层析分离得到大共轭的芴并吡嗪衍生物；所述的2,3-二氨基-9,9’-二烷基芴衍生物的结构式为： 。 

上述的强碱可以为：碳酸钾、氢氧化钾、氢化钙、碳酸钠、氢氧化钠、甲醇钠、乙醇钠或氢化钠。 

上述的有机溶剂可以为：1，4-二氧六环、乙腈、N，N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、N-甲基吡咯烷酮、喹啉、咪唑、乙酸、丙酸、丁酸、乙二醇单甲醚、乙二醇二甲醚、氯苯、邻二氯苯、甲苯、环丁砜、甲醇或乙醇。 

一种大共轭的芴并吡嗪衍生物，其特征在于该衍生物为下列结构通式之一： 

a.  ；

b.  ；

c.  ；

其中：R₁=氢或C₆~C₁₂直链烷基，R₃=苯、萘、蒽、菲、芘、芴、吡嗪、吡咯、吡唑、噁唑、噻唑、噻吩、咔唑、嘧啶、哌啶、嘌呤、喹啉、异喹啉、喹喔啉、喹唑啉、苯并蒽、苯并菲、二苯胺、三苯胺、苯并呋喃、苯并噁唑、苯并异噁唑、单取代的苯环、多取代的苯环。

一种制备上述的大共轭的芴并吡嗪衍生物的方法，其特征在于该方法的具体步骤为： 

a. 将联苯甲酰、菲琨或4,5-二羰基芘与2,3-二氨基-7-卤代-9,9’-二烷基芴和强碱按(1～1.1):1： (0.5～1)的摩尔比溶于有机溶剂中，有机溶剂的用量与原料的比例为15～25 mL：1g；在惰性气氛保护下，回流反应2～24小时，冷却后加入乙酸乙酯和水萃取，取有机相干燥后旋干，经分离纯化得到卤代的芴并吡嗪衍生物，其结构式分别为：

、   或 ；所述的2,3-二氨基-7-卤代-9,9’-二烷基芴的结构式为：，R₃’为氯、溴或碘；