[发明专利]一种湾位金取代的苝二酰亚胺衍生物

说明书

技术领域

 本发明涉及苝二酰亚胺衍生物，具体来说是一种湾位金取代的苝二酰亚胺衍生物。

背景技术

苝二酰亚胺(perylene diimide，PDI)在1913年被Friedlander首次提出，立即引起全世界广泛的关注。刚开始由于其溶解性较差的缘故，仅仅被用于染料和涂料工业。后来通过修饰苝二酰亚胺的不同部位，得到大量的苝二酰亚胺衍生物，被广泛应用在各种领域，包括航空航天、电子与微电子、集成电路、半导体等，最近几年又被应用与荧光探针、医药，与人类的发展密不可分。人们研究和合成苝二酰亚胺衍生物，主要是通过修饰其酰胺位和湾位来实现合成不同的化合物。在酰胺位主要是在N原子上引入不同的官能团，如烷基和卤素；在湾位可以引入很多不同的基团，这也是目前研究比较热门的课题。这两种位置对于苝二酰亚胺衍生物的影响有很大区别。酰胺位主要影响苝二酰亚胺衍生物的溶解度，湾位则影响苝二酰亚胺衍生物的荧光特性、吸收峰和发射峰的位置。

苝二酰亚胺衍生物是一个刚性平面大π共轭结构和n型半导体结构。苝二酰亚胺衍生物本身是一个缺电子体系而且可以看成是一个封闭的闭色基团，如果被一些吸电子基团如卤素、硝基取代，其吸收峰和发射峰以及荧光效应都会降低，而引入一些烷氧基则会使吸收峰红移，荧光强度增强。

以苝二酰亚胺衍生物为母体形成的超分子聚集体研究的很多。可以通过多种方式形成这种聚集体，如通过配位键形成聚集体；与Zn原子、二茂铁、吡啶衍生物形成聚集体，生成多种结构，有长方形、正方形、三角形等，进而表现出不同的性质特征；其次通过π-π键堆积形成，在不同溶剂中其聚集程度不同，来研究其化学特性，得到不同的聚集常数、吉布斯能以及光电效应，广泛应用在纳米技术领域；也可通过氢键诱导形成聚集体，通过氢键与OPV结合，与π-π键结合起来研究其光电性质、光物理性质，在很多方面应用广泛。

苝二酰亚胺衍生物的自组装包括几种方法：1）基于溶液的自组装，这个过程表现是一个热力学过程，π-π堆积占据着主要作用力，这种力大于疏水作用力，结果是沿着纵向π-π堆积方向，从而形成一系列不同的几何体，这其中不同溶剂中表现出不同的形式，通过一些物理方法如X衍射得到不同的排列方式，这项研究目前应用在纳米软材料的报道，实现了分子开关的有效控制；2）基于表面支持的分子自组装，这个过程一般将溶剂蒸发，这其实是基于一堆纳米结构的方式，溶剂的不同组装形式也不同，一般选择一些混合溶剂，通过一些物理或化学的方式使其产生一些堆积形式，在通过物理侧量方法测定其结果，如通过蒸发溶剂得到一堆纳米结构，在其底部铺上一层膜，在气体传感器方面应用很广。

苝二酰亚胺衍生物在液晶材料方面研究广泛。苝二酰亚胺衍生物形成的柱状堆积的液晶形状，性质与其取代基不同有很大不同，对于苝二酰亚胺衍生物单独体中吸收峰和发射峰红移，聚集过程不发生荧光熄灭，这种形状使其应用到偏振片和其它电制发光元件中，Thelakkat等合成不同烷氧基取代和三缩乙二醇取代的苝二酰亚胺衍生物，基于这两种化合物系统研究其性质，发现效果很理想，如以苝二酰亚胺衍生物为骨架的盘状液晶分子，温度能到达300度，迁移率显著提升，广泛应用于太阳能电池，极大的利用了太阳能，可在一定程度上缓解能源危机，目前相关产品已经投入市场，反应很好。

苝二酰亚胺衍生物在光方面的应用研究，包括光流放大、作为光受体以及作为光开关。利用光流放大主要用在电镀行业，形成的产品性质稳定、产量大、副作用小；作为光受体，主要作为电荷生成剂，进而放大其光导效应，产品的颜色也会变化很大，使其光电灵敏度加强，主要用于静电复印机；作为光开关，Wasielewski合成了D-A-D分子开关模型，这中开关在光作用下转换稳定、迅速并且价格低廉，很容易实施。

苝二酰亚胺衍生物在生物领域的应用，一般作用于DNA的药物，主要有两种：1）作用于DNA双螺旋结构中；2）作用于碱基对中。苝二酰亚胺衍生物具有刚性平面大π共轭结构，它的还原产物作用于碱基对中，可以使DNA裂解，达到治疗的效果。主要作用在A-T碱基对，结合力很高，效果很好，这项技术主要应用在抗癌药物的研究中，且取代基不同，产物的特性显著变化，有的化合物的性质会发生相反，引起极大的兴趣。苝二酰亚胺衍生物还应用在其他很多方面，如荧光探针、等离子技术、克隆技术、细胞工程、染料技术等。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术分析，提供一种湾位金取代的苝二酰亚胺衍生物及其制备方法，通过苝苷和含金的化合物为母体经过一系列反应最终合成所需的目标化合物，进而研究其性质。           

本发明的技术方案：