[发明专利]一种三聚茚基香豆素-咔咯-卟啉四元体系星型化合物的合成及其制备方法

说明书

本发明公开了一种式(I)所示的三聚茚基香豆素‑咔咯‑卟啉四元体系星型化合物的合成及其制备方法，使用2，7‑双溴‑12‑香豆素基三聚茚先后通过与硼酸酯咔咯衍生物和硼酸酯锌卟啉衍生物发生两步Suzuki偶联反应得到式(I)所示的三聚茚基香豆素‑咔咯‑卟啉四元体系星型化合物。该星型化合物合成方法简单、反应条件温和、分离提纯较为简便。合成的星型分子内不同基团受到光激发后能够进行分子间的高效能量转移，可应用于光分子吸收天线、有机太阳能电池和人工模拟生物光合作用等领域。

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，涉及一种基于三聚茚基四元体系星型化合物的制备方法。

背景技术

光诱导能量/电子转递在光化学反应、太阳能利用、光合作用机理等方面起着重要作用。基于光诱导能量/电子转递机理的分子模型在光学分子器件、太阳能电池和人工光合成等方面应用研究已成为国内外十分活跃的研究领域。具有电子/能量给受体性能的染料分子在有机光电功能材料方面已经展现出广阔的应用前景。在不同结构类型的分子模型中，星型化合物独特的三维星射型结构有利于调控分子的光电性能和形态特征，多个向外延伸支臂可以提高电荷传递或能量转递效率，已受到国内外众多学者的广泛关注。然而，具有给体-受体结构星型化合物仍存在着合成步骤多、反应复杂、产率低等不足之处，因此设计合成具有良好能量/电子转移过程的易合成的新型星型化合物具有重要的意义。

三聚茚(truxene)具有大的刚性共轭结构，是一个三重对称性平面刚性的稠环芳烃，有利于分子内电荷转递，它的三个端基2、7和12位易于进行功能化设计和修饰，已经被证明是制备星型理想化合物之一。中国发明专利CN107056828公开了一种基于三聚茚的星型化合物的制备方法，以三聚茚为中心，通过共价键桥联卟啉、BODIPY及富勒烯形成星型化合物。咔咯(Corrole)是较好的电子给体，是由4个吡咯共轭相连而形成的新型卟啉类大环化合物。在分子结构上，咔咯分子中存在一个直接连结两个吡咯环的C-C键，咔咯和卟啉即相似又具有一定的特殊性，不同条件下，可作为给体或受体基团。另外，香豆素也具有荧光量子产率高、光稳定性好、Stokes位移大等优异的光物理性质及良好的结构可修饰性。因此，可通过简单化学合成方法将卟啉、香豆素和咔咯等不同光活性基团分别稼接在三聚茚的2，7和12三个端基，构成具有高效能量传递和电荷转移的长寿命电荷分离态给体/受体星型化合物，可广泛用于光吸收天线、液晶材料、太阳能电池、人工模拟光合作用等方面的应用研究。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种三聚茚基香豆素-咔咯-卟啉四元体系星型化合物的制备方法。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

本发明涉及的一种三聚茚基香豆素-咔咯-卟啉四元体系星型化合物的结构如下：

本发明涉及的一种三聚茚基香豆素-咔咯-卟啉四元体系星型化合物的合成路线为：

本发明涉及的一种三聚茚基香豆素-咔咯-卟啉四元体系星型化合物的制备过程包括以下步骤：

步骤1：在氩气保护条件下，将2，7-双溴-12-香豆素基三聚茚衍生物(II)、meso-苯基硼酸酯咔咯衍生物(III)、无水碳酸钾和催化剂四(三苯基膦)钯溶解于四氢呋喃中，并加入一定比例的甲醇和水的混合溶液，在65～75℃反应8～10小时，反应结束后冷至室温，加入适量水，并用二氯甲烷萃取，有机层经饱和食盐水溶液洗两次，无水硫酸钠干燥，减压旋干溶剂后经硅胶柱层析分离提纯得到三聚茚基香豆素-咔咯中间体(IV)；