[发明专利]一种端位硝化的3，4-苝二羧酸酯类化合物及其合成方法与应用

权利要求书

1.一种端位硝化的3，4-苝二羧酸酯类化合物，其特征在于：其结构式如式(I)所示：

其中，R₁、R₂为相同或不同的不多于12个碳原子的烃基；R₃、R₄为氢原子、酚基或取代酚基；X为硝基或氢原子。

2.一种端位硝化的3，4-苝二羧酸酯类化合物的合成方法，其特征在于：包括如下步骤：

将3，4-苝二羧酸酯类化合物溶于非极性有机溶剂中，在低温条件下滴加硝酸或硝酸溶液，搅拌反应；所述的3，4-苝二羧酸酯类化合物为3，4-苝二羧酸酯或1，6-二(酚基)-3，4-苝二羧酸酯类化合物；

反应完成后，将反应混合物分离纯化，即得到端位硝化的3，4-苝二羧酸酯类化合物。

3.根据权利要求2所述的端位硝化的3，4-苝二羧酸酯类化合物的合成方法，其特征在于：滴加硝酸或硝酸溶液的温度为0-20℃。

4.根据权利要求2所述的端位硝化的3，4-苝二羧酸酯类化合物的合成方法，其特征在于：3，4-苝二羧酸酯类化合物和硝酸的摩尔比为1：0.1-20，优选的比例为1：0.5-3。

5.根据权利要求2所述的端位硝化的3，4-苝二羧酸酯类化合物的合成方法，其特征在于：3，4-苝二羧酸酯类化合物的有机溶剂的用量为10-500ml/g，进一步优选的用量为30-100ml/g。

6.根据权利要求2所述的端位硝化的3，4-苝二羧酸酯类化合物的合成方法，其特征在于：所述硝酸溶液为发烟硝酸的有机溶液；进一步的，硝酸溶液中硝酸的质量浓度为1％-10％；

进一步的，所述硝酸溶液的有机溶剂为二氯甲烷、乙酸乙酯或甲苯。

7.根据权利要求2所述的端位硝化的3，4-苝二羧酸酯类化合物的合成方法，其特征在于：对反应混合物进行分离纯化的方法为：对反应混合物用饱和碳酸盐水溶液洗涤，至不再有气体产生，然后将粗产物经柱色谱分离；

进一步的，所述碳酸盐为Na₂CO₃或K₂CO₃。

8.根据权利要求2所述的端位硝化的3，4-苝二羧酸酯类化合物的合成方法，其特征在于：所述1，6-二(酚基)3，4-苝二羧酸酯类化合物的合成方法，包括如下步骤：

由3，4-苝二羧酸酯制备1，6-二硝基-3，4-苝二羧酸酯；

1，6-二硝基-3，4-苝二羧酸酯与相应酚反应制备1，6-二(酚基)3，4-苝二羧酸酯；

进一步的，1，6-二硝基-3，4-苝二羧酸酯与相应酚反应时，向反应体系中加入缚酸剂和KI；

进一步的，1，6-二硝基-3，4-苝二羧酸酯与相应酚反应时的反应溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜，优选为N-甲基吡咯烷酮；

进一步的，所述缚酸剂为无水碳酸钾、三乙胺或吡啶等有机或无机碱，优选的为无水碳酸钾；

进一步的，1，6-二硝基-3，4-苝二羧酸酯与酚的反应温度为40-120℃，反应时间为3-24h；进一步优选的，反应温度为80℃，反应时间为12h；

进一步的，1，6-二硝基-3，4-苝二羧酸酯与酚的摩尔比为1：1-20；优选为1：3-10；

进一步的，1，6-二硝基-3，4-苝二羧酸酯与缚酸剂的摩尔比为1：0.5-15；优选为1：1-5；

进一步的，1，6-二硝基-3，4-苝二羧酸酯与酚的反应在惰性气体保护下进行。

9.根据权利要求2所述的端位硝化的3，4-苝二羧酸酯类化合物的合成方法，其特征在于：反应结束后，还包括将1，6-二硝基-3，4-苝二羧酸酯与酚的反应液倒入稀酸溶液中，进行抽滤、干燥、纯化的步骤。

10.权利要求1所述端位硝化的3，4-苝二羧酸酯类化合物在染料、有机光电材料、纳米材料、人工离子受体或荧光分子探针中的应用。