[发明专利]一种BODIPY桥连四苝二酰亚胺衍生物星型化合物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种式(I)所示的BODIPY桥连四苝二酰亚胺衍生物星型化合物的结构及制备方法。通过如下方法实现：式(II)所示四碘代BODIPY与三甲基硅基乙炔反应生成式(III)所示的三甲基硅基乙炔基BODIPY中间体；然后式(III)所示的三甲基硅基乙炔基BODIPY中间体通过脱三甲基硅反应生成式(IV)所示的四炔基BODIPY；式(IV)所示的四炔基BODIPY与单溴代苝二酰亚胺衍生物(V)进行Sonogashira偶联反应生成式(I)所示的BODIPY桥连四苝二酰亚胺衍生物星型化合物。该化合物呈四臂星型，能够有效的减弱分子间的π‑π相互作用，抑制其在成膜过程中的自聚集作用，并在可见及近红区均有很强的吸收，可用于有机发光二极管、太阳能电池、光吸收天线等方面。

技术领域

本发明属于有机合成技术领域及有机光电功能分子领域，涉及一种BODIPY桥连四苝二酰亚胺衍生物星型化合物及其制备方法。

背景技术

苝二酰亚胺是一种应用广泛的工业染料，常用作汽车装饰的高级染料。苝二酰亚胺分子的湾位易于修饰，可以通过湾位偶联反应进行特征性结构修饰，可延伸到可见光谱的红色区域，因此是一种常见的非富勒烯受体材料。除此之外，苝二酰亚胺及其衍生物还具有较高的摩尔消光系数，荧光量子产率高，较强的电子亲和性以及良好的光稳定性等一系列优良的光电性质，这些性质使苝二酰亚胺可以被应用于多种领域，包括n型半导体材料、光电器件、太阳能电池、有机发光二级管以及场效应转移器等。BODIPY(氟硼二吡咯)是近年来出现的一类新型荧光染料，其光、热稳定性强，具有较高的摩尔吸光系数和荧光量子产率，并且BODIPY母核的共轭修饰可将其电子吸收扩展到可见光谱的近红外区域，可用于近红外荧光染料。因此，BODIPY类化合物在光动力疗法、细胞成像与示踪、蛋白质与DNA标记及有机太阳能电池等领域有很大的应用价值。基于苝二酰亚胺和BODIPY分子优异的光物理性质和结构可修饰性，可通过简单的化学合成方法合成BODIPY桥连苝二酰亚胺衍生物星型化合物，在太阳能电池、有机发光器件、光吸收天线等领域具有潜在的应用前景。

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BODIPY桥连四苝二酰亚胺衍生物星型化合物及其制备方法。

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BODIPY桥连四苝二酰亚胺衍生物星型化合物的结构如下：

本发明涉及的一种BODIPY桥连四苝二酰亚胺衍生物星型化合物的合成路线为：

本发明涉及的一种BODIPY桥连四苝二酰亚胺衍生物星型化合物的制备过程包括以下步骤：

步骤1：将四碘代BODIPY(II)、碘化亚铜、四三苯基膦钯溶解于四氢呋喃和二异丙胺中，在氩气条件下再向反应体系中加入三甲基硅基乙炔，混合溶液在65～85℃反应24小时，反应结束后用二氯甲烷稀释，然后用水洗，分离出有机层用无水硫酸钠干燥，减压旋干溶剂后经硅胶柱层析分离提纯得到式(III)所示三甲基硅基乙炔基BODIPY中间体；

步骤2：将三甲基硅基乙炔基BODIPY(III)溶于四氢呋喃中，在氩气保护及0℃条件下缓慢滴加四丁基氟化铵并反应2小时，用饱和氯化铵水溶液淬灭反应，然后用二氯甲烷稀释，再用水洗，合并有机层用无水硫酸钠干燥，减压旋干溶剂后经硅胶柱层析分离提纯得到四炔基BODIPY中间体(IV)；

步骤3：将步骤2所得四炔基BODIPY(IV)与单溴代苝二酰亚胺衍生物(V)、碘化亚铜、四三苯基膦钯溶于四氢呋喃和三乙胺中，在氩气保护下65～85℃反应12小时，反应结束后用二氯甲烷稀释，再用水洗，分离出有机层用无水硫酸钠干燥，减压蒸干溶剂后经硅胶柱层析分离提纯得到式(I)所示BODIPY桥连四苝二酰亚胺衍生物星型化合物；

上述反应步骤1和3中，催化剂四(三苯基膦)钯用量为反应原料摩尔量的10％；