[发明专利]一种卟啉共价连接均三氮杂蔻化合物及其制备和应用

说明书

本发明涉及一种卟啉共价连接均三氮杂蔻化合物及其制备和应用，以廉价易得的2,3‑二氯硝基苯为原料，通过铜催化偶联，还原反应，酰胺化反应和偶联反应得到均三氮杂蔻核心中间体，之后通过偶联反应将卟啉分子以碳碳单键和碳碳叁键的共价连接形式得到目标产物。本发明的均三氮杂蔻因其分子内平面的π扩展共轭体系，对增强材料的非线性光学响应有决定性作用，通过卟啉的共价连接，在卟啉和均三氮杂蔻之间形成了供体(D)‑受体(A)电荷转移体系，增强了材料的非线性光学吸收。本发明所制备的有机材料具有良好的光化学和热稳定性，产物纯度高，溶解性好，因此本发明所制备的有机材料为拓展有机非线性光学材料领域的应用提供了参考。

技术领域

本发明属于多环芳烃类化合物技术领域，涉及一种卟啉共价连接均三氮杂蔻化合物及其制备和应用。

背景技术

多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAH)是一类由若干个芳香环构成的简单碳氢分子，这类分子也可以看做是石墨烯，碳纳米管等碳材料的基本构成单元。得益于它们的π共轭体系，这类分子具有优异的电荷运输和荧光性能，因此得以广泛应用于有机光伏材料、场效应晶体管、太阳能电池、荧光成像以及非线性光学领域。

在不改变多环芳烃平面结构的情况下，通过化学掺杂杂原子来改变多环芳烃的芳环晶格结构是调节其物理化学性质和光电性能的一个有效策略，其中均三氮杂蔻就是典型的例子，通过氮原子掺杂，调控了多环芳烃的光电特性，使其具有缺电子性，当引入小分子给体和卟啉类的大环结构，可以有效地促进分子内电子诱导转移，表现出协同作用的非线性光学效应。

而且，卟啉作为一个高度共轭的大环芳香体系，激发态吸收大于基态吸收，表现出良好的非线性光学性质。有着吸光度好、光化学和热稳定性好、易于修饰且合成方法成熟易于操作的优点。通过化学修饰，可以作为良好的给体单元。

因此，将多环芳烃类化合物均三氮杂蔻与和卟啉类化合物进行有机结合，可以弥补各自的不足。通过卟啉给体和均三氮杂蔻受体之间有效的分子内电荷转移，能够有效地系统增强化合物的非线性光学性能。然而对于此类化合物的合成和在有机非线性光学领域的研究报道仍在少数。

本发明正是基于上述背景而提出的。

发明内容

本发明的目的就是为了提供一种卟啉共价连接均三氮杂蔻化合物及其制备和应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明的技术方案之一提供了一种卟啉共价连接均三氮杂蔻化合物，其具有式Ⅰ或式Ⅱ所示结构：

其中，R为C6～C12的烷烃基的任意一种。

本发明的技术方案之二提供了一种卟啉共价连接均三氮杂蔻化合物的制备方法，包括以下步骤：

(1)取2,3-二氯硝基苯、铜粉和N,N-二甲基甲酰胺混合，进行偶联反应，反应结束后加入氨水，过滤，纯化，得到化合物1；

(2)将化合物1溶解在乙酸乙酯与乙醇的混合溶液中，加入钯碳，然后回流加热，继续加入水合肼，反应，所得反应产物抽滤、分离，得到化合物2；

(3)化合物2和三乙胺溶解在四氢呋喃中，形成溶液A；将对碘苯甲酰氯溶解在四氢呋喃中，形成溶液B；然后将溶液A滴加入溶液B中，搅拌反应，所得反应产物过滤、清洗、干燥，得到化合物3；

(4)取化合物3、氯化钠和氯化铝发生固相反应，反应完成后，冷却，再加入氢氧化钠溶液，超声分散，过滤，重结晶，得到化合物4；

(5)将化合物4，醋酸钾和1,1'-双二苯基膦二茂铁二氯化钯加二甲基亚砜中，加热搅拌反应，再加入联硼酸频那醇酯，继续加热搅拌反应，反应完成后，减压旋干溶剂，柱层析分离，得到化合物11；