[发明专利]一种可用于制备质子导电材料的三臂三联吡啶衍生物的制备方法及应用

说明书

本发明属于有机合成领域，公开了一种可用于制备质子导电材料的三臂三联吡啶衍生物的制备方法及应用。三臂三联吡啶衍生物制备方法为：以2‑乙酰基吡啶和4‑甲酰苯硼酸为原料，在碱性溶液中合成2,2':6',2”‑三联吡啶‑4'‑苯硼酸。其次，以2,2':6',2”‑三联吡啶‑4'‑苯硼酸为中间产物，通过脱水缩合反应制备三臂三联吡啶衍生物。将三臂三联吡啶衍生物和金属盐溶于溶剂置于高压支管中，冷冻、抽气、溶解多次，在氮气氛围下100～120℃反应24h，离心、干燥即得质子导电材料。本发明制备的产物与金属离子配位后，形成的金属交联聚合物颜色不同，可以作为金属离子的鉴定材料。

技术领域

本发明属于有机合成领域，特别涉及一种可用于制备质子导电材料的三臂三联吡啶衍生物的制备方法及应用。

背景技术

自2,2':6',2”-三联吡啶被首次合成后，三联吡啶及其衍生物的研究受到了科研人员的广发关注。由于2,2':6',2”-三联吡啶中的N原子与金属离子有很强的配位能力且与不同金属离子配位后，其金属配合物会显示不同的颜色，因此，2,2':6',2”-三联吡啶、三联吡啶衍生物及其过渡金属配合物在比色分析、光物理化学领域有着广泛应用。此外，超共轭结构的三联吡啶及其衍生物还具有良好的分子内电子传递和能量传递性质。因此，三联吡啶衍生物的金属配合物在电化学领域也有广泛的应用。

常见的2,2':6',2”-三联吡啶衍生物主要为4-(R)-2,2':6',2″-三联吡啶(R＝Br，Cl，硝基，氨基，甲苯基，吡啶基等)，中国专利CN201210047510.5中三联吡啶类钌配合物的制备以及中国专利CN201410287370.8中含芳基取代的三联吡啶类化合物的制备，采用的配体或合成的产物均是单臂三联吡啶衍生物，而具有高度平面共轭性和富电性质的三臂2,2':6',2”-三联吡啶衍生物几乎没有报道。这主要是因为合成该类衍生物需要昂贵的催化剂，合成工艺复杂，合成困难(交叉偶联反应)，后处理困难且产率较低。因此本专利的主要目的在于通过简单的硼酸脱水反应制备一种可用于制备质子导电材料的三臂三联吡啶衍生物。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可用于制备质子导电材料的三臂三联吡啶衍生物及其制备方法。

本发明的技术方案：

一种可用于制备质子导电材料的三臂三联吡啶衍生物的制备方法，步骤如下：

以2-乙酰基吡啶和4-甲酰苯硼酸为原料，在碱性溶液中合成2,2':6',2”-三联吡啶-4'-苯硼酸；以2,2':6',2”-三联吡啶-4'-苯硼酸为中间产物，通过脱水缩合反应制备三臂三联吡啶衍生物；

所述三臂三联吡啶衍生物的分子结构式：

所述2,2':6',2”-三联吡啶-4'-苯硼酸的分子结构式：

所述三臂三联吡啶衍生物的合成路线：

具体步骤如下：

步骤1)：将2-乙酰基吡啶、4-甲酰苯硼酸和乙醇混合，室温下搅拌；待2-乙酰基吡啶和4-甲酰苯硼酸完全溶解后，向反应体系中加入碱性溶液，25～35℃持续搅拌反应18～24h后沉淀产生，离心得到2,2':6',2”-三联吡啶-4'-苯硼酸；

步骤2)：将步骤1)中的2,2':6',2”-三联吡啶-4'-苯硼酸和溶剂置于高压支管，超声分散10～20min；将高压支管置于液氮中，冷冻、抽气、溶解多次，然后置于油浴中，100～120℃反应三天，冷却至室温待有沉淀析出，离心即得到三臂三联吡啶衍生物。

步骤(1)中，所述2-乙酰基吡啶和4-甲酰苯硼酸的摩尔比为2：(0.5～1.5)；2-乙酰基吡啶与乙醇的配比为2mmol：(5～15mL)；所述2-乙酰基吡啶与碱性溶液的配比为2mmol：(5～10mL)；