[发明专利]1'-(N-烷基-1,8-萘酰亚胺)-3'-(取代苯基)吡唑啉富勒烯化合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种吡唑啉富勒烯化合物及其制备方法。特别是一种具有荧光性能的1'-(N-烷基-1,8-萘酰亚胺)-3'-(取代苯基)吡唑啉富勒烯化合物及其制备方法。

技术背景

    富勒烯，又称为足球烯，是一类新型球状分子，其尺寸在几十个纳米的范围内。当材料的尺寸进入纳米量级（1-100 nm）时，其本身具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应，因此富勒烯展现出许多特有的性质，在有机化学、材料科学、电化学、超导体与铁磁体等众多学科和应用研究领域具有广阔的前景，并显示出巨大的潜力和重要的研究及应用价值。

对富勒烯的化学修饰及其性质的研究是目前富勒烯化学研究最为活跃的领域之一。环加成反应是富勒烯化学修饰的重要途径，其中利用1,3-偶极环加成反应可以将杂环引入富勒烯上，对于富勒烯的官能化有着十分重要的意义。富勒烯吡唑啉和富勒烯异噁唑啉衍生物在近十年中已成为了一个新的合成热点，众多课题组都致力于该领域的研究，通过实验数据已经证实了修饰过的富勒烯吡唑啉衍生物相比于原本的富勒烯具有更低的电子亲和能，并伴随有单线态能量转移和电子转移的过程，其中吡唑啉环起到了电子传递桥梁的作用。因此该类材料可应用于有机光伏器件的开发中。

    1,8-萘酰亚胺类荧光材料是研究较早,应用较为广泛的一类非常重要的功能材料。由于该类化合物有较高的量子效率及优良的光化学稳定性,使其在光电能敏感材料、太阳能聚焦器、液晶、DNA嵌入剂、化学荧光探针及有机光导材料等领域也有应用。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种具有荧光性能的1'-(N-烷基-1,8-萘酰亚胺)-3'-(取代苯基)吡唑啉富勒烯化合物。

    本发明的目的之二在于提供该类化合物的制备方法。

    为达到上述目的，本发明的反应方程式为：

    其中，R₁为C₁～C₁₂的烷基；R₂为单氟取代苯基、双氟取代苯基、五氟取代苯基、苯基、硝基取代苯基、氯取代苯基、溴取代苯基、氰基取代苯基、醛基取代苯基、乙氧基取代苯基、二甲氨基取代苯基。

根据上述反应机理，本发明采用如下技术方案：

一种1'-(N-烷基-1,8-萘酰亚胺)-3'-(取代苯基)吡唑啉[60]富勒烯化合物，其特征在于该化合物的结构为：

其中：R₁为C₁～C₁₂的烷基；R₂为苯基或带吸电子性取代基的苯基。

上述的带吸电子性取代基的苯基为：氟卤素元素取代苯基、硝基苯基、氰基取代苯基、醛基取代苯基、乙氧基取代苯基或二甲氨基取代苯基。

上述的氟卤素元素取代苯基为：氟取代苯基、氯取代苯基或溴取代苯基。

一种制备上述的1'-(N-烷基-1,8-萘酰亚胺)-3'-(取代苯基)吡唑啉富勒烯化合物的方法，其特征在于该方法具有以下步骤：搅拌下，将N-烷基-4-(苯醛腙肼基)-1,8-萘酰亚胺和C₆₀溶于甲苯中，再缓慢加入催化剂PhI(OAc)₂的甲苯溶液，其中N-烷基-4-(苯醛腙肼基)-1,8-萘酰亚胺和C₆₀和催化剂PhI(OAc)₂的摩尔比为1:1～1.5:1~1.5，待催化剂加完后，于室温下搅拌反应至反应结束，去除溶剂，将所得固体行分离纯化，即得产物1'-(N-烷基-1,8-萘酰亚胺)-3'-(取代苯基)吡唑啉富勒烯化合物；所述的 N-烷基-4-(苯醛腙肼基)-1,8-萘酰亚胺的结构式为：。

上述的N-烷基-4-(苯醛腙肼基)-1,8-萘酰亚胺的的制备方法为：搅拌下将N-烷基-4-肼基-1,8-萘二甲酰亚胺、取代芳香醛和冰醋酸按1: 1.1～1.5: 0.2～0.5的摩尔比混合于无水乙醇中，回流反应1～3小时；冷却至室温,得沉淀，经过滤、去离子水洗涤、干燥，得到粗产物； 该粗产物经分离纯化得到N-烷基-4-苯醛腙肼基-1,8-萘酰亚胺化合物；所述的N-烷基-4-肼基-1,8-萘二甲酰亚胺的结构式为： ；所述的取代芳香醛的结构式为:。