[发明专利]N-烷基-3，6-二[(2-喹啉)乙烯基]咔唑及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及咔唑类衍生物及其制备方法。

背景技术

近20年来，随着飞秒激光技术以及双光子吸收材料的发展，双光子吸收及其相关的光物理化学过程越来越引起人们的重视。双光子吸收是指在强激光激发下，样品同时吸收两个光子使其从基态跃迁到激发态的过程。双光子吸收过程已经在光限幅、上转换激光、光动力疗法、三维微加工等研究领域展示出诱人的应用前景。对双光子吸收材料来说，双光子吸收截面是衡量双光子吸收性能最为重要的参数。双光子吸收截面大的分子通常具有大的共轭体系，而大共轭体系的分子通常合成路线长、效率低。因此，如何利用共轭体系较小的分子来实现大的双光子吸收响应是双光子吸收材料研究面临的挑战。最近一系列具有双光子吸收现象的材料均有报道，在所报道的大多数双光子吸收材料中，由于材料的热稳定性和光化学稳定性从而限制了该材料的应用。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有双光子吸收材料热稳定性和光化学稳定差的问题，而提供N-烷基-3，6-二[(2-喹啉)乙烯基]咔唑及其制备方法。

本发明的N-烷基-3，6-二[(2-喹啉)乙烯基]咔唑的结构式如下：

其中，R为C_nH_2n+1或苄基，n为1～8。

本发明的N-烷基-3，6-二[(2-喹啉)乙烯基]咔唑的制备方法是按照以下步骤进行的：一、按质量百分比称取1％～3％的3，6-二甲酰基-N-烷基-咔唑、5％～7％的2-甲基喹啉和90％～94％的乙酸酐；二、将步骤一称取的3，6-二甲酰基-N-烷基-咔唑和2-甲基喹啉混合均匀，再加入步骤一称取的乙酸酐，搅拌均匀后，加热至100℃～140℃，并保持24～72h，冷却至室温，即得反应液；三、将步骤二得到的反应液与水按体积比为1∶2的比例混合均匀，得初混液；然后用浓度为10～25mol/L的碱性溶液调节初混液pH值至7.0，得混合溶液；四、将步骤三得到的混合溶液用二氯甲烷进行萃取，收集萃取液，将萃取液在50℃～70℃的温度下，用旋转蒸发仪进行旋蒸，将液体全部蒸出后得粗产品，然后进行柱层析，收集洗脱液，再将收集的洗脱液放入圆底烧瓶中，在50℃～70℃的温度下，用旋转蒸发仪进行旋蒸，将液体全部蒸出后，即得N-烷基-3，6-二[(2-喹啉)乙烯基]咔唑。

本发明的有益效果为：

本发明的N-烷基-3，6-二[(2-喹啉)乙烯基]咔唑，是将电子受体基团在3，6位连接在咔唑环两侧，将3，6-二甲酰基-N-烷基-咔唑类衍生物和2-甲基喹啉在乙酸酐做缩合剂的条件下发生克脑文格尔(knoevenagel Reaction)反应生成的。其在普通8瓦的365nm和6瓦的254nm低能量的紫外波长照射条件下均能产生荧光现象，并且本发明的N-烷基-3，6-二[(2-喹啉)乙烯基]咔唑具有良好的热稳定性和光化学稳定性，长时间放置在空气中一个月以上也不会被氧化，同时测其紫外吸收峰并没有变化，说明具有很好的光化学稳定性；测其熔点大于250℃，说明具有很好的热稳定性；其在800nm的飞秒激光下能发生双光子吸收现象，并激发产生荧光效应。同时，其在常用溶剂中(如四氢呋喃、二氯甲烷，三氯甲烷等)的溶解性能均较好，便于薄膜的制备和应用，从而能在较多领域上有非常广阔的应用前景。

附图说明

图1是试验1得到的N-乙基-3，6-二[(2-喹啉)乙烯基]咔唑的红外光谱图；

图2是试验1得到的N-乙基-3，6-二[(2-喹啉)乙烯基]咔唑在氘代氯仿中的¹H核磁图；

图3是试验1得到的N-乙基-3，6-二[(2-喹啉)乙烯基]咔唑的飞行时间质谱图；

图4是试验2得到的N-丁基-3，6-二[(2-喹啉)乙烯基]咔唑的红外光谱图；

图5是试验2得到的N-丁基-3，6-二[(2-喹啉)乙烯基]咔唑在氘代氯仿中的¹H核磁图；

图6是试验2得到的N-丁基-3，6-二[(2-喹啉)乙烯基]咔唑的质谱图；

图7是试验3得到的N-己基-3，6-二[(2-喹啉)乙烯基]咔唑的红外光谱图；

图8是试验3得到的N-己基-3，6-二[(2-喹啉)乙烯基]咔唑在氘代氯仿中的¹H核磁图；

图9是试验3得到的N-己基-3，6-二[(2-喹啉)乙烯基]咔唑的质谱图；

图10是试验4得到的N-辛基-3，6-二[(2-喹啉)乙烯基]咔唑的红外光谱图；