[发明专利]鼎状四胺芘及制备方法、鼎状四胺芘薄膜修饰的电极及制备方法

说明书

本发明涉及一种鼎状四胺芘及制备方法、鼎状四胺芘薄膜修饰的电极及制备方法，属于电极表面修饰材料技术领域，解决了现有技术中界面修饰方法采用的桥联分子体系合成难、稳定性差以及表面吸附效率低的问题。该鼎状四胺芘，具有如下结构，采用1,3,6,8‑四溴芘与二芳胺衍生物在钯催化剂的催化下发生偶联反应制得。本发明提供的鼎状四胺芘可用于修饰电极。

技术领域

本发明涉及一种电极表面修饰材料，尤其涉及一种鼎状四胺芘及制备方法、鼎状四胺芘薄膜修饰的电极及制备方法。

背景技术

金属或半导体界面吸附与组装在分子电子学、发光二极管、太阳能电池、传感器、保护涂层等领域具有重要的研究应用。例如，在Nature Chemistry(2012,4,443-455)的综述文章中，描述了含金-硫键的分子体系在纳米尺度领域的研究现状，并介绍了含金-硫键功能化的金表界面在传感、分子识别、分子催化等领域的性质研究。

传统的界面修饰方法主要是通过巯基、硅氧基、羧酸或磷酸类分子桥联，从而实现功能分子在金属或半导体界面的吸附组装。

然而，巯基类桥联分子体系往往具有合成困难，稳定性差；硅氧基类桥联分子体系的合成需要在严格的无水无氧条件进行，且其表面吸附所需间长、效率低；羧酸或磷酸类桥联分子体系的合成纯化困难，并且，在常规有机溶剂中溶解性差。综上所述，现有的界面修饰的方法均无法广泛应用于实际生产中。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种鼎状四胺芘及制备方法、鼎状四胺芘薄膜修饰的电极及制备方法，解决现有技术中界面修饰方法采用的桥联分子体系合成难、稳定性差以及表面吸附效率低的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种鼎状四胺芘，具有式I所示结构：

进一步地，R为吡啶、氰基或羧酸基。

第二方面，本发明提供了一种鼎状四胺芘的制备方法，用于制备上述鼎状四胺芘，包括如下步骤：1,3,6,8-四溴芘与二芳胺衍生物在钯催化剂的催化下发生偶联反应，得到鼎状四胺芘。

进一步地，上述制备方法包括如下步骤：

步骤a：将1,3,6,8-四溴芘与二芳胺衍生物溶于有机溶剂中，得到1,3,6,8-四溴芘与二芳胺衍生物混合物；

步骤b：将碱和氮气加入到1,3,6,8-四溴芘与二芳胺衍生物混合物中进行除氧，得到除氧后的1,3,6,8-四溴芘与二芳胺衍生物混合物；

步骤c：将钯催化剂加入除氧后的1,3,6,8-四溴芘与二芳胺衍生物混合物，在氮气保护下，1,3,6,8-四溴芘与二芳胺衍生物回流反应，对反应产物进行分离纯化，得到鼎状四胺芘。

进一步地，步骤a中，1,3,6,8-四溴芘与二芳胺衍生物的摩尔比为1:(4-10)；步骤b中，1,3,6,8-四溴芘与碱的摩尔比为1:(4-10)；步骤c中，1,3,6,8-四溴芘与钯催化剂的摩尔比为1:(0.01-0.05)。

进一步地，步骤c中，回流反应温度为90℃-140℃，回流反应时间为6h-48h。

进一步地，步骤a之前还包括如下步骤：将二(4-溴苯基)胺、硼酸衍生物、钯催化剂和碱混合反应，得到二芳胺衍生物。

第三方面，本发明提供了一种鼎状四胺芘薄膜修饰的电极，采用上述鼎状四胺芘进行修饰。

第四方面，本发明提供了一种鼎状四胺芘薄膜修饰的电极的制备方法，用于制备上述鼎状四胺芘薄膜修饰的电极，包括如下步骤：