[发明专利]一种线性邻菲咯啉化合物及其制备方法和应用

说明书

本发明属于催化化学领域，具体涉及一种线性邻菲咯啉化合物及其制备方法和应用。本发明提供的式(I)所示的线性邻菲咯啉双齿氮配体，其制备方法为：惰性气体保护下，将式(IV)和式(V)所示的化合物溶于有机溶剂中，加入碱性物质和催化剂，在70～100℃下反应12～24h，之后反应液经后处理得到中间产物(III)；在将(III)溶于有机溶剂中，冰浴下缓慢滴加烷基锂,在25℃下反应12～36h，之后反应液经后处理后得到目标产物线性邻菲咯啉化合物；该线性邻菲咯啉化合物是双齿氮配体，可作为高效的金属催化剂配体催化有机反应。

技术领域

本发明属于催化化学领域，具体涉及一种线性邻菲咯啉化合物及其制备方法和应用。

背景技术

1,10-邻菲咯啉是一种常用的双齿氮配体，能与大多数金属形成稳定的配合物，在金属催化、光电材料、生物探针和抗癌药物等领域中有着广泛应用。2013年，兰静波组报道了菲咯啉衍生物作为金属配体应用于催化有机反应，其转换数TON(turnover number)为55000。

1,10-邻菲咯啉衍生物主要经过Suzuki偶联、亲核取代等步骤在1,10-邻菲咯啉4,7位和2,9位修饰后得到的。例如，1,10-邻菲咯啉衍生物作为氮配体与Cu(I)和磷配体配位形成铜基光敏剂。通过修饰可以增强配合物荧光强度，使其具有良好的发光性能和光学活性。铜基光敏剂既可以用于三组分体系的光解水制氢，也可以应用于光催化有机合成领域。本发明旨在通过对1,10-邻菲咯啉2,9位和3,8位的修饰，修饰后的新型的N配体应用于催化有机反应。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术问题的不足，提供一种线性结构的邻菲咯啉化合物，所述化合物为在3,8位和2,9位修饰后的1,10-邻菲咯啉化合物，同时提供其制备方法及其应用。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种线性邻菲咯啉化合物，其分子结构为轴对称结构，如式(I)所示：

式(I)中，

R₁为氢或C1-C12烷氧基；R₂为氢、C1-C12烷基或C1-C12烷氧基；R₃为氢或C1-C12烷基。

更优选的，本发明所述的邻菲咯啉化合物，R₁为甲氧基，R₂为氢，R₃为异丙基，其分子结构如式(II)所示：

本发明还提供了一种所述线性邻菲咯啉化合物的制备方法，所述的制备方法为：将烷基锂和式(III)、(IV)、(V)所示的化合物通过两步反应，反应结束后反应液经后处理最终得到目标产物。

本发明所述的一种线性邻菲咯啉化合物的制备方法，包括如下步骤：

(1)Suzuki偶联反应：惰性气体保护下，化合物(IV)和化合物(V)溶于溶剂，加入碱性物质、钯催化剂，在70～100℃下反应12～24h，之后反应液经后处理得到中间体(III)；

(2)亲核取代反应：惰性气体保护下，中间体(III)溶于溶剂中，冰浴下缓慢滴加烷基锂，保温30min，在25℃下反应12～36h，之后反应液经后处理得到目标产物。

优选的，所述Suzuki偶联反应中化合物(IV)和化合物(V)的摩尔比为1：(2-5)，更优选为1:2.5。

优选的，所述Suzuki偶联反应中溶剂为甲苯、乙醇和水的混合溶剂体系，更优选的，甲苯、乙醇和水的体积比为4:3:1。