[发明专利]一种双氮杂[5]螺烯化合物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种双氮杂[5]螺烯。本发明还提供了一种双氮杂[5]螺烯的制备方法，该方法通过分子内酰胺与芳环脱水环化合成双氮杂[5]螺烯化合物。此类化合物具有较大的共轭体系，在DMSO溶液中的紫外吸收波长为327‑330nm，荧光发射波长为453‑572nm，受激发后可发出蓝色或者黄色荧光。本发明提供的制备上述双氮杂[5]螺烯的方法具有合成简便、易衍生化等优点，在荧光材料等领域具有很好的应用前景。

【技术领域】

本发明涉及双[5]螺烯化合物的制备，具体涉及一种双氮杂[5]螺烯化合物及其制备方法。

【背景技术】

螺烯是一类由苯环或者杂环邻位稠合形成的多环芳烃分子，具有特殊的螺旋结构和光学性能，在手性催化(Angew.Chem.,Int.Ed.,2014,53,861)以及光学材料(J.Am.Chem.Soc.,2014,136,10826；J.Am.Chem.Soc.2021,143,4661)等领域具有广泛的应用。分子中带有两个螺烯结构的化合物称为双螺烯化合物，其具有独特的结构，引起了研究人员的广泛关注(J.Am.Chem.Soc.2020,142,7092)。合成双螺烯化合物的方法主要有氧化环化(J.Am.Chem.Soc.，2015,137,24,7763)以及芳炔聚合环化(J.Org.Chem.，2008,73,7996)等。这些方法的合成路线较长，需要使用昂贵的金属催化剂，而且生成的双螺烯产物和异构体副产物往往很难分离。因此，很有必要开发简便合成双螺烯化合物的新方法。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题在于提供一种双氮杂[5]螺烯化合物及其制备方法。

本发明通过以下技术方案来实现：

一种双氮杂[5]螺烯化合物，其特征在于该螺烯化合物的结构式如式I或者式II所示：

式I中，R₁为叔丁基；R₂为苯基；式II中，R₁为叔丁基。

上述双氮杂[5]螺烯化合物的制备方法，具体包括以下步骤：

1)在乙酸溶液中，将N,N'-(4,7-二(萘-1-基)苯并[c][1,2,5]噻二唑-5,6-二基)双(2,2-二甲基丙酰胺)用锌粉还原得到N,N'-(4,5-二氨基-3,6-二(萘-1-基)-1,2-亚苯基)双(2,2-二甲基丙酰胺)；

2)在有机溶剂中，将N,N'-(4,5-二氨基-3,6-二(萘-1-基)-1,2-亚苯基)双(2,2-二甲基丙酰胺)与二酮类化合物反应得到苯并吡嗪类化合物；

3)在五氧化二磷存在的条件下，所述苯并吡嗪类化合物发生环化反应，得到权利要求1所述的双氮杂[5]螺烯化合物。

所述步骤2)中，所述有机溶剂选自甲酸、乙酸和丙酸中的至少一种，优选乙酸。

所述步骤2)中，所述二酮类化合物选自苯偶酰和9,10-菲醌中的至少一种。

本发明提供了一种通过分子内酰胺与芳环脱水环化合成双氮杂[5]螺烯的方法。所得化合物中两个螺烯结构的构型分别为P型和M型。所得化合物具有较大的共轭体系，在DMSO中的紫外吸收波长为327-330nm，荧光发射波长为453-572nm，荧光量子产率为1.2％。所得化合物在溶液中具有较大的斯托克斯位移，受激发后可发出蓝色或者黄色荧光。本发明提供的制备双氮杂[5]螺烯的方法具有合成简便、易衍生化等优点，在荧光材料等领域具有很好的应用前景。

【附图说明】

图1为实施例1制备所得双氮杂[5]螺烯化合物的核磁氢谱。

图2为实施例2制备所得双氮杂[5]螺烯化合物的核磁氢谱。

图3为实施例2制备所得双氮杂[5]螺烯化合物在DMSO中的激发光谱。