[发明专利]一种2，4-哌啶二酮的制备方法

说明书

本发明提供了一种2，4‑哌啶二酮的制备方法，其特征在于，丙二酸单乙酯钾盐和3‑氨基丙酸甲酯盐酸盐发生缩合反应，得到酰胺双酯化合物；酰胺双酯化合物在碱性条件闭环得到2，4‑哌啶二酮‑3‑羧酸甲酯；2，4‑哌啶二酮‑3‑羧酸甲酯加热脱羧，得到2,4‑哌啶二酮。反应步骤较简单，后处理较方便,产品质量好，易于实现工业化。

技术领域

本发明涉及一种精细化工产品2，4-哌啶二酮的制备方法。

背景技术

胺类化合物具有空穴迁移率高、电化学性能和主体发光性能等优异特点，已作为空穴传输材料被广泛研究和应用。有机电致发光材料经过了几十年的发展，已经取得了长足进展。材料的亮度、稳定性以及发光效率都得到了很大的提高，一些基色材料已经达到或者接近商业化开发的程度，并已经有一些小尺寸的器件投放到了市场。但是蓝光材料仍没有达到真正可商业化开发应用的地步，就有机电致发光材料而言，今后的研究重点仍集中在提高材料发光的饱和色纯度、色稳定性、发光效率、材料对载流子的传输能力以及降低材料驱动电压和延长器件寿命等方面。就方法而言，相信胺类材料结构所赋予的可修饰性与有机金属复配物、纳米技术和支化聚合物以及灵活多变的聚合技术等方法的完美结合，必将会催生出新的性能更佳的有机电致发光材料。

2，4-哌啶二酮是一种新型的精细化工产品，主要应用于液晶材料复配剂。2，4-哌啶二酮具有较高的光波敏感性，波长吸收范围变宽，吸收强度变大，发射光谱红移，属于蓝光范围，可以应用于 OLED 空穴传输材料和蓝光材料。化学分子式为C₅H₇NO₂，分子量为113.1。分子结构如下式：

复配2，4-哌啶二酮分子结构的材料，由于氮原子具有较强的给电子能力，能够在电场作用下形成胺离子自由基，表现出空穴迁移性; 胺基团的非共平面空间结构能够增强其荧光效率和色纯度，满足蓝色电致发光材料的要求; 且能阻止双键氧化，有利于器件的稳定性和复配性。

2，4-哌啶二酮是非常重要的胺类电致发光材料复配剂，其合成工艺与产品质量直接影响产品电致发光材料的各种性能。但在目前的国内这种产品仍没有处于大规模的生产阶段，在工艺合成这一方面仍然有许多不足之处，还有很多需要改进的地方。基于这些因素的考虑，我们在实验过程中通过改变各种合成条件，逐步对合成条件进行优化，得到最优化的合成路线。

发明内容

本发明提供了一种2，4-哌啶二酮的制备方法，其特征在于，丙二酸单乙酯钾盐和3-氨基丙酸甲酯盐酸盐发生缩合反应，得到酰胺双酯化合物；酰胺双酯化合物在碱性条件闭环得到2，4-哌啶二酮-3-羧酸甲酯；2，4-哌啶二酮-3-羧酸甲酯加热脱羧，得到2,4-哌啶二酮。其化学合成路线如下式：

本发明的合成路线具体包括以下四个步骤：

第一步缩合反应：丙二酸单乙酯钾盐和3-氨基丙酸甲酯盐酸盐发生缩合反应，得到酰胺双酯化合物。

本反应优选的反应过程为：以二氯乙烷为溶剂，加入丙二酸单乙酯钾盐和3-氨基丙酸甲酯盐酸盐，搅拌，加入缩合剂N,N'-二环己基碳二亚胺（简称DCC），反应放热，可到45℃以左右，室温下搅拌24~48h。过滤，少量二氯乙烷洗涤滤饼，先常压回收二氯乙烷，再减压带净。得到淡黄色粘稠液体即为酰胺双酯化合物。

本发明中的第一步中所述的丙二酸单乙酯钾盐、3-氨基丙酸甲酯盐酸盐和缩合剂N,N'-二环己基碳二亚胺，吸水性强，如吸潮，会影响反应收率。

第二步闭环反应酰胺双酯化合物闭环得到2，4-哌啶二酮-3-羧酸甲酯。