[发明专利]通过酯键形成的含二苯甲酮的对硝基二苯乙烯染料及其合成与应用

说明书

技术领域

本发明属于可见光引发剂领域，特别是涉及一类通过酯键的含二苯甲酮的二苯乙烯类有机染料合成及应用。

背景技术

近年来长波长激光如Ar+(488nm，514nm)、YAG(532nm)、He-Ne(633nm)在计算机直接制版、光固化、双光子光聚合以及高密度数字光存储等领域的广泛应用，使得开发高效的可见光光引发剂成为目前光信息研究的重要领域。其中一个方法是将紫外光引发剂通过化学健连接到可见光染料上。Koichi Kawamur发现了紫外光引发剂三氯代均三嗪连接到可见光菁染料上可以把吸收光提高到500-600nm，题目是：《合成与估价一个新的染料连接的双(三氯代甲基)-1，3，5-三嗪作为可见光光聚合引发剂》(Synthesis and evaluation as avisible-light polymerization photoinitiat or of a new dye-linkedbis(trichloromethyl)-1，3，5-triazine)，《Polymers for Advanced Technologies》(用于高技术的聚合物)，2004，15(6)，324-328。在可见光光照下三氯代均三嗪与可见光菁染料发生光致电子转移产生自由基引发烯类单体聚合，然而，这类化合物合成需要很多步骤，并且其引发效率并不高，三氯代均三嗪光照往往产生氯气等有害气体，因此在实际应用中会受到很多限制。二苯甲酮是个已经商业化的紫外光引发剂，但是其吸收波长很短，在250-300nm之间，可见光区几乎没有吸收。一般的对硝基二苯乙烯类染料易合成，其最大吸收在可见光区，并且具有较大的摩尔消光系数。

发明内容

本发明在于通过简便的方法制备新的连接光引发剂的通过酯键的含二苯甲酮的对硝基二苯乙烯有机染料，不但可以本身吸收可见光，且能具有可见光引发能力，并提高其可见光光引发效率。

本发明所涉及的通过酯键的含二苯甲酮的对硝基二苯乙烯类染料，其化合物的典型化学结构通式如下：

其中分子结构式(I)中R代表氢、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基，或者与4位的取代基完全相同；

上述通过酯键的含二苯甲酮的对硝基二苯染料的合成方法包括以下步骤：

(1)含有羟基的对硝基二苯乙烯类染料合成

将化学式(II)中所代表的苯甲醛化合物按照摩尔比0.8∶1的比例与对硝基苯乙酸在三口的磨口烧瓶中混合，加上冷凝装置，然后加入摩尔比是1∶1.3的六氢吡啶，加热反应5-6小时，反应温度为110-130℃，然后溶解在乙醇中重结晶，过滤得到晶体，备用；

反应方程式：

其中分子结构式(II)，(IV)中R代表氢、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基，或者与4位的取代基完全相同；

具体步骤：

根据Guido Cavallini，Elena Massarani美国专利US Patents 2878291，1959，4-羟基二苯乙烯与它的衍生物的制备(Process for the preparation of 4-hydroxystilbene and itsderivatiyes)改进的方法。将化学式(II)所代表的苯甲醛化合物按照摩尔比0.8∶1的比例与对硝基苯乙酸混合，在三口的磨口烧瓶中混合，加上冷凝装置，然后加入摩尔比是1∶1.3的六氢吡啶，在110-130℃下反应5-6小时，溶解在乙醇中重结晶，过滤得到晶体，备用；

(2)酰氯化的二苯甲酮

反应方程式：

具体步骤：

将化学式(III)中2位带有羧基的二苯甲酮与二氯亚砜以摩尔比1∶10比例在三口的磨口烧瓶中混合，加上冷凝装置，在80-90℃下搅拌6个小时，然后蒸馏除去过量的二氯亚砜，得到酰氯化的二苯甲酮(V)不需进一步纯化，即可用于下一步反应；

(3)通过酯键的含二苯甲酮的对硝基二苯乙烯染料合成

其中分子结构式(I)R代表氢、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基，或者与4位取代基完全相同；分子结构式(IV)R代表氢、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基，或者与4位取代基完全相同。

具体步骤：