專利名稱：一種含嘧啶基團剛性共軛大環(huán)化合物及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于剛性共軛大環(huán)化合物及其制備方法和應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及一種含嘧啶基團剛性共軛大環(huán)化合物及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
在材料學(xué)，化學(xué)和物理學(xué)中，其最重要的目標之一就是制備一些具有規(guī)整形狀的 共軛體系的大環(huán)化合物。開發(fā)擁有與常規(guī)硅等無機半導(dǎo)體材料不同特性的光電器件的研
究正飛速發(fā)展，尤其是利用電子共軛體系的有機單分子、高分子為基本組成單元的材料，其設(shè)計和開發(fā)越來越活躍。納米軟材料的制備及機能的開發(fā)，為太陽能電池、燃料電池、有機發(fā)光二極管、分子器件等方面的研究開辟了更加清晰的理念。與此相關(guān)聯(lián)，擁有規(guī)整結(jié)構(gòu)、共軛體系的剛性大環(huán)化合物及其衍生物正受到巨大的矚目。這一類富n共軛化合物根據(jù)其極性官能團的位置和取向，通過本身所擁有的極強的相互堆積作用很容易發(fā)生自組裝，從而使大環(huán)形成固態(tài)一維柱狀非共價鍵高分子聚集體結(jié)構(gòu)，固態(tài)二維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和三維結(jié)構(gòu)。這種高度有序的一維、二維、三維結(jié)構(gòu)可為空穴、電子等載體提供可能的移動通道。作為嶄新的顯示各向異性特性的電子及光電子材料素材而引起了科學(xué)家們的極大的興趣。含N雜原子的共軛大環(huán)化合物作為一類新興的共軛大環(huán)化合物由于其潛在的功能和應(yīng)用受到廣泛關(guān)注。含嘧啶基團的共軛大環(huán)化合物是此類化合物的代表之一，他們具有非常規(guī)整的形狀結(jié)構(gòu)，環(huán)直徑處于納米級別，根據(jù)其剛性環(huán)骨架和環(huán)上柔性鏈的不同，這類共軛大環(huán)化合物可通過自身堆砌或者concave-convex相互作用自組裝構(gòu)筑一維、二維和三維超分子結(jié)構(gòu)，也可以通過 自身所含的N雜原子與金屬配位，呈現(xiàn)特殊的光電特性。因此，這類大環(huán)化合物作為優(yōu)良的自組裝單元分子應(yīng)用到新型功能材料開發(fā)中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種含嘧啶基團剛性共軛大環(huán)化合物及其制備方法和應(yīng)用，該化合物可作為優(yōu)良的自組裝單元分子應(yīng)用到新型功能材料開發(fā)中；通過自身所含的N雜原子與金屬配位，呈現(xiàn)特殊的光電性能，用于復(fù)合材料研究中。本發(fā)明的一種含嘧啶基團剛性共軛大環(huán)化合物，所述化合物的結(jié)構(gòu)通式為:
權(quán)利要求
1.一種含嘧啶基團剛性共軛大環(huán)化合物，其特征在于:所述化合物的結(jié)構(gòu)通式為:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含嘧啶基團剛性共軛大環(huán)化合物，其特征在于:所述R各自獨立的為疏水性長鏈基團或親水性長鏈基團，此時化合物為:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種含嘧啶基團剛性共軛大環(huán)化合物，其特征在于:所述化合物為
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含嘧啶基團剛性共軛大環(huán)化合物，其特征在于:所述化合物經(jīng)側(cè)鏈拓展，為
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含嘧啶基團剛性共軛大環(huán)化合物，其特征在于:所述化合物嘧啶基團上的N原子與Pt、Pd或Ru配位。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種含嘧啶基團剛性共軛大環(huán)化合物，其特征在于:所述化合物嘧啶基團上的N原子與Pt配位，配合后的結(jié)構(gòu)式為
7.—種如權(quán)利要求1所述的含嘧啶基團剛性共軛大環(huán)化合物的制備方法，包括: (1)以3，5-二溴氟苯為原料，通過取代反應(yīng)合成3，5- 二溴苯甲醚，再經(jīng)三溴化硼脫甲基化反應(yīng)合成3，5-二溴苯酚，之后3，5-二溴苯酚在堿性條件下再與親水性、疏水性或者手性柔性長鏈鹵代烴通過親核取代反應(yīng)合成3，5- 二溴苯長鏈醚，利用3，5- 二溴苯長鏈醚與雙頻哪醇合二硼進行Miyaura反應(yīng)合成單體II ； (2)單體II與5-溴-2碘喃唳通過Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)合成單體III; (3)利用單體II和單體III通過Suzuki偶聯(lián)一步成環(huán)法合成含喃唳基團剛性共軛大環(huán)化合物。
8.—種如權(quán)利要求1所述的含嘧啶基團剛性共軛大環(huán)化合物的應(yīng)用，其特征在于:作為自組裝單元分子應(yīng)用到功能材料開發(fā)中。
9.一種如權(quán)利要求1所述的含嘧啶基團剛性共軛大環(huán)化合物的應(yīng)用，其特征在于:與金屬的配位用于制備具有不同功能的復(fù)合材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含嘧啶基團剛性共軛大環(huán)化合物及其制備方法和應(yīng)用，化合物的結(jié)構(gòu)通式為；其中，R各自獨立的選自疏水性長鏈基團、親水性長鏈基團、手性長鏈基團、酯基、氰基、氨基、芳基、巰基中的一種或幾種。制備方法包括(1)合成單體II；(2)單體II與5-溴-2碘嘧啶通過Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)合成單體III；(3)利用單體II和單體III通過Suzuki偶聯(lián)一步成環(huán)法合成含嘧啶基團剛性共軛大環(huán)化合物。本發(fā)明可作為優(yōu)良的自組裝單元分子應(yīng)用到新型功能材料開發(fā)中；通過自身所含的N雜原子與金屬配位，呈現(xiàn)特殊的光電性能，用于復(fù)合材料研究中。
文檔編號C07D487/22GK103193784SQ20131011666
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月7日
發(fā)明者金武松, 張燈青, 李賢英, 謝大海, 胡杰娜, 肖朵朵 申請人:東華大學(xué)