一種meso位三苯胺類取代3,5位芳基修飾的氟化硼絡合二吡咯甲川衍生物及其制備方法
【技術領域】：
[0001] 本發(fā)明涉及一種meso位三苯胺類取代3, 5位芳基修飾的氟化硼絡合二吡咯甲川 (B0DIPY)衍生物及其制備方法，該類衍生物可廣泛應用于生命科學、分析化學、環(huán)境能源科 學等領域，尤其可作為有機太陽能電池材料。
【背景技術】：
[0002] 氟化硼絡合二吡咯甲川類（B0DIPY)化合物是近年來發(fā)展起來，并受到廣泛重視 的一種新型有機染料，它是由二吡咯甲烷與三氟化硼絡合形成的復合物。對B0DIPY母核 進行官能化取代，引入不同的供吸電子基團可使其發(fā)光性能和化學性質(zhì)得到很大的改善。 B0DIPY衍生物染料具有極好的化學穩(wěn)定性、較高的光穩(wěn)定性、吸收系數(shù)大、發(fā)光量子效率高 等優(yōu)點，所以合成這些具有特定活性基團的衍生物使這類染料在有機功能材料和生物醫(yī)藥 分析領域具有廣闊的應用前景。
[0003] 據(jù)文獻報道，近幾年人們對B0DIPY母體不同位點上取代以及衍生物分子空間結 構對其光電性能的影響比較關注，但要得到具有理想結構的B0DIPY染料分子，首先要解決 的就是其合成產(chǎn)率低的問題，這是由于吡咯環(huán)存在著自身聚合和酸催化分解等問題，當引 入某些官能團時，反應條件的控制、后處理過程的簡化就顯得非常關鍵。
[0004] 本發(fā)明設計合成了一類具有新穎結構的meso位三苯胺類取代、3, 5位芳基修飾的 氟化硼絡合二吡咯甲川衍生物，并對該類化合物的合成方法進行優(yōu)化，提高了該類B0DIPY 染料合成產(chǎn)率，有效改善了該類B0DIPY染料的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種meso位三苯胺類取代、3, 5位芳基修飾的氟化硼絡合二 吡咯甲川衍生物，其具有新穎的分子結構、較寬的紫外吸收范圍，尤其可作有機太陽能電池 材料。
[0006] 本發(fā)明的另一個目的是提供該類meso位三苯胺類取代、3, 5位芳基修飾的氟化硼 絡合二吡咯甲川衍生物的制備方法，該方法反應條件易于控制，產(chǎn)物純化簡單，產(chǎn)率較高， 且具有普適性。
[0007] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：
[0008] -種meso位三苯胺類取代、3, 5位芳基修飾的氟化硼絡合二吡咯甲川衍生物，具 有通式I的化學結構，
[0009]
【主權項】
1. ー種meso位三苯胺類取代3, 5位芳基修飾的氟化硼絡合二吡咯甲川衍生物，其特征 在于，具有通式I的化學結構，
R1是含碳原子數(shù)為1至12的烷基或烷氧基， Ar為含苯芳基或非苯芳基。
2. 如權利要求1所述的ー種meso位三苯胺類取代3, 5位芳基修飾的氟化硼絡合二吡 咯甲川衍生物，其特征在于，其中Ar為以下結構單元中的一種：
R1是含碳原子數(shù)為〇至12的烷基或烷氧基。
3. 如權利要求1-2所述的ー種meso位三苯胺類取代3, 5位芳基修飾的氟化硼絡合二 吡咯甲川衍生物的制備方法，其特征在于，包括以下步驟， (1) 溴苯與4, 4'-二（2-甲基庚基）二苯胺通過Buchwald-Hartwig反應，得到中間體 1，其結構為：
(2)中間體1通過Vilsmeier-Haack甲酰化反應，得到中間體2,其結構為：

(9)中間體5與雙聯(lián)噻吩錫配合物通過Stille偶聯(lián)反應，生成目標產(chǎn)物BDP4,其結構 為：
4. 如權利要求3所述的ー種meso位三苯胺類取代3, 5位芳基修飾的氟化硼絡合二吡 咯甲川衍生物的制備方法，其特征在于，步驟（6)和（7)中所述的Suzuki偶聯(lián)反應的具體 反應過程為：在氬氣氣氛下將3, 5-二溴BODIPY衍生物、芳基硼酸酯或硼酸化合物溶解在盛 有甲苯的反應瓶中，加入四（三苯基磷）鈀，加熱回流反應12_24h，冷卻后，水洗數(shù)次，旋除 溶劑，硅膠柱層析得產(chǎn)物。
5. 如權利要求4所述的ー種meso位三苯胺類取代3, 5位芳基修飾的氟化硼絡合二[!比 咯甲川衍生物的制備方法，其特征在于，所述的芳基硼酸酯的摩爾量為3,5二溴BODIPY衍 生物的2. 5-5倍，所述的甲苯的摩爾量為反應底物總摩爾量的45-55倍，所述四（三苯基 磷）鈀的摩爾量為3, 5二溴BODIPY衍生物的5-10%。
6. 如權利要求3所述的ー種meso位三苯胺類取代3, 5位芳基修飾的氟化硼絡合二[!比 咯甲川衍生物的制備方法，其特征在于，步驟（8)和（9)中所述的Stille偶聯(lián)反應的具體 反應過程為：在氬氣氣氛下將3, 5-二溴BODIPY衍生物、芳基錫試劑溶解在盛有甲苯的反應 瓶中，加入四（三苯基磷）鈀，加熱回流反應，冷卻后，水洗數(shù)次，旋除溶劑，硅膠柱層析得產(chǎn) 物。
7. 如權利要求6所述的ー種meso位三苯胺類取代3, 5位芳基修飾的氟化硼絡合二吡 咯甲川衍生物的制備方法，其特征在于，所述芳基錫試劑的摩爾量為3, 5二溴BODIPY衍生 物的2. 5-5倍，所述甲苯的摩爾量為反應底物總摩爾量的40-50倍，所述四（三苯基磷）鈀 的摩爾量為3, 5二溴BODIPY衍生物的5-10%。
8. 如權利要求3所述的ー種meso位三苯胺類取代3, 5位芳基修飾的氟化硼絡合二吡 咯甲川衍生物的制備方法，其特征在于，步驟（1)-(9)中，所述反應的反應介質(zhì)為甲苯、吡 咯、N，N-二甲基甲酰胺、三こ胺的ー種或幾種混合。
9. 如權利要求3所述的ー種meso位三苯胺類取代3, 5位芳基修飾的氟化硼絡合二吡 咯甲川衍生物的制備方法，其特征在于，步驟（1)-(9)中，所述的反應中的催化劑為三氯化 銦、醋酸鈀、四（三苯基膦）鈀、三（二亞芐基丙酮）二鈀、三叔丁基膦。
10. 如權利要求3所述的ー種meso位三苯胺類取代3, 5位芳基修飾的氟化硼絡合 二吡咯甲川衍生物的制備方法，其特征在于，步驟（6)-(9)中，所述反應的反應溫度為 90-120°C，反應時間為8-48h。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種meso位三苯胺類取代3,5位芳香基團修飾的氟化硼絡合二吡咯甲川衍生物(BODIPY)及其制備方法，其具有通式Ⅰ的結構。該類氟化硼絡合二吡咯甲川衍生物相較于BODIPY母體的紫外吸收有明顯紅移現(xiàn)象，其熒光發(fā)射峰趨于近紅外區(qū)域；且合成方法簡單，易于控制，產(chǎn)率較高，具有普適性。使得BODIPY類染料可以高效合成并被廣泛應用于生命科學、分析化學、環(huán)境能源科學等領域，尤其是在有機太陽能電池中的應用。
【IPC分類】C09B57-00, C07F5-02
【公開號】CN104628753
【申請?zhí)枴緾N201410852181
【發(fā)明人】趙鴻斌, 韓利芬, 廖俊旭, 彭敏, 王育才, 周偉男, 張文濤, 范素娟
【申請人】東莞理工學院
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2014年12月30日