延 婧,陳才麟,蘇瑞飛,魏紅玉,劉朝興,梁輝輝,趙 昀,張 昭
(山西大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院,山西 太原 030006)
吡啶具有較好的電子傳輸性能,將吡啶引入芳胺類化合物后,實現(xiàn)了有機電致發(fā)光材料空穴傳輸與電子傳輸載流子在傳輸上的平衡,有利于增加器件的穩(wěn)定性,優(yōu)化器件性能,被廣泛應(yīng)用于光電材料領(lǐng)域[1,2]。咔唑具有特殊的剛性稠環(huán)結(jié)構(gòu)和長的共軛鏈,咔唑類化合物在光電材料、染料、醫(yī)藥、超分子識別、化學(xué)傳感等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價值[3,4]。更重要的是,在其 3-位,6-位和9-位引入芳胺類基團進行結(jié)構(gòu)修飾,可以提高化合物的熱穩(wěn)定性和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度[5,6]。
本文以咔唑,2,6-二溴吡啶和二苯胺為原料,合成了4個含二苯胺2,6-二咔唑基吡啶共軛化合物——3-二苯胺基-2,6二咔唑基吡啶(3a),3,3'-二(二苯胺基)-2,6-二咔唑基吡啶(3b),3,3',6-三(二苯胺基)-2,6-二咔唑基吡啶(3c)和 3,3',6,6'-四(二苯胺基)-2,6-二咔唑基吡啶(3d)(Scheme 1),其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR和IR確證。
Scheme 1
WRS-1B型數(shù)字熔點儀(溫度未校正);Bruker DRX300 300 MHz型超導(dǎo)核磁共振儀(CDCl3為溶劑,TMS為內(nèi)標);島津傅立葉變換紅外分光光度計(KBr壓片);VarioELⅢCHN型元素分析儀。
咔唑和2,6-二溴吡啶,化學(xué)純;其余所用試劑均為分析純。
(1)1 的合成[7,8]
在反應(yīng)瓶中依次加入咔唑 0.53 g(3.2 mmol),2,6-二溴吡啶 0.36 g(1.5 mmol),銅粉0.5 g(7.8 mmol),K2CO30.5 g(7.8 mmol),KOH 0.18 g(3.2 mmol)和無水 DMF 30 mL,攪拌下回流反應(yīng)72 h。過濾,濾餅經(jīng)硅膠柱色譜[洗脫劑:A=V(乙酸乙酯)∶V(石油醚)=1∶10]分離得白色固體 1 0.52 g,產(chǎn)率 84.8%,m.p.200℃ ~202 ℃;1H NMR δ:7.31 ~ 7.44(m,8H),7.65(d,2H),8.03(d,4H),8.12(t,5H);13C NMR(DMSO-d6)δ:113.16,116.13,121.36,122.45,125.73,127.56,140.65,141.59,152.73;IR ν:3 105,3 020,2 928,2 004,1 778,1 632,1 564,1 547,1 406,1 385,1 219,1 165,1 134,1 123,1 094,1 070,1 049,979,787,741,648,623;Anal.calcd for C29H19N3:C 85.06,H 4.68,N 10.26;found C 84.92,H 4.69,N10.22。
(2)3 的合成(以 3a 為例)[9]
在反應(yīng)瓶中加入 1 0.82 g(2.0 mmol),KI 0.37 g(2.2 mmol)和 KIO30.47 g(2.2 mmol),攪拌下于80℃反應(yīng)8 h。過濾,濾餅干燥得深黃色固體2a。
用類似的方法合成淡黃色固體2b(KI 4.2 mmol,KIO34.2 mmol),2c(KI 6.2 mmol,KIO36.2 mmol)和 2d(KI 8.2 mmol,KIO38.2 mmol,117℃反應(yīng)10 h)。
在反應(yīng)瓶中加入2a 0.54 g(1 mmol),二苯胺0.2 g(1.2 mmol),銅粉0.5 g(7.8 mmol),K2CO30.16 g(1.2 mmol)和 KOH 67 mg(1.2 mmol),攪拌下回流反應(yīng)約46 h。過濾,濾餅經(jīng)硅膠柱色譜(洗脫劑:A=1 ∶1)分離得3a 0.17 g。
用類似的方法合成3b(二苯胺2.2 mmol,回流反應(yīng)56 h,A=1 ∶4),3c(二苯胺3.2 mmol,回流反應(yīng)56 h,A=1 ∶15)和3d(二苯胺4.2 mmol,回流反應(yīng)56 h,A=1∶4)。
3a:棕紅色固體,產(chǎn)率 30.1%,m.p.128℃ ~130 ℃;1H NMR δ:6.92 ~ 6.97(t,2H),7.10 ~7.14(t,4H),7.32 ~7.34(t,6H),7.37 ~7.43(t,6H),7.45 ~7.67(d,2H),8.02 ~ 8.05(d,4H),8.14 ~ 8.16(d,4H);IR ν:2 922,2 851,1 589,1 491,1 443,1 310,1 269,1 220,1 150,748,694,410 cm-1。
3b:棕紅色固體,產(chǎn)率44.4%,m.p.162℃ ~164 ℃;1H NMR δ:6.92 ~7.07(s,5H),7.23 ~7.43(m,16H),7.60 ~7.63(d,4H),8.01 ~8.07(t,4H),8.10 ~8.14(t,8H);IR ν:2 928,2 853,1 608,1 493,1 451,1 299,1 274,1 222,1 161,744,723,683,414 cm-1。
3c:棕紅色固體,產(chǎn)率47.3%,m.p.213℃ ~215 ℃;1H NMR δ:7.56 ~7.58(d,11H),7.65 ~7.68(d,10H),7.76 ~7.78(d,10H),7.82 ~7.87(t,5H),8.38(m,10H);IR ν:3 023,2 912,1 611,1 491,1 455,1 310,1 276,1 228,1 160,759,670,418cm-1。
3d:棕色固體,產(chǎn)率52.0%,m.p.268 ℃ ~269 ℃;1H NMR δ:6.87 ~ 6.96(t,6H),7.03 ~7.42(t,31H),7.58 ~7.60(t,5H),7.62 ~7.72(s,9H),7.80 ~ 7.87(d,4H);IR ν:3 049,2 924,1 624,1 597,1 572,1 493,1 450,1 313,1 275,1 231,1 165,1 150,1 119,800,748,723,656,422 cm-1。
對合成反應(yīng)條件進行了優(yōu)化,得出了合成2的最佳反應(yīng)條件:2a:于80℃反應(yīng)8 h,n(1)∶n(KI)∶n(KIO3)=1.0 ∶1.1 ∶1.1;2b:于80 ℃反應(yīng) 8 h,n(1)∶n(KI)∶n(KIO3)=1.0 ∶2.1 ∶2.1;2c:于80℃反應(yīng)8 h,n(1)∶n(KI)∶n(KIO3)=1.0 ∶3.1 ∶3.1;2d:于117 ℃反應(yīng)10 h,n(1)∶n(KI)∶n(KIO3)=1.0 ∶4.1 ∶4.1。
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