[go: up one dir, main page]

CN106588924A - 一种全氟烷基修饰的苝酰亚胺及其制备方法 - Google Patents

一种全氟烷基修饰的苝酰亚胺及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106588924A
CN106588924A CN201611046655.8A CN201611046655A CN106588924A CN 106588924 A CN106588924 A CN 106588924A CN 201611046655 A CN201611046655 A CN 201611046655A CN 106588924 A CN106588924 A CN 106588924A
Authority
CN
China
Prior art keywords
perfluoroalkyl
preparation
perylene
perylene imide
atoms
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201611046655.8A
Other languages
English (en)
Inventor
袁忠义
黄清方
蔡春生
李超
胡昱
陈义旺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanchang University
Original Assignee
Nanchang University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanchang University filed Critical Nanchang University
Priority to CN201611046655.8A priority Critical patent/CN106588924A/zh
Publication of CN106588924A publication Critical patent/CN106588924A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D471/00—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, at least one ring being a six-membered ring with one nitrogen atom, not provided for by groups C07D451/00 - C07D463/00
    • C07D471/02—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, at least one ring being a six-membered ring with one nitrogen atom, not provided for by groups C07D451/00 - C07D463/00 in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D471/06—Peri-condensed systems

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Abstract

本发明公开了一种全氟烷基修饰的苝酰亚胺及其制备方法，其结构通式为：R的结构式为：其中，X代表H和F、Br，m、n分别是烷基C原子的个数和全氟烷基C原子的个数，m是1、2、3、4、5、6，n是1、3、5、7；其制备方法是以苝四甲酸酐和全氟烷基胺为原料，它们的摩尔比等于1:2～1:6，在有机溶剂中，在室温到所用溶剂的回流温度范围内，Ar或N2保护下，搅拌，反应1～12h,生成全氟烷基取代的苝酰亚胺。本发明可以显著增加此类材料在有机溶剂中的溶解性，同时增强其光热稳定性和在场效应晶体管中的器件稳定性。

Description

一种全氟烷基修饰的苝酰亚胺及其制备方法
技术领域
本发明属于有机化工和精细化工领域，涉及到有机半导体材料苝酰亚胺及其卤代衍生物的全氟烷基化，具体涉及一种全氟烷基修饰的苝酰亚胺及其制备方法。
背景技术
与广泛应用的无机半导体材料相比，有机半导体材料有如下优势：适合低成本的溶液处理；可以制备可穿戴的柔性设备；种类多、性质多样，利于新材料和新器件的设计开发。
全氟烷基具有刚性的棒状结构。含氟原子及全氟烷基化合物具有极高的稳定性、抗氧化性和憎水性，氟原子还可以与邻近的氢原子形成分子间氢键，增强分子之间的相互作用(J.Am.Chem.Soc.1969,91,6235-6237)。氟原子或全氟烷基已经在有机光电领域被广泛应用，比如氟原子被用于高效体相异质结电池的受体材料(Progress in PolymerScience 2015,47,70-91)，全氟烷基被用于构建空气稳定的场效应晶体管材料(Chem.Rev.2011,112,2208-2267)。
全氟烷基取代的苝酰亚胺已经被证明是优良的n型有机半导体，其中全氟烷基起到了隔绝水、氧，增强空气稳定性的作用(J.Am.Chem.Soc.2009,131,6215-6228)。然而已报道的全氟烷基取代的苝酰亚胺溶解性差，不适合溶液加工。因此急需开发一种能溶液加工的新型的全氟烷基取代的苝酰亚胺。
发明内容
本发明的目的是在是在苝酰亚胺的N原子上同时引入不同大小的普通烷基和全氟烷基，以提高苝双二亚胺及卤代衍生物对光、热和氧化剂的稳定性，同时显著提高其在有机溶剂中的溶解性。
本发明的技术方案是，一种全氟烷基修饰的苝酰亚胺，从商品化的苝四甲酸酐、二溴苝四甲酸酐或二氟苝四甲酸酐出发，与全氟烷基胺R'NH2在有机溶剂中反应生成全氟烷基修饰的可溶液加工的苝酰亚胺，目标产物的结构通式为：
R的结构式为：
其中，X代表H和F、Br，m、n分别是烷基C原子的个数和全氟烷基C原子的个数，m是1、2、3、4、5、6，n是1、3、5、7。
本发明用到的原料烷基胺R'NH2具体合成参照文献方法(Chinese J.Chem.,2004,22,371-376；Org.Lett.2007,9,2673-2676)。
上述全氟烷基修饰的苝酰亚胺及其衍生物的制备方法，其特征在于该方法是以苝四甲酸酐和全氟烷基胺为原料，它们的摩尔比等于1:2～1:6，在有机溶剂中，在室温到所用溶剂的回流温度范围内，Ar或N2保护下，搅拌，反应1～12h,生成全氟烷基取代的苝酰亚胺。
优选的，所述的全氟烷基修饰的苝酰亚胺及其衍生物的制备方法，所述的有机溶剂选自喹啉、醋酸、二甲基亚砜、环丁砜、N，N'-二甲基甲酰胺、咪唑、乙腈、四氢呋喃、N-甲基吡咯烷酮、1,4-二氧六环、乙二醇二甲醚、乙二醇单甲醚。
该发明的有益效果是，苝酰亚胺的母体上同时引入烷基和全氟烷基后，可以显著增加此类材料在有机溶剂中的溶解性，同时增强其光热稳定性和在场效应晶体管中的器件稳定性。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明所述的一种全氟烷基修饰的苝酰亚胺及其制备方法做进一步说明，但是本发明的保护范围并不限于此。
实施例1：N，N'-二(2-全氟丁基-1-己基乙基)苝酰亚胺的制备
25mL二口瓶加苝四甲酸酐1(0.72mmol，0.281g)，E1(2.45mmol，0.852g)，咪唑(58.76mmol，4g)，在无氧条件下145℃反应4.5h，冷却至120℃，加适量的乙醇，回流0.5h，加12mol/L HCl除去咪唑，用CH2Cl2和饱和食盐水萃取，无水硫酸镁干燥，抽滤，旋蒸，用CH2Cl2和石油醚做洗脱剂，硅胶过柱分离，得全氟烷基苝酰亚胺2 0.152g，产率：20.19％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.74(s,2H),8.65(s,6H),5.73(s,2H),3.36(d,2H),2.55(s,2H),2.39(s,2H),1.93(s,2H),1.24(s,8H),0.83(s,6H)；HRMS(MALDI-TOF):Calcd for C48H32F26N2O4,1194.1950,found:1194.7520(M-)。
实施例2：N，N'-二(2-全氟丁基-1-己基乙基)苝酰亚胺的制备
25mL二口瓶加苝四甲酸酐1(0.678mmol，0.266g)，E1(1.695mmol，0.589g)，CH3COOH(10mL)，在无氧条件下115℃反应6.5h，用CH2Cl2和饱和食盐水萃取，无水硫酸镁干燥，抽滤，旋蒸，用CH2Cl2和石油醚做洗脱剂，硅胶过柱分离，得全氟烷基苝酰亚胺2a0.256g，产率：35.93％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.73(d,2H),8.64(s,6H),5.72(s,2H),3.35(s,2H),2.56(s,2H),2.35(s,2H),1.91(s,2H),1.28(d,16H),0.82(s,6H)；HRMS(MALDI-TOF):Calcd for C48H40F18N2O4,1050.2700,found:1050.8290(M-)。
实施例3：N，N'-二(2-全氟己基-1-己基乙基)苝酰亚胺的制备
25mL二口瓶加苝四甲酸酐1(0.77mmol，0.301g)，E2(1.49mmol，0.67g)，咪唑(73.45mmol，5g)，在无氧条件下145℃反应6.5h，冷却至120℃，加适量的乙醇，回流0.5h，加12mol/L HCl除去咪唑，用CH2Cl2和饱和食盐水萃取，无水硫酸镁干燥，抽滤，旋蒸，用CH2Cl2和石油醚做洗脱剂，硅胶过柱分离，得全氟烷基苝酰亚胺2b 0.278g，产率：29％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.73(s,2H),8.65(s,6H),5.73(s,2H),3.36(d,2H),2.55(s,2H),2.36(s,2H),1.94(s,2H),1.24(s,16H),0.83(s,6H)；HRMS(MALDI-TOF):Calcd for C52H40F26N2O4,1250.2570,found:1250.8600(M-)。
实施例4：N，N'-二(2-全氟丁基-1-丁基乙基)苝酰亚胺的制备
25mL二口瓶加苝四甲酸酐1(0.39mmol，0.281g)，E3(2.67mmol，0.852g)，咪唑(58.76mmol，4g)，在无氧条件下145℃反应2.5h，冷却至120℃，加适量的乙醇，回流0.5h，加12mol/L HCl除去咪唑，用CH2Cl2和饱和食盐水萃取，无水硫酸镁干燥，抽滤，旋蒸，用CH2Cl2和石油醚做洗脱剂，硅胶过柱分离，得全氟烷基苝酰亚胺2c 0.152g，产率：21.3％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.74(s,2H),8.65(s,6H),5.73(s,2H),3.36(d,2H),2.55(s,2H),2.39(s,2H),1.93(s,2H),1.24(s,8H),0.83(s,6H)；HRMS(MALDI-TOF):Calcd for C44H32F18N2O4,994.2070,found:994.7210(M-)。
实施例5：N，N'-二(2-全氟己基-1-丁基乙基)苝酰亚胺的制备
25mL二口瓶加苝四甲酸酐1(0.765mmol，0.300g)，E4(1.700mmol，0.700g)，咪唑(58.76mmol，4g)，在无氧条件下145℃反应4h，冷却至120℃，加适量的乙醇，回流0.5h，加12mol/L HCl除去咪唑，用CH2Cl2和饱和食盐水萃取，无水硫酸镁干燥，抽滤，旋蒸，用CH2Cl2和石油醚做洗脱剂，硅胶过柱分离，得全氟烷基苝酰亚胺2d 0.285g，产率：31.19％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.74(s,2H),8.65(s,6H),5.73(s,2H),3.36(d,,2H),2.55(s,2H),2.39(s,2H),1.93(s,2H),1.24(s,8H),0.83(s,6H)；HRMS(MALDI-TOF):Calcd for C48H32F26N2O4,1194.1950,found:1194.7520(M-)。
实施例6：N，N'-二(2-全氟丁基-1-己基乙基)-1，7-二溴-苝酰亚胺的制备
25mL二口瓶加苝二溴四甲酸酐二溴3(0.40mmol，0.218g)，E1(1.15mmol，0.399g)，咪唑(73.38mmol，5g)，在无氧条件下145℃反应4.5h，冷却至120℃，加适量的乙醇，回流0.5h，加12mol/L HCl除去咪唑，用CH2Cl2和饱和食盐水萃取，无水硫酸镁干燥，抽滤，旋蒸，用CH2Cl2和石油醚做洗脱剂，硅胶过柱分离，得全氟烷基苝酰亚胺4a 0.314g，产率：65.6％。HRMS(MALDI-TOF):Calcd for C48H38Br2F18N2O4,1206.0910,found:1208.6210(M-)。
实施例7：N，N'-二(2-全氟丁基-1-己基乙基)-1，7-二溴-苝酰亚胺的制备
25mL二口瓶加苝二溴四甲酸酐二溴3(0.49mmol，0.267g)，E1(1.32mmol，0.459g)，DMF(10mL)，在无氧条件下130℃反应3h，冷却室温，用CH2Cl2和饱和食盐水萃取，无水硫酸镁干燥，抽滤，旋蒸，用CH2Cl2和石油醚做洗脱剂，硅胶过柱分离，得全氟烷基苝酰亚胺4a0.207g，产率：23％。HRMS(MALDI-TOF):Calcd for C48H38Br2F18N2O4,1206.0910,found:1206.6210(M-)。
实施例8：N，N'-二(2-全氟丁基-1-己基乙基)-1，7-二溴-苝酰亚胺的制备
25mL二口瓶加苝四甲酸酐(0.545mmol，0.300g)，5(1.363mmol，0.473g)，喹啉(12mL)，在无氧条件下150℃反应4h，冷却室温，用CH2Cl2和饱和食盐水萃取，无水硫酸镁干燥，抽滤，旋蒸，用CH2Cl2和石油醚做洗脱剂，硅胶过柱分离，得纯全氟烷基苝酰亚胺0.245g，产率：52.35％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.52(d,2H),8.97(s,1H),8.90(s,1H),8.75(d,2H),5.70(m,2H),3.45–3.24(m,2H),2.52(d,2H),2.41–2.25(m,2H),1.90(s,2H),1.43–1.15(m,16H),0.83(s,6H)；HRMS(MALDI-TOF):Calcd for C48H38Br2F18N2O4,1206.0910,found:1208.6210(M-)；
实施例9：N，N'-二(2-全氟己基-1-己基乙基)-1,7-二溴-苝酰亚胺的制备
25mL二口瓶加苝二溴四甲酸酐(0.60mmol，0.328g)，E2(0.89mmol，0.399g)，咪唑(73.38mmol，5g)，在无氧条件下145℃反应6h，冷却至120℃，加适量的乙醇，回流0.5h，加12mol/L HCl除去咪唑，用CH2Cl2和饱和食盐水萃取，无水硫酸镁干燥，抽滤，旋蒸，用CH2Cl2和石油醚做洗脱剂，硅胶过柱分离，得全氟烷基苝酰亚胺4b 0.714g，产率：85％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.52(d,2H),8.97(s,1H),8.90(s,1H),8.75(d,2H),5.70(m,2H),3.45–3.24(m,2H),2.52(d,2H),2.41–2.25(m,2H),1.90(s,2H),1.43–1.15(m,16H),0.83(s,6H)；HRMS(MALDI-TOF):Calcd for C52H38Br2F26N2O4,1406.0780,found:1408.6520(M-)。
实施例10：N，N'-二(2-全氟丁基-1-丁基乙基)-1,7-二溴-苝酰亚胺的制备
25mL二口瓶加苝二溴四甲酸酐(0.47mmol，0.256g)，E3(1.29mmol，0.412g)，咪唑(73.38mmol，5g)，在无氧条件下145℃反应2h，冷却至120℃，加适量的乙醇，回流0.5h，加12mol/L HCl除去咪唑，用CH2Cl2和饱和食盐水萃取，无水硫酸镁干燥，抽滤，旋蒸，用CH2Cl2和石油醚做洗脱剂，硅胶过柱分离，得全氟烷基苝酰亚胺4c 0.41g，产率：76％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.51(d,2H),8.97(s,1H),8.92(s,1H),8.74(d,2H),5.72(m,2H),3.43–3.23(m,2H),2.53(d,2H),2.40–2.26(m,2H),1.92(s,2H),1.42–1.13(m,8H),0.82(s,6H)；HRMS(MALDI-TOF):Calcd for C44H30Br2F18N2O4,1150.0280,found:1152.5130(M-)。
实施例11：N，N'-二(2-全氟己基-1-丁基乙基)-1,7-二溴-苝酰亚胺的制备
25mL二口瓶加苝二溴四甲酸酐(0.59mmol，0.322g)，E4(1.19mmol，0.500g)，咪唑(73.38mmol，5g)，在无氧条件下145℃反应4h，冷却至120℃，加适量的乙醇，回流0.5h，加12mol/L HCl除去咪唑，用CH2Cl2和饱和食盐水萃取，无水硫酸镁干燥，抽滤，旋蒸，用CH2Cl2和石油醚做洗脱剂，硅胶过柱分离，得全氟烷基苝酰亚胺4d 0.633g，产率：80％。HRMS(MALDI-TOF):Calcd for C48H30Br2F26N2O4,1350.0160,found:1352.5440(M-)。

Claims (3)

1.一种全氟烷基修饰的苝酰亚胺，其特征在于，其结构通式为：
R的结构式为：
其中，X代表H和F、Br，m、n分别是烷基C原子的个数和全氟烷基C原子的个数，m是1、2、3、4、5、6，n是1、3、5、7。
2.权利要求1所述的全氟烷基修饰的苝酰亚胺的制备方法，其特征在于：该方法是以苝四甲酸酐和全氟烷基胺为原料，它们的摩尔比等于1:2～1:6，在有机溶剂中，在室温到所用溶剂的回流温度范围内，Ar或N2保护下，搅拌，反应1～12h,生成全氟烷基取代的苝酰亚胺。
3.根据权利要求2所述的全氟烷基修饰的苝酰亚胺的制备方法，其特征在于：所述的有机溶剂选自喹啉、醋酸、二甲基亚砜、环丁砜、N，N'-二甲基甲酰胺、咪唑、乙腈、四氢呋喃、N-甲基吡咯烷酮、1,4-二氧六环、乙二醇二甲醚、乙二醇单甲醚。
CN201611046655.8A 2016-11-23 2016-11-23 一种全氟烷基修饰的苝酰亚胺及其制备方法 Pending CN106588924A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611046655.8A CN106588924A (zh) 2016-11-23 2016-11-23 一种全氟烷基修饰的苝酰亚胺及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611046655.8A CN106588924A (zh) 2016-11-23 2016-11-23 一种全氟烷基修饰的苝酰亚胺及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106588924A true CN106588924A (zh) 2017-04-26

Family

ID=58593040

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611046655.8A Pending CN106588924A (zh) 2016-11-23 2016-11-23 一种全氟烷基修饰的苝酰亚胺及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106588924A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107474226A (zh) * 2017-08-01 2017-12-15 南昌大学 一类全氟烷基修饰的苝酰亚胺共轭聚合物及其合成方法
CN110256307A (zh) * 2019-06-27 2019-09-20 南京雷正医药科技有限公司 一种合成亚砜类化合物的方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1365120A (zh) * 2002-01-25 2002-08-21 浙江大学 含有氟代苝酰亚胺的单层有机光电导体及其制备方法
CN101864196A (zh) * 2009-04-15 2010-10-20 朗盛德国有限责任公司 用于lcd中的彩色滤光片的氟取代的二萘嵌苯

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1365120A (zh) * 2002-01-25 2002-08-21 浙江大学 含有氟代苝酰亚胺的单层有机光电导体及其制备方法
CN101864196A (zh) * 2009-04-15 2010-10-20 朗盛德国有限责任公司 用于lcd中的彩色滤光片的氟取代的二萘嵌苯

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YU-YI HSU ET AL.: "Dendrons with urea/malonamide linkages for gate insulators of n-channel organic thinfilm transistors", 《REACTIVE AND FUNCTIONAL POLYMERS》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107474226A (zh) * 2017-08-01 2017-12-15 南昌大学 一类全氟烷基修饰的苝酰亚胺共轭聚合物及其合成方法
CN110256307A (zh) * 2019-06-27 2019-09-20 南京雷正医药科技有限公司 一种合成亚砜类化合物的方法
CN110256307B (zh) * 2019-06-27 2021-01-29 南京雷正医药科技有限公司 一种合成亚砜类化合物的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2012142466A1 (en) Stannyl derivatives of naphthalene diimides and related compositions and methods
CN101967147B (zh) 均三氮杂蒄化合物及其合成方法和应用
CN108251128B (zh) 一种具有负介电各向异性的液晶化合物及其制备方法和应用
CN110734453A (zh) 一种胺类衍生物及其制备方法、有机发光二极管
CN102617466B (zh) 一类“上-下”不对称型叔丁基螺二芴化合物
CN108752249B (zh) 一种基于六芳基苯骨架的空间共轭有机分子及其制备与应用
CN106588924A (zh) 一种全氟烷基修饰的苝酰亚胺及其制备方法
JP2007019086A (ja) 有機半導体材料、それを用いた半導体装置及び電界効果トランジスタ
CN103159763A (zh) 一种新型的苝酰亚胺类光电功能材料及其合成方法
CN102344456B (zh) 一锅法制备硫杂环稠合的萘二酰亚胺衍生物的方法
JP2012169550A (ja) 有機半導体材料
CN103012176A (zh) 一种长链烷基四羧基阴离子表面活性剂的制备方法
CN108570067A (zh) 一种噻咯稠合苝酰亚胺类衍生物及其制备方法
CN103254044B (zh) 2,7-二溴-9,10取代-菲衍生物
CN107868089B (zh) 一种5,12-二氢-5-苯基吲哚并[3,2-a]咔唑的合成方法
CN107474059A (zh) 十二烷氧基苯基卟啉苯甲酰胺己基‑苝二酰亚胺‑癸氧基己氧基苯并菲三元化合物
CN110577544A (zh) 一种六氮杂苯并菲衍生物及其合成方法
KR101000784B1 (ko) 덴드론구조가 치환된 폴리아센계 유기 화합물 및 이를이용한 유기박막트랜지스터
CN106588923A (zh) 全氟烷基修饰、可溶液加工的萘酰亚胺及其制备方法
CN112409325A (zh) 双苯并菲并噻吩盘状液晶化合物的合成与发光性
CN107129809A (zh) 苯并菲苄氧基炔苯炔苯桥连苝单亚胺二己酯的合成方法
CN111253366A (zh) 苯基苯并噻吩类棒状液晶化合物及其制备方法
CN102285935A (zh) 2,2’-(1,3-亚苯基)二{5-[4-(1,1-二甲基乙基)苯基]}-1,3,4-噁二唑的合成方法
CN106966979A (zh) 苯并菲苄氧基炔联苯炔苯桥连苝单亚胺二己酯的合成方法
CN107082762A (zh) 苯并菲苯甲酰氧基炔苯炔苯桥连苝单亚胺二己酯的合成方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20170426

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication