(西安瑞聯(lián)新材料股份有限公司 陜西 710077)
隨著OLED顯示市場迅猛增長期的到來,近年來芴類有機小分子材料憑借著其易于修飾、溶解性能優(yōu)異、成膜性能良好[1-5]以及其易于等光學(xué)性能和熱穩(wěn)定性能良好、熒光效率高的噻吩、咔唑經(jīng)Suzuki反應(yīng)偶聯(lián)形成大的共軛體系[6-11]。
本文對9,9-二辛基-2,7-二溴代芴的合成進(jìn)行了研究,以2,7-二溴代芴、溴辛烷為原料,經(jīng)一步合成得到目標(biāo)產(chǎn)物(圖1)。
圖1 2,7-二溴代芴的合成
GC-2030型氣相色譜儀(SHIMADZU)、LC-40ATVP型高效液相色譜儀(日本島津)、GCMS-2020NX型氣相質(zhì)譜聯(lián)用儀(SHIMADZU)、LCMS 2695/SQD2型液相-質(zhì)譜聯(lián)用儀(Waters)。
2,7-二溴代芴,濮陽惠成新材料有限公司,工業(yè);溴辛烷,武漢柔博醫(yī)藥化工有限公司,工業(yè);氫氧化鉀,青海鹽晶鎂業(yè)有限公司,工業(yè);氫氧化鈉,金泰氯堿,工業(yè);碳酸鉀,文通集團(tuán),工業(yè);DMSO,濟(jì)南啟航化工科技有限公司,工業(yè);二氯乙烷,日本三菱,工業(yè);丙酮,中石化上海高橋石油化工有限公司,工業(yè);乙醇,安特酒廠,工業(yè)。
在氬氣保護(hù)下,向裝有機械攪拌的1000ml三口燒瓶中加入二甲基亞砜600ml,攪拌下升溫至65℃~70℃,保溫排氧2h,自然降溫至25℃~35℃,加入2,7-二溴代芴40.0g(1234mmol),溴辛烷54.83g(2839mmol),TBAB 2.49g(77mmol)。在25℃~35℃下,開始向體系中滴加50%的氫氧化鉀溶液,滴加過程保持體系溫度25℃~40℃,滴加完畢,在該溫度下繼續(xù)保溫反應(yīng)8h后,停止反應(yīng),反應(yīng)液經(jīng)二氯乙烷提取后,再經(jīng)水洗、無水硫酸鎂干燥,過濾,濃縮后丙酮重結(jié)晶得精品。
表1 不同堿對轉(zhuǎn)化率及收率的影響
在合成目標(biāo)化合物的反應(yīng)中,堿對反應(yīng)的影響較大。氫氧化鉀做堿轉(zhuǎn)化率可達(dá)到96%。
表2 氫氧化鉀量對轉(zhuǎn)化率及收率的影響
在合成目標(biāo)化合物的反應(yīng)中,堿的量對反應(yīng)的影響較大。氫氧化鉀3.14eq轉(zhuǎn)化率及收率最高。氫氧化鉀用量3.14eq最佳。
表3 不同氣氛對轉(zhuǎn)化率及收率的影響
備注:用堿均為氫氧化鉀3.14eq,通氣速率200mL/min
在合成目標(biāo)化合物的反應(yīng)中,反應(yīng)體系通入不同氣體對反應(yīng)轉(zhuǎn)化率影響較大。當(dāng)反應(yīng)體系持續(xù)通入空氣時原料大量轉(zhuǎn)化為雜質(zhì)A(2,7-二溴代芴酮)。
表4 2,7-二溴芴酮生成研究
初步認(rèn)為認(rèn)為其反應(yīng)機理應(yīng)該為2,7-二溴代芴在強堿作用下芴9-上的氫被拔去,失去一分子水,形成了2,7-二溴代芴陰離子,該陰離子在氧氣的作用下形成了過氧負(fù)離子,由于體系大量存在氫氧根負(fù)離子,該過氧負(fù)離子很快與氫氧根作用形成六圓環(huán)過渡態(tài),六圓環(huán)過渡態(tài)失去兩分子水氫氧根形成雜質(zhì)2,7-二溴代芴酮(圖2)。
圖2 雜質(zhì)2,7-二溴代芴酮生成機理
表5 攪拌速率對中間態(tài)、轉(zhuǎn)化率的影響
在合成目標(biāo)化合物的反應(yīng)中,反應(yīng)體系非均相,體系攪拌的速率對目標(biāo)化合物的轉(zhuǎn)化率影響較大。體系攪拌速率過低瓶底析出紅色黏稠狀物質(zhì)(紅色粘稠狀物質(zhì)含有大量的堿),導(dǎo)致反應(yīng)速率變慢。
本文通過對以2,7-二溴代芴、溴辛烷為原料合成9,9-二辛基-2,7-二溴代芴進(jìn)行研究,確定了該反應(yīng)用氫氧化鉀做堿,3.14eq,反應(yīng)過程氬氣保護(hù),攪拌轉(zhuǎn)速250r/min為合成9,9-二辛基-2,7-二溴代芴的最佳條件。