本发明涉及有机化学合成领域,涉及一种芴类衍生物的合成方法,尤其是指芳香胺取代1-溴-9,9-螺二芴衍生物及其制备方法。
背景技术:
1、螺芴类衍生物是以sp3杂化的碳原子为中心,具有正交螺旋构型的分子砌块,是一类特殊的分子结构,具有能构建蓝光材料的优势。螺芴基团作为主体材料分子中心结构可增加分子的刚性,提高材料热稳定性和化学稳定性,保证分子在真空蒸镀过程中不易因聚集降低器件效率。同时对苯胺基团侧链进行基团修饰,使得目标化合物具有高度扭曲的空间立体结构,减弱分子间的振动,使得激子跃迁不易因振动而以热能形式释放,提高了激子跃迁比例。同时使得材料具有较好的电荷传输能力,有助于电子和空穴的复合,增大载流子复合区域,有效降低单位体积内激子的浓度,降低激子猝灭比例,提高器件效率。
2、现有技术传统工艺中合成芳香胺取代1-溴-9,9-螺二芴衍生物通常两步法合成,先合成苯胺类中间体,经过纯化后继续与卤代螺二芴经过碳氮偶联反应生成芳香胺取代螺二芴主体结构,反应过程中经历两步,增加了工业化生产操作步骤,整体反应收率低。
3、1-溴-9,9-螺二芴为原料在suzuki-miyaura反应过程中,通过一步法反应实现碳氮偶联存在较大空间位阻,不容易实现,且过程中需要对反应底物进行不断筛选,无法实现高收率,工业化生产应用存在阻碍。因此,开发一步法合成芳香胺取代1-溴-9,9-螺二芴主体结构,实现高收率,易于工业化生产实施的新工艺是非常必要的。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题,本发明提供了芳香胺取代1-溴-9,9-螺二芴衍生物及其制备方法。
2、为实现上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
3、芳香胺取代1-溴-9,9-螺二芴衍生物,其结构通式如式(ⅰ)所示:
4、
5、其中,ar为中的任意一种;
6、r1为无取代或者为中的任意一种。
7、上述香胺取代螺二芴衍生物为以下结构化合物:
8、
9、上述芳香胺取代1-溴-9,9-螺二芴衍生物的合成路线如下:
10、
11、其中,ar为中的任意一种;
12、r1为无取代或者为
13、中的任意一种。
14、芳香胺取代1-溴-9,9-螺二芴衍生物的制备方法,步骤如下:
15、以1-溴-9,9’-螺二芴、芳环硼酸衍生物为起始原料,t-bubrettphos pd g3为催化剂,碳酸钠为碱,分别加入对甲苯磺酰胺和二苯基膦,以二甲基亚砜(dmso)为溶剂反应,反应结束后,水淬灭反应,经萃取,减压浓缩,重结晶,得到目标化合物。
16、上述反应中芳环硼酸衍生物为为其中,ar为中的任意一种;r1为无取代或者为
17、中的任意一种。
18、上述反应中1-溴-9,9-螺二芴与对甲苯磺酰胺摩尔比为1:(1.5-2.0)。
19、上述反应中1-溴-9,9-螺二芴与芳环硼酸衍生物摩尔比为1:(1.2-1.5)。
20、上述反应中1-溴-9,9-螺二芴与二苯基膦摩尔比为1:(1.5-2.0)。
21、上述反应中1-溴-9,9-螺二芴与碳酸钠摩尔比为1:(2.0-3.0)。
22、上述反应中1-溴-9,9-螺二芴与催化剂t-bubrettphos pd g3摩尔比为1:(0.02-0.03)。
23、上述反应中1-溴-9,9’-螺二芴的浓度为0.125-0.3mol/l。
24、上述反应的温度为80-120℃,优选为80-100℃,时间为6-18h,优选为10-12h。
25、本发明的有益效果是:
26、(1)本发明提出了芳香胺取代1-溴-9,9-螺二芴衍生物的制备方法,采用1-溴-9,9-螺二芴为起始原料,经一步法反应和芳香胺衍生物合成芳香胺取代的螺二芴衍生物。具体地,通过使用简单易得的胺化试剂对甲基苯磺酰胺作为桥接基团,得到对甲基苯磺酰基取代的胺中间体结构,然后利用二苯基膦(ph2ph)产生的膦自由基促进n-s键断裂,实现高效脱除胺类磺酰保护基,加速了反应进程。以1-溴-9,9-螺二芴和芳环硼酸衍生物为原料在有机膦催化剂的作用下将suzuki-miyaura偶联反应和buchwald-hartwig偶联反应结合,高效构建了一系列1-位芳香胺修饰的螺二芴类化合物。
27、(2)本发明提出的制备方法避免了传统工艺中合成芳香胺中间体这一工艺,缩减了操作步骤,同时在催化剂作用下使用对甲基苯磺酰胺作为桥接基团促进碳氮偶联的进程,提高了工业化生产效率。该类化合物可作为一种蓝光有机光电材料合成原料,可广泛应用与oled有机光电材料中。
1.芳香胺取代1-溴-9,9-螺二芴衍生物,其特征在于,其结构通式如式(ⅰ)所示:
2.根据权利要求1所述的芳香胺取代1-溴-9,9-螺二芴衍生物,其特征在于,所述芳香胺取代1-溴-9,9-螺二芴衍生物为下述结构化合物中的任意一种:
3.权利要求1或2所述的芳香胺取代1-溴-9,9-螺二芴衍生物的制备方法,其特征在于,步骤如下:
4.根据权利要求3所述的芳香胺取代1-溴-9,9-螺二芴衍生物的制备方法,其特征在于,所述1-溴-9,9’-螺二芴与芳环硼酸衍生物、对甲苯磺酰胺、二苯基膦的摩尔比为1:(1.2-1.5):(1.5-2.0):(1.5-2.0)。
5.根据权利要求4所述的芳香胺取代1-溴-9,9-螺二芴衍生物的制备方法,其特征在于,所述芳环硼酸衍生物为其中,ar为中的任意一种;r1为无取代或者为中的任意一种。
6.根据权利要求3所述的芳香胺取代1-溴-9,9-螺二芴衍生物的制备方法,其特征在于,所述1-溴-9,9’-螺二芴与碳酸钠摩尔比为1:(2.0-3.0)。
7.根据权利要求3所述的芳香胺取代1-溴-9,9-螺二芴衍生物的制备方法,其特征在于,所述1-溴-9,9’-螺二芴与t-bubrettphos pd g3的摩尔比为1:(0.02-0.03)。
8.根据权利要求4所述的芳香胺取代1-溴-9,9-螺二芴衍生物的制备方法,其特征在于,所述1-溴-9,9’-螺二芴的浓度为0.125-0.3mol/l。
9.根据权利要求8所述的芳香胺取代1-溴-9,9-螺二芴衍生物的制备方法,其特征在于,所述反应的温度为80-120℃,时间为6-18h。
10.根据权利要求8所述的芳香胺取代1-溴-9,9-螺二芴衍生物的制备方法,其特征在于,所述反应的温度为80-100℃,时间为10-12h。
