9,9-二甲基芴是一种重要的化合物,其合成与应用在光电材料领域具有广泛的研究价值。本文旨在探讨9,9-二甲基芴的有效合成方法以及其在化学反应中的具体应用。
背景:9,9-二甲基芴是一种重要的医药中间体,亦是合成光电材料的重要中间体。
有机电致发光材料由于其具有广泛的材料选择范围、低能耗、高效率和发光亮度、超薄、全固态、快速响应、主动发光以及可实现大面积柔性显示等特点,已成为新一代平板显示技术的核心部件,也是有机电子化学和光电信息领域的研究热点之一。在各种有机电致发光材料中,芴具有较高的光热稳定性,在固态状态时,芴的绝对光致发光量子效率可高达60%~80%,其带隙能大于2.90eV,因此成为一种常见的蓝光材料。
1. 合成:
(1)方法一:
250mL三口瓶,配置冷凝管、机械搅拌、温控加热器,加入芴10.0g,氢氧化钾12g及二甲基亚砜 50mL,反应混合物缓慢升温至38℃,开始滴加碘甲烷(20.0g),10h滴完,再反应3h。降至室温,将反应液和150mL水混合析出固体,过滤,再用乙醇结晶得到白色晶体9,9-二甲基芴9.8g,收率为84%。
(2)方法二:
向带有搅拌装置,恒压漏斗及温度计的500 mL三口瓶中加入49.8 g的芴,然后再加入300 mL的THF,在冰水冷浴条件下搅拌加入73.9 g的叔丁醇钾,在搅拌了一个小时后,通过恒压漏斗慢慢滴加90.9 g CH3I,滴加结束后,用HPLC对反应进行在线跟踪检测,完全反后应,将反应液倒入800 mL的蒸馏水中搅拌,有橙黄色固体析出,抽滤,水洗抽干后,用50 ml乙醇进行重 结晶,得到白色固体45.4 g,含量99%,收率78%。熔点:94-96℃。
2. 应用:合成有机电致发光材料芴衍生物
芴衍生物在发光材料领域的应用主要涵盖小分子发光材料、聚合物发光材料和掺杂材料等方面,其应用领域逐渐扩展。因此,对于芴系列衍生物的合成进行探索研究具有重要意义。一些芴衍生物的具体制备步骤如下:
(1)9,9-二甲基-2-硝基芴的合成
250mL三口瓶,配置冷凝管、机械搅拌、温控加热器,加入9,9-二甲基芴10g(0.51mol),浓硝酸 5ml,醋酸35ml,浓硫酸2ml;将反应混合物缓慢升温至55℃,保持55℃0.5h。反应开始,迅速升温至 90℃缓慢降至室温,过滤,得到黄色固体,再用乙醇结晶得到淡黄色粉末9,9-二甲基-2-硝基芴 10.2g,收率为83%。
(2) 9,9-二甲基-2-氨基芴的合成
250mL三口瓶,配置冷凝管、机械搅拌、温控加热器,加入9,9-二甲基-2-硝基芴10g(0.42mol),三氯化铁1g,活性炭0.75g,乙醇100g,缓慢加热至回流,在回流状态下滴加15mL水合肼,3h内滴完。反应完成后热过滤,滤液冷却至室温,过滤得到白 色晶体,白色晶体即为9,9-二甲基-2-氨基芴,共计8g,收率为91%。
(3)N-(4-联苯基)-9,9-二甲基-2-氨基芴的合成
500mL三口瓶,配置冷凝管、机械搅拌、温控加热器,加入5.5g的4-溴联苯、5g的9,9-二甲基-2-氨基芴、1g醋酸钯、2.5g1,1'-联萘-2,2'-双二苯膦和10g叔丁醇钠,加入75mL甲苯搅拌混合,氮气置换并保护。加热至90℃,并保持24h,然后降至 25℃,旋转蒸发除去大部分溶剂,析出固体,将固体 产物溶入150ml苯和乙醇的混合溶剂中,苯和乙醇按体积比为1∶3,加热至微沸,热过滤,冷却至 20℃,析出固体,然后进行柱色谱分离。其中色谱柱直径为5cm,长度为1m,填充物为250目的硅胶,洗脱剂为石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂,石油醚:乙酸乙酯(体积比)为10∶1,洗脱剂的用量为400ml, 控制洗出速率1滴/秒,即得9,9-二甲基-2-(N- 联苯基)-氨基芴7.81g。收率为90.7%,熔点138.8~139.3℃。
参考文献:
[1]张健. 2-氨基-9,9-二甲基芴的合成与表征 [J]. 江西化工, 2014, (03): 140-142. DOI:10.14127/j.cnki.jiangxihuagong.2014.03.134
[2]崔阳林, 9,9-二甲基芴及衍生物BADMF的研发. 山东省, 烟台九目化学制品有限公司, 2013-04-13.
[3]徐虹,张惠,李猛等. 9,9-二甲基芴-2-硼酸的合成研究 [J]. 化学工程师, 2013, 27 (02): 12-14. DOI:10.16247/j.cnki.23-1171/tq.2013.02.007
[4]徐虹,吕宏飞,李猛. 有机电致发光材料芴衍生物的合成 [J]. 化学与黏合, 2012, 34 (06): 39-41+44.