α-四(4-羧基苯氧基)酞菁及其製備方法和在分子自組裝領域的應用的製作方法
2023-05-21 14:27:16
專利名稱：α-四(4-羧基苯氧基)酞菁及其製備方法和在分子自組裝領域的應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及酞菁羧酸衍生物及其製備方法和應用。
背景技術：
酞菁類化合物具有良好的光化學、光物理和電子學特性，是一種具有多種用途的有機化合物，可用於構造功能化的納米結構，應用於新型分子器件。構造和調控分子功能納米結構是實現納米器件的第一步，也是構造分子器件的核心，用物理和化學的方法修飾酞菁環，調整其性能，可以得到可滿足各種不同需要的功能材料。現有的β-四(4-羧基苯氧基)酞菁在石墨表面自組裝時形成單層組裝結構，僅是同層的分子間存在η鍵，共軛性低， 成膜性差，在自組裝時溶解性差。
發明內容
本發明是要解決現有的β-四(4-羧基苯氧基)酞菁在石墨表面自組裝時共軛性低的技術問題，而提供α-四(4-羧基苯氧基)酞菁及其製備方法和在分子自組裝領域的應用。本發明的α -四羧基苯氧基)酞菁的結構式如下
權利要求
1. α-四(4-羧基苯氧基)酞菁，其特徵在於α-四(4-羧基苯氧基)酞菁的結構式為
2.如權利要求1所述α-四(4-羧基苯氧基)酞菁的製備方法，其特徵在於α-四 (4-羧基苯氧基)酞菁的製備方法按以下步驟進行一、按3- -甲酯基苯氧基)鄰苯二甲腈與1，8_ 二氮雜二環[5，4，0]十一碳烯-7的摩爾比為1 1 2,3- -甲酯基苯氧基) 鄰苯二甲腈與正戊醇的摩爾比為1 40 50稱取3- -甲酯基苯氧基)鄰苯二甲腈、1， 8-二氮雜二環[5，4，0]十一碳烯-7與正戊醇加入到具有回流裝置的反應器中，在氮氣保護下攪拌並加熱至回流，保持回流24h 36h ；二、減壓蒸餾去除正戊醇，冷卻至常溫後，加入甲醇，攪拌均勻，靜置12h Mh，然後過濾，得到的固相物甲醇洗滌，得到α-四甲酯基苯氧基)酞菁粗產品；三、將步驟二得到的α -四甲酯基苯氧基)酞菁粗產品提純，得至IJ α -四甲酯基苯氧基)酞菁純品；四、按水與甲醇的體積比為1 2 2. 5的比例分別稱取水和甲醇，先向稱取的水中加入氫氧化鈉使溶液達到飽和，再將稱取的甲醇加入，混合均勻，得到氫氧化鈉甲醇水溶液；五、按α -四甲酯基苯氧基)酞菁與氫氧化鈉甲醇水溶液中的氫氧化鈉的摩爾比為1 4 6、α-四甲酯基苯氧基)酞菁與鹽酸的摩爾比為1 4 6、α-四甲酯基苯氧基)酞菁與四氫呋喃的摩爾比為1 40 50稱取步驟三得到的α-四甲酯基苯氧基)酞菁純品、步驟四得到的氫氧化鈉甲醇水溶液、濃度為4mol/L的稀鹽酸和四氫呋喃；六、將步驟五稱取的α -四甲酯基苯氧基)酞菁純品和四氫呋喃加入到反應器中，待α-四甲酯基苯氧基)酞菁純品溶解後，再加入步驟五稱取的氫氧化鈉甲醇水溶液，升溫至50°C 60°C保持18h 36h ；七、減壓蒸餾去除甲醇和四氫呋喃，然後向反應器中加入蒸餾水，其中蒸餾水的體積為反應器內液體體積的1 2 倍，再將步驟五稱取的稀鹽酸加入到反應器中，析出沉澱，得到混合物；八、將步驟七得到的混合物抽濾，將得到的濾餅放在真空乾燥箱中，在真空度為0. 085MPa 0. 095MPa、溫度為 40°C 50°C的條件下乾燥4h 乩，得到α -四(4-羧基苯氧基)酞菁。
3.根據權利要求2所述的α-四(4-羧基苯氧基)酞菁的製備方法，其特徵在於步驟一中3- -甲酯基苯氧基)鄰苯二甲腈與1，8_ 二氮雜二環[5，4，0]十一碳烯-7的摩爾比為1 1. 1 1.8,3- -甲酯基苯氧基)鄰苯二甲腈與正戊醇的摩爾比為1 41 49。
4.根據權利要求2或3所述的α-四(4-羧基苯氧基)酞菁的製備方法，其特徵在於步驟一中保持回流時間為^h 34h。
5.根據權利要求2或3所述的α-四(4-羧基苯氧基)酞菁的製備方法，其特徵在於步驟二中靜置時間為14h 22h。
6.根據權利要求2或3所述的α-四(4-羧基苯氧基)酞菁的製備方法，其特徵在於步驟三中α -四甲酯基苯氧基)酞菁粗產品的提純是按以下步驟進行的a、將α -四 (4-甲酯基苯氧基)酞菁粗產品放在真空乾燥箱中，在真空度為0. 085MPa 0. 095MPa、溫度為45°C 55°C的條件下真空乾燥4h 他；b、將三氯甲烷與石油醚的體積比為1 3的混合液與200 300目的矽膠混合做為分離介質加入到層析柱中，α -四甲酯基苯氧基)酞菁粗產品用四氫呋喃溶解，加入到層析柱中，用三氯甲烷做為淋洗劑進行柱層析分離，將洗下的第一帶液體收集，得到收集液，再將收集液中的四氫呋喃和三氯甲烷除去後， 在真空度為0. 085MPa 0. 095MPa、溫度為45°C 55°C的條件下真空乾燥4h Mi乾燥， 得到固體；C、將步驟b中得到的固體用三氯甲烷和乙醇體積為1 15的混合溶液重結晶， 過濾後的固相物在真空度為0. 085MPa 0. 095MPa、溫度為40°C 50°C的條件下真空乾燥 4h 他，得到α -四甲酯基苯氧基)酞菁純品。
7.根據權利要求2或3所述的α-四(4-羧基苯氧基)酞菁的製備方法，其特徵在於步驟四中水與甲醇的體積比為1 2. 1 2. 4。
8.根據權利要求2或3所述的α-四(4-羧基苯氧基)酞菁的製備方法，其特徵在於步驟五中α-四(4-甲酯基苯氧基)酞菁與氫氧化鈉甲醇水溶液中的氫氧化鈉的摩爾比為 1 4. 2 5. 8、α -四(4-甲酯基苯氧基)酞菁與鹽酸的摩爾比為1 4. 2 5. 8、α -四甲酯基苯氧基)酞菁與四氫呋喃的摩爾比為1 42 48。
9.根據權利要求2或3所述的α-四(4-羧基苯氧基)酞菁的製備方法，其特徵在於步驟六中升溫至52°C 58°C保持20h !Mh。
10.如權利要求1所述的α-四(4-羧基苯氧基)酞菁在分子自組裝領域的應用，其特徵在於α-四(4-羧基苯氧基)酞菁用於分子自組裝。
全文摘要
α-四(4-羧基苯氧基)酞菁及其製備方法和在分子自組裝領域的應用，它涉及酞菁羧酸衍生物及其製備方法和應用。本發明解決了現有的β-四(4-羧基苯氧基)酞菁自組裝時共軛性低的技術問題。α-四(4-羧基苯氧基)酞菁的結構式如圖所示。方法將3-(4-甲酯基苯氧基)鄰苯二甲腈、1，8-二氮雜二環[5，4，0]十一碳烯-7和正戊醇加熱回流反應，得到α-四(4-甲酯基苯氧基)酞菁粗產品，提純後，溶於四氫呋喃中，先與氫氧化鈉甲醇水溶液反應，再與稀鹽酸反應，析出的沉澱經抽濾、乾燥後得到α-四(4-羧基苯氧基)酞菁。該產品用於分子自組裝。自組裝後在酞菁環內及層間存在π共軛鍵。可用於有機場效應電晶體領域。
文檔編號C07D487/22GK102276614SQ201110164249
公開日2011年12月14日 申請日期2011年6月17日 優先權日2011年6月17日
發明者趙伊博 申請人:趙伊博