專利名稱：α-四(4-羧基苯氧基)酞菁及其制備方法和在分子自組裝領(lǐng)域的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及酞菁羧酸衍生物及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
酞菁類化合物具有良好的光化學(xué)、光物理和電子學(xué)特性，是一種具有多種用途的有機(jī)化合物，可用于構(gòu)造功能化的納米結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于新型分子器件。構(gòu)造和調(diào)控分子功能納米結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)納米器件的第一步，也是構(gòu)造分子器件的核心，用物理和化學(xué)的方法修飾酞菁環(huán)，調(diào)整其性能，可以得到可滿足各種不同需要的功能材料?，F(xiàn)有的β-四(4-羧基苯氧基)酞菁在石墨表面自組裝時(shí)形成單層組裝結(jié)構(gòu)，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(shí)溶解性差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是要解決現(xiàn)有的β-四(4-羧基苯氧基)酞菁在石墨表面自組裝時(shí)共軛性低的技術(shù)問(wèn)題，而提供α-四(4-羧基苯氧基)酞菁及其制備方法和在分子自組裝領(lǐng)域的應(yīng)用。本發(fā)明的α -四羧基苯氧基)酞菁的結(jié)構(gòu)式如下
權(quán)利要求
1. α-四(4-羧基苯氧基)酞菁，其特征在于α-四(4-羧基苯氧基)酞菁的結(jié)構(gòu)式為
2.如權(quán)利要求1所述α-四(4-羧基苯氧基)酞菁的制備方法，其特征在于α-四 (4-羧基苯氧基)酞菁的制備方法按以下步驟進(jìn)行一、按3- -甲酯基苯氧基)鄰苯二甲腈與1，8_ 二氮雜二環(huán)[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(huán)[5，4，0]十一碳烯-7與正戊醇加入到具有回流裝置的反應(yīng)器中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌并加熱至回流，保持回流24h 36h ；二、減壓蒸餾去除正戊醇，冷卻至常溫后，加入甲醇，攪拌均勻，靜置12h Mh，然后過(guò)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(chǎn)品；三、將步驟二得到的α -四甲酯基苯氧基)酞菁粗產(chǎn)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(dá)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(yīng)器中，待α-四甲酯基苯氧基)酞菁純品溶解后，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，然后向反應(yīng)器中加入蒸餾水，其中蒸餾水的體積為反應(yīng)器內(nèi)液體體積的1 2 倍，再將步驟五稱取的稀鹽酸加入到反應(yīng)器中，析出沉淀，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干燥箱中，在真空度為0. 085MPa 0. 095MPa、溫度為 40°C 50°C的條件下干燥4h 乩，得到α -四(4-羧基苯氧基)酞菁。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的α-四(4-羧基苯氧基)酞菁的制備方法，其特征在于步驟一中3- -甲酯基苯氧基)鄰苯二甲腈與1，8_ 二氮雜二環(huán)[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(jù)權(quán)利要求2或3所述的α-四(4-羧基苯氧基)酞菁的制備方法，其特征在于步驟一中保持回流時(shí)間為^h 34h。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的α-四(4-羧基苯氧基)酞菁的制備方法，其特征在于步驟二中靜置時(shí)間為14h 22h。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的α-四(4-羧基苯氧基)酞菁的制備方法，其特征在于步驟三中α -四甲酯基苯氧基)酞菁粗產(chǎn)品的提純是按以下步驟進(jìn)行的a、將α -四 (4-甲酯基苯氧基)酞菁粗產(chǎn)品放在真空干燥箱中，在真空度為0. 085MPa 0. 095MPa、溫度為45°C 55°C的條件下真空干燥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目的硅膠混合做為分離介質(zhì)加入到層析柱中，α -四甲酯基苯氧基)酞菁粗產(chǎn)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(jìn)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后， 在真空度為0. 085MPa 0. 095MPa、溫度為45°C 55°C的條件下真空干燥4h Mi干燥， 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(jié)晶， 過(guò)濾后的固相物在真空度為0. 085MPa 0. 095MPa、溫度為40°C 50°C的條件下真空干燥 4h 他，得到α -四甲酯基苯氧基)酞菁純品。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的α-四(4-羧基苯氧基)酞菁的制備方法，其特征在于步驟四中水與甲醇的體積比為1 2. 1 2. 4。
8.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的α-四(4-羧基苯氧基)酞菁的制備方法，其特征在于步驟五中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(jù)權(quán)利要求2或3所述的α-四(4-羧基苯氧基)酞菁的制備方法，其特征在于步驟六中升溫至52°C 58°C保持20h !Mh。
10.如權(quán)利要求1所述的α-四(4-羧基苯氧基)酞菁在分子自組裝領(lǐng)域的應(yīng)用，其特征在于α-四(4-羧基苯氧基)酞菁用于分子自組裝。
全文摘要
α-四(4-羧基苯氧基)酞菁及其制備方法和在分子自組裝領(lǐng)域的應(yīng)用，它涉及酞菁羧酸衍生物及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的β-四(4-羧基苯氧基)酞菁自組裝時(shí)共軛性低的技術(shù)問(wèn)題。α-四(4-羧基苯氧基)酞菁的結(jié)構(gòu)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(huán)[5，4，0]十一碳烯-7和正戊醇加熱回流反應(yīng)，得到α-四(4-甲酯基苯氧基)酞菁粗產(chǎn)品，提純后，溶于四氫呋喃中，先與氫氧化鈉甲醇水溶液反應(yīng)，再與稀鹽酸反應(yīng)，析出的沉淀經(jīng)抽濾、干燥后得到α-四(4-羧基苯氧基)酞菁。該產(chǎn)品用于分子自組裝。自組裝后在酞菁環(huán)內(nèi)及層間存在π共軛鍵?？捎糜谟袡C(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C07D487/22GK102276614SQ201110164249
公開(kāi)日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月17日
發(fā)明者趙伊博 申請(qǐng)人:趙伊博