一種多功能基噠嗪酮類化合物，其作為橙色有機(jī)發(fā)光材料的應(yīng)用及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明涉及有機(jī)發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多功能基噠嗪酮類化合物，其 作為橙色有機(jī)發(fā)光材料的應(yīng)用及其制備方法。
【背景技術(shù)】：
[0002] 有機(jī)發(fā)光材料廣泛應(yīng)用于發(fā)光器件、光伏電池、熒光傳感器等多個(gè)領(lǐng)域，其最為突 出的特點(diǎn)就是能夠?qū)⑺盏母鞣N形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)楣廨椛洹ｋS著現(xiàn)代科技的快速發(fā)展， 有機(jī)發(fā)光材料的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，迫切需要開(kāi)發(fā)高效、價(jià)廉、波長(zhǎng)可調(diào)、性能優(yōu)異的有機(jī) 發(fā)光材料，以滿足當(dāng)前光電技術(shù)領(lǐng)域的需求。
[0003] 上轉(zhuǎn)換熒光材料因具有發(fā)光性質(zhì)穩(wěn)定、生物毒性低、熒光信噪比高等優(yōu)勢(shì)，在光纖 通訊技術(shù)、纖維放大器、三維立體顯示、生物分子熒光標(biāo)識(shí)、紅外輻射探測(cè)及太陽(yáng)能電池等 領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，尤其在疾病診斷、生物細(xì)胞成像和防偽技術(shù)等方面具有更為重 要的現(xiàn)實(shí)意義。
[0004] 盡管目前人們?cè)谏鲜鲱I(lǐng)域進(jìn)行了大量研究，并取得了較大進(jìn)展，但是仍存在發(fā)光 材料的種類較少、合成復(fù)雜且成本高、效率較低、易發(fā)生熒光猝滅、化學(xué)穩(wěn)定性和熒光穩(wěn)定 性差、背景熒光干擾嚴(yán)重以及生物毒性高等諸多問(wèn)題，無(wú)法滿足當(dāng)前各領(lǐng)域發(fā)展的需求，同 時(shí)也制約了一些新技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。因此，研究開(kāi)發(fā)性能優(yōu)異的有機(jī)發(fā)光材料是當(dāng)前光 電材料和生物醫(yī)學(xué)分析領(lǐng)域研究的一個(gè)極為重要的課題，并具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0005] 丁二烯類化合物是一類重要的空穴傳輸材料，具有空穴迀移率高，成膜性好等特 點(diǎn)，在有機(jī)光導(dǎo)體中有著廣泛的應(yīng)用。但現(xiàn)有技術(shù)中，這類化合物的合成路線復(fù)雜，條件要 求嚴(yán)格，成本較高，實(shí)用性差，較難于工業(yè)化推廣生產(chǎn)，限制了其有效應(yīng)用。
[0006] 喹喔啉類化合物具有良好的生理和光學(xué)活性，已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、電致發(fā) 光器件、光伏電池、熒光探針等領(lǐng)域。噠嗪酮衍生物是一類具有多種生物活性的有機(jī)雜環(huán)化 合物，其應(yīng)用范圍涉及殺蟲、除草、止痛消炎、抗腫瘤、抗血小板聚集、抗高血壓等諸多領(lǐng)域。 特別是，這類含噠嗪酮化合物的農(nóng)藥往往具有高活性、環(huán)境友好、易于降解等優(yōu)點(diǎn)。目前，許 多噠嗪酮類農(nóng)藥和藥物已經(jīng)商品化。
[0007] 盡管喹喔啉和噠嗪酮衍生物得到了研究人員的極大重視，并開(kāi)展了廣泛的研 究。但是，現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)噠嗪酮衍生物的研究往往僅限于醫(yī)藥和農(nóng)藥領(lǐng)域，而作為光 學(xué)材料開(kāi)展制備與應(yīng)用的研究極少。最近，我們研究組在專利ZL201310219255. 2和 ZL201310219329. 2中公開(kāi)了 7個(gè)喹喔啉噠嗪酮類化合物的合成方法及在發(fā)光材料方面的 應(yīng)用，其中包括5個(gè)二芳乙烯基喹喔啉噠嗪酮類化合物，這些化合物能夠發(fā)射出藍(lán)-綠-黃 色熒光。然而，這些研究工作十分有限，所開(kāi)發(fā)的化合物數(shù)量較少，并且均未涉及喹喔啉噠 嗪酮類化合物作為上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料及應(yīng)用的內(nèi)容，更未涉及丁二烯基功能化的喹喔啉噠嗪 酮類化合物的合成及應(yīng)用。因此，仍存在許多不足之處，急需做進(jìn)一步開(kāi)發(fā)研究。
[0008] 目前，將蒽基、丁二烯基、喹喔啉及噠嗪酮等多個(gè)功能結(jié)構(gòu)單元相結(jié)合，形成雙蒽 基丁二烯基功能化的喹喔啉噠嗪酮類化合物，并考察其上轉(zhuǎn)換發(fā)光特性等方面的研究，在 現(xiàn)有技術(shù)中未見(jiàn)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0009] 本發(fā)明的目的是提供一種多功能基噠嗪酮類化合物，其作為橙色有機(jī)發(fā)光材料的 應(yīng)用及其制備方法。
[0010] 本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的：
[0011] 本發(fā)明的一個(gè)目的是提出一種式I所示的多功能基噠嗪酮類化合物：
[0012]
[0013] 本發(fā)明將蒽基、丁二烯基、喹喔啉及噠嗪酮等多個(gè)功能結(jié)構(gòu)單元有效地結(jié)合在一 個(gè)分子中，形成了一種雙蒽基丁二烯基功能化的喹喔啉噠嗪酮類有機(jī)發(fā)光分子，本發(fā)明所 述的多功能基即為雙蒽基、丁二烯基及喹喔啉基多個(gè)功能結(jié)構(gòu)單元結(jié)合在一起。
[0014] 本發(fā)明的多功能基噠嗪酮類化合物的合成路線如下：
[0015]
[0016] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提出多功能基噠嗪酮類化合物作為橙色有機(jī)發(fā)光材料的 應(yīng)用，其可用于發(fā)光器件、光伏電池、防偽材料、激光染料、熒光敏感或生物醫(yī)學(xué)分析領(lǐng)域。
[0017] 優(yōu)選地，多功能基噠嗪酮類化合物作為橙色有機(jī)上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的應(yīng)用。
[0018] 本發(fā)明的多功能基噠嗪酮類化合物其作為有機(jī)發(fā)光材料的應(yīng)用，在發(fā)光器件、光 伏電池、激光染料、熒光敏感、防偽技術(shù)、三維立體顯示、生物醫(yī)學(xué)分析等領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用 前景。
[0019] 本發(fā)明提供了一種多功能基噠嗪酮類化合物的制備方法，包括如下步驟：
[0020] a、l，10-二（9-蒽基）_1，3, 7, 9-癸四烯-5, 6-二酮的合成
[0021] 將3-(9-蒽基）丙烯醛（化合物II )和2, 3- 丁二酮（化合物III)按照2:1的摩 爾比溶于有機(jī)溶劑中，然后向該溶液中加入催化量的哌啶，攪拌回流反應(yīng)；反應(yīng)完畢后冷卻 至室溫，析出固體物質(zhì)，減壓抽濾，用無(wú)水乙醇洗滌，粗產(chǎn)品以乙醇-N，N-二甲基甲酰胺混 合溶劑重結(jié)晶，得到紅色固體1，10-二（9-蒽基）-1，3, 7, 9-癸四烯-5, 6-二酮（化合物 IV);
[0022] b、4, 5-二氫-5-甲基-6-(2,3-二（4-(9-蒽基）-1,3-丁二烯基）-6-喹喔啉 基）-3(2H)噠嗪酮的合成
[0023] 將步驟⑴得到的1，10-二（9-蒽基）-1，3, 7, 9-癸四烯-5, 6-二酮（化合物IV) 和6-(3, 4-二氨基苯基）-5-甲基-4, 5-二氫噠嗪-3(2H)_酮（化合物V )按1:1~I. 1的 摩爾比溶于無(wú)水乙酸中，攪拌回流反應(yīng)，反應(yīng)完畢后冷卻至室溫，攪拌下將反應(yīng)液傾入冰水 中，用堿溶液調(diào)節(jié)PH= 7,所得固體物質(zhì)減壓抽濾，用水洗滌，粗產(chǎn)品以乙醇-N，N-二甲基甲 酰胺混合溶劑重結(jié)晶，得到橙色固體4, 5-二氫-5-甲基-6- (2, 3-二（4- (9-蒽基）-1，3- 丁 二烯基）-6-喹喔啉基）-3 (2H)噠嗪酮（化合物I )。
[0024] 步驟a所述的攪拌回流反應(yīng)6~8小時(shí)，步驟b所述的攪拌回流反應(yīng)6~8小時(shí)。
[0025] 步驟a所述的有機(jī)溶劑優(yōu)選為無(wú)水甲醇；步驟b中所述的堿溶液優(yōu)選為氨水或 10 %的氫氧化鈉水溶液或10 %的氫氧化鉀水溶液。
[0026] 本發(fā)明還提供了另一種多功能基噠嗪酮類化合物的制備方法，包括如下步驟：
[0027] a、l，10-二（9-蒽基）_1，3, 7, 9-癸四烯-5, 6-二酮的合成
[0028] 將3- (9-蒽基）丙烯醛（化合物II )和2, 3- 丁二酮（化合物III)按照2:1的摩 爾比溶于有機(jī)溶劑中，然后向該溶液中加入催化量的哌啶，攪拌回流反應(yīng)；反應(yīng)完畢后冷卻 至室溫，經(jīng)后處理得到1，10-二（9-蒽基）-1，3, 7, 9-癸四烯-5, 6-二酮（化合物IV);
[0029] b、4, 5-二氫-5-甲基-6-(2,3-二（4-(9-蒽基）-1,3-丁二烯基）-6-喹喔啉 基）-3(2H)噠嗪酮的合成
[0030] 將步驟⑴得到的1，10-二（9-蒽基）-1，3, 7, 9-癸四烯-5,6-二酮（化合物 IV)和6-(3, 4-二氨基苯基）-5-甲基-4, 5-二氫噠嗪-3(2H)_酮（化合物V )按1:1~ 1. 1的摩爾比溶于無(wú)水乙酸中，在微波輻射下反應(yīng)，反應(yīng)完畢后冷卻至室溫，攪拌下將反 應(yīng)液傾入冰水中，用堿溶液調(diào)節(jié)PH = 7,所得固體物質(zhì)減壓抽濾，用水洗滌，粗產(chǎn)品以乙 醇-N，N-二甲基甲酰胺混合溶劑重結(jié)晶，得到4, 5-二氫-5-甲基-6-(2, 3-二（4-(9-蒽 基）-1，3-丁二烯基）-6-喹喔啉基）-3 (2H)噠嗪酮。經(jīng)后處理得到目標(biāo)化合物4, 5-二 氫-5-甲基-6-(2, 3-二（4-(9-蒽基）-1,3-丁二烯基）-6-喹喔啉基）-3 (2H)噠嗪酮（