一种制备1，2，7，8-四氢双环戊烷并[cd,lm]苝化合物的方法及其产物技术

本发明专利技术公开了一种制备1，2，7，8-四氢双环戊烷并[cd,lm]苝化合物的方法及其产物，在氮气保护的室温条件下，将5，6-二溴-1，2-二氢苊与卤代季铵盐、镍类催化剂、以及金属锌加入到DMF或THF溶剂中，搅拌0.2～1小时后，升温至50～70℃，继续搅拌至反应完毕。经由后处理，得到黄橙色的四氢双环戊烷并[cd,lm]苝化合物固体。该四氢双环戊烷并[cd,lm]苝化合物由一步法合成，路线简单有效，原料为商业化产品，合成成本低、且合成方法具有普适性，在场效应晶体管等有机半导体器件中有良好的应用前景。管等有机半导体器件中有良好的应用前景。管等有机半导体器件中有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种制备1，2，7，8-四氢双环戊烷并[cd,lm]苝化合物的方法及其产物


[0001]本专利技术涉及有机化合物合成
，尤其涉及一种制备1，2，7，8-四氢 双环戊烷并[cd,lm]苝化合物的方法及其产物。

技术介绍

[0002]有机光电材料由于具有制备成本低、种类和结构多样、性能可通过结构设 计来调制、制备合成工艺简单、易于大面积制备及可用于柔性电子器件等特点 受到广泛关注。目前，有机光电材料主要应用在有机场效应晶体管(Organic Field Effect Transistors，OFETs)、有机太阳能电池(Organic Photo Voltaic Solar Cell，OPV)、有机电致发光(信息显示和固体照明)以及有机传感器和 存储器等领域，并取得大量成果。
[0003]作为有机晶体管中的核心组成部分，有机半导体材料对于器件的性质有很 关键的作用。有机半导体材料的高迁移率，稳定的化学性质，能级与电极功函 相匹配以及高的结晶性和成膜性等等，都可以有效地提高器件的性能。因此有 机半导体材料在结构上一般应具有共轭程度高、平面性好以及溶解性大等特点。
[0004]苝是一种常见的有机中间体，其常用于光电材料和光电池材料中。相对于 萘而言，苝具有较大的Π共轭平面，易于形成分子间作用力致密的堆积结构。 因此，对苝进行结构调节，引入不同官能团，合理、有效地设计与合成有机小 分子场效应有机半导体材料，对场效应晶体管的发展具有重要意义。
[0005]但是，现有合成四氢双环戊烷并[cd,lm]苝化合物工艺合成产率低，而且 反应步骤繁杂，实用性有待提高，例如“Crystal structure and optoelectronic properties of antiaromatic compound 3,4,9,10-tetrahydrodicyclopenta[cd,lm]perylene[J]”(Crystallography Reports,2017,62(6):885-888)，其采用的合成方法是：首先以1，2-二氢苊 和NBS(N-溴代丁二酰亚胺)为原料，合成5，6-二溴-1，2-二氢苊，然后通过 5，6-二溴-1，2-二氢苊在n-BuLi存在的条件下反应，再通过镍类催化剂 Ni(acac)2的作用最终合成最终产物四氢双环戊烷并[cd,lm]苝化合物，合成路 线如下所示，但其收率却只有20％左右。
[0006]
技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种制备1，2，7，8-四氢双环 戊烷并[cd,lm]苝化合物的方法及其产物，从而使四氢双环戊烷并[cd,lm]苝 化合物的制备工艺变得更为简单，产率更高。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种制备1，2，7，8-四氢双 环戊烷并
[cd,lm]苝化合物的方法，包括在氮气或惰性气体(如氩气、氦气) 条件下，将5，6-二溴-1，2-二氢苊、催化剂以及金属锌加入到溶剂中，搅拌反 应，即得所述的1,2,7,8-四氢双环戊烷并[cd,lm]苝化合物。
[0009]优选地，所述催化剂包括催化剂Ⅰ和催化剂Ⅱ；所述制备方法包括如下步 骤：
[0010]步骤1：在温度为20～35℃的氮气或者惰性气体(如氩气、氦气等)保护条 件下，优选气体为高纯氮，将5，6-二溴-1，2-二氢苊、催化剂Ⅰ、催化剂Ⅱ以 及金属锌加入到所述溶剂中，搅拌0.2～1小时；
[0011]步骤2：然后将反应温度升高至50～70℃，继续搅拌至反应完毕，得到四氢 双环戊烷并[cd,lm]苝化合物粗产物；
[0012]步骤3：最后经后处理得到产物1，2，7，8-四氢双环戊烷并[cd,lm]苝。
[0013]优选地，步骤1中所述的5，6-二溴-1，2-二氢苊、催化剂Ⅰ、催化剂Ⅱ以 及金属锌的摩尔比为1：(4～6)：(0.05～0.15)：(4～6)。
[0014]优选地，步骤1中所述的搅拌时间为0.5小时，5，6-二溴-1，2-二氢苊、 催化剂Ⅰ、催化剂Ⅱ以及金属锌的摩尔比为1：5：0.1：5。
[0015]优选地，所述催化剂Ⅰ为烷基卤代季铵盐，催化剂Ⅱ为镍类催化剂。
[0016]优选地，所述催化剂Ⅰ为四乙基碘化铵、四乙基溴化铵、四甲基碘化铵或 四甲基溴化铵。
[0017]优选地，所述催化剂Ⅱ为双(三苯基膦)溴化镍、二乙酰丙酮镍或1，3
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双(二苯基磷丙烷)二氯化镍。
[0018]优选地，所述金属锌为锌粉或锌粒。
[0019]优选地，所述溶剂为DMF或THF。
[0020]优选地，步骤3中所述的后处理为：向步骤2所得粗产物中加入甲苯，于 80～98℃下搅拌20～30小时，趁热过滤，得到滤液，用甲苯和甲醇对滤液进行重 结晶，即得产物1，2，7，8-四氢双环戊烷并[cd,lm]苝化合物。
[0021]本专利技术还提供一种1，2，7，8-四氢双环戊烷并[cd,lm]苝化合物，所述化 合物是通过上述方法制备的。
[0022]本专利技术的有益效果至少包括：
[0023]本专利技术提供的1，2，7，8-四氢双环戊烷并[cd,lm]苝化合物的制备方法， 与传统制备路径相比，该制备方法为一步法，合成路线简单、有效，原料为商 业化产品，且合成成本低、产品收率高，合成方法具有普适性，实用性强，具 有较强的推广与应用价值。
附图说明
[0024]图1是本专利技术所制备的1，2，7，8-四氢双环戊烷并[cd,lm]苝的合成路径 图。
[0025]具体实施方式
[0026]下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步说明。
[0027]一种制备1，2，7，8-四氢双环戊烷并[cd,lm]苝化合物的方法，包括在氮 气或惰性气体(如氩气、氦气)条件下，优选氮气，将5，6-二溴-1，2-二氢苊、 催化剂以及金属锌加入
到溶剂中，搅拌反应，即得所述的1,2,7,8-四氢双环戊 烷并[cd,lm]苝化合物。
[0028]其中，所述催化剂包括催化剂Ⅰ和催化剂Ⅱ；所述制备方法包括如下步骤：
[0029]步骤1：在温度为20～35℃的氮气或惰性气体(如氦气、氩气)保护条件下， 将5，6-二溴-1，2-二氢苊、催化剂Ⅰ、催化剂Ⅱ以及金属锌加入到所述溶剂中， 搅拌0.2～1小时；其中保护气体优选高纯氮气，搅拌时间优选搅拌0.5小时；
[0030]步骤2：然后将反应温度升高至50～70℃，继续搅拌至反应完毕，得到四氢 双环戊烷并[cd,lm]苝化合物粗产物；
[0031]步骤3：最后经后处理得到产物1，2，7，8-四氢双环戊烷并[cd,lm]苝。
[0032]本化合物的合成路线如下所示：
[0033][0034]进一步地，步骤1中所述的5，6-二溴-1，2-二氢苊、催化剂Ⅰ、催化剂
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以及金属锌的摩尔比为1：(4～6)：(0.05～0.15)：(4～6)。
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备1，2，7，8-四氢双环戊烷并[cd,lm]苝化合物的方法，其特征在于，包括在氮气或惰性气体条件下，将5，6-二溴-1，2-二氢苊、催化剂以及金属锌加入到溶剂中，搅拌反应，即得所述的1,2,7,8-四氢双环戊烷并[cd,lm]苝化合物。2.根据权利要求1所述的一种制备1，2，7，8-四氢双环戊烷并[cd,lm]苝化合物的方法，其特在于，所述催化剂包括催化剂Ⅰ和催化剂Ⅱ；所述制备方法包括如下步骤：步骤1：在温度为20～35℃的氮气或惰性气体保护条件下，将5，6-二溴-1，2-二氢苊、催化剂Ⅰ、催化剂Ⅱ以及金属锌加入到所述溶剂中，搅拌0.2～1小时；步骤2：然后将反应温度升高至50～70℃，继续搅拌至反应完毕，得到四氢双环戊烷并[cd,lm]苝化合物粗产物；步骤3：最后经后处理得到产物1，2，7，8-四氢双环戊烷并[cd,lm]苝。3.根据权利要求2所述的一种制备1，2，7，8-四氢双环戊烷并[cd,lm]苝化合物的方法，其特征在于：步骤1中所述的5，6-二溴-1，2-二氢苊、催化剂Ⅰ、催化剂Ⅱ以及金属锌的摩尔比为1：(4～6)：(0.05～0.15)：(4～6)。4.根据权利要求2所述的一种制备1，2，7，8-四氢双环戊烷并[cd,lm]苝化合物的方法，其特征在于：所述催化剂Ⅰ为烷...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘江涛，乔冠伟，张俊奇，高立群，高建华，
申请(专利权)人：杭州奥得科技有限公司，
类型：发明
国别省市：