一种有机光敏剂及其制备方法和用途技术

本申请公开了一种具有式(I)结构的有机光敏剂。本申请还提供上述有机光敏剂的制备方法及用途。本申请提供的有机光敏剂，可以产生单线态氧，且合成方法简单、具有很好的水溶性和光稳定性，对可见光有较宽泛的吸收和较强的吸收能力，可以将硫醚基团选择性氧化生成亚砜基团。团。团。

【技术实现步骤摘要】
一种有机光敏剂及其制备方法和用途


[0001]本申请涉及有机材料
，特别是涉及一种有机光敏剂及其制备方法和用途。

技术介绍

[0002]光能作为一种取之不尽用之不竭的清洁能源，随着社会发展，对于如何利用光能的研究越发深入。可见光催化有机反应可以利用光能，并且相对于热化学反应条件更加温和、反应体系更加简单，成为了有机合成方法的热门研究领域。
[0003]在光催化领域，单线态氧(1O2)被认为是具有温和氧化能力的活性物种。基态氧分子吸收光直接产生单线态氧是不可能的，跃迁高度禁阻，可以通过光敏化法、微波放电法和化学方法得到。其中，光敏化法就是在光敏化剂作用下对基态氧进行辐照。常用的光敏化剂是一种荧光性染料(如荧光黄、亚甲基蓝、叶绿素等)，可表示为：
[0004]敏化剂
‑‑‑‑
hv
‑‑‑
>敏化剂T1
[0005]敏化剂T1+3O2‑‑‑‑
能量传递
‑‑‑
>敏化剂+1O2。
[0006]但有机染料光敏剂的实际应用受到了贵金属、有毒元素难以回收利用等弊端的限制。
[0007]因此，开发新型高效的光敏剂仍然是一个研究难点，解决这一难题对光催化技术的发展具有十分重要的意义。

技术实现思路

[0008]为解决上述技术问题，本专利技术的第一个目的为提供一种有机光敏剂；本专利技术的第二个目的为提供上述有机光敏剂的制备方法；本专利技术的第三个目的为提供上述有机光敏剂的用途。本申请提供的有机光敏剂，可以产生单线态氧，且合成方法简单、具有很好的水溶性和光稳定性，对可见光有较宽泛的吸收和较强的吸收能力，可以将硫醚基团选择性氧化生成亚砜基团。
[0009]本专利技术提供的技术方案如下：
[0010]一种具有式(I)结构的有机光敏剂，
[0011][0012]其中，X为Cl或Br。
[0013]上述有机光敏剂的制备方法，包括以下步骤：
[0014]1)将式(II)结构的化合物与1,4
‑
二(溴甲基)苯、NH4PF6反应，得到式(III)结构的化合物；
[0015]2)将式(III)结构的化合物与式(II)结构的化合物、NH4PF6、四丁基氯化铵或四丁基溴化铵反应，得到式(I)结构的化合物；
[0016][0017]优选地，步骤1)中，将式(II)结构的化合物与1,4
‑
二(溴甲基)苯在N，N
‑
二甲基甲酰胺溶剂中加热搅拌回流24
‑
36小时，然后将所得第一中间化合物在水溶液中与六氟磷酸铵反应2
‑
4小时得到式(III)化合物。
[0018]优选地，步骤1)中，式(II)结构的化合物与1,4
‑
二(溴甲基)苯在N，N
‑
二甲基甲酰胺溶剂中，加热至90
‑
110℃搅拌回流24
‑
36小时，然后将所得第一中间化合物在水溶液中，加入六氟磷酸铵超声处理，然后静置2
‑
4小时得到式(III)化合物。
[0019]优选地，步骤2)中，将式(III)结构的化合物、式(II)结构的化合物和四丁基碘化
铵在乙腈溶剂中加热搅拌回流72
‑
80小时得到粗产物；然后将粗产物溶解在水溶液中与六氟磷酸铵反应2
‑
4小时得到第二中间化合物，第二中间化合物溶解于乙腈中与四丁基氯化铵或四丁基溴化铵反应2
‑
4小时得到式(I)的氯盐或溴盐。
[0020]优选地，步骤2)中，将式(III)结构的化合物、式(II)结构的化合物和四丁基碘化铵在乙腈溶剂中加热至80
‑
85℃搅拌回流72
‑
80小时得到粗产物，然后将粗产物溶解在水溶液中，加入六氟磷酸铵超声处理，然后静置2
‑
4小时得到第二中间化合物，第二中间化合物溶解于乙腈中，加入四丁基氯化铵或四丁基溴化铵超声处理，然后静置2
‑
4小时得到式(I)的氯盐或溴盐。
[0021]步骤2)和步骤3)中，超声处理的功率和时间没有要求，使得固体溶解即可。
[0022]优选地，式(II)化合物由以下方法制备：
[0023]将1,4
‑
二(溴甲基)苯、4
‑
乙烯基吡啶、双三苯基磷二氯化钯、碳酸钾溶解于N，N
‑
二甲基甲酰胺溶剂中，在惰性气体氛围中115
‑
125℃条件下搅拌加热回流21
‑
24小时。
[0024]上述有机光敏剂或上述制备方法制得的有机光敏剂在光催化反应中的用途。
[0025]优选地，所述有机光敏剂通过光催化反应生成单线态氧，将硫醚基团选择性氧化生成亚砜基团。
[0026]目前对大环化合物的研究集中在其所具有的各种构象，以及结合不同客体分子的主客体性质上。但对于大环化合物产生单线态氧及其在光催化反应中的应用的研究很少。本申请提供一种具有式(I)结构的有机光敏剂，利用其有机大环结构可以产生单线态氧，且式(I)结构的化合物合成方法简单、具有很好的水溶性(c＝10
‑2M)和光稳定性，对可见光有较宽泛的吸收。
[0027]而亚砜化合物是一类非常重要的有机化合物，通过硫醚选择性氧化制备亚砜是最常用、最直接的方法之一。在多数硫醚氧化亚砜的过程中，参与反应的光敏剂对环境有害或者制备方法复杂不符合绿色化学理念，且亚砜容易在光敏剂作用下过氧化生成砜，而本申请提供的式(I)结构的化合物在苯甲硫醚选择性氧化成无毒苯甲亚砜的光氧化反应中具有较高的转化率和产物(亚砜/砜)选择性，在绿色有机合成领域具有潜在的应用价值。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1为式(II)化合物(OPV
‑
OCH3)的核磁共振氢谱图；
[0030]图2为式(III)化合物(BrOPV
‑
OCH
32+
)的核磁共振氢谱图；
[0031]图3为式(I)化合物(OPV
‑
OCH3EBox
4+
)的核磁共振氢谱图；
[0032]图4为在白灯(400
‑
830nm)照射下化合物OPV
‑
OCH3EBox
4+
与ABDA混合溶液随光照时间不同的紫外可见吸收曲线变化图；
[0033]图5为在白灯(400
‑
830nm)照射下化合物OPV
‑
OCH3EBox
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有式(I)结构的有机光敏剂，其中，X为Cl或Br。2.权利要求1所述的有机光敏剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将式(II)结构的化合物与1,4
‑
二(溴甲基)苯、NH4PF6反应，得到式(III)结构的化合物；2)将式(III)结构的化合物与式(II)结构的化合物、NH4PF6、四丁基氯化铵或四丁基溴化铵反应，得到式(I)结构的化合物；3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，将式(II)结构的化合物与1,4
‑
二(溴甲基)苯在N，N
‑
二甲基甲酰胺溶剂中加热搅拌回流24
‑
36小时，然后将所得第一中间化合物在水溶液中与六氟磷酸铵反应2
‑
4小时得到式(III)化合物。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，式(II)结构的化合物与1,4
‑
二(溴甲基)苯在N，N
‑
二甲基甲酰胺溶剂中，加热至90
‑
110℃搅拌回流24
‑
36小时，然后将
所得第一中间化合物在水溶液中，加入六氟磷酸铵超声处理，然后静置2
‑
4小时得到式(III)化合物。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，将式(III)结构的化合物、式(II)结构的化合物和四丁基碘化铵在乙腈溶剂中加热搅拌回流72
‑
80小时得到粗产物，然后将粗产物溶解在...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪新龙，陈立宇，罗毅，韩惠娟，
申请(专利权)人：湖南师范大学，
类型：发明
国别省市：