CN1659167A - 1,6,9,14-四取代三联并苯四甲酰二亚胺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及通式(I)表示的1,6,9,14-四取代三联并苯四甲酰二亚胺,其中参数定义如下:X和Y分别独立地为溴;氰基;芳氧基、芳硫基、杂芳氧基或杂芳硫基,它们分别可以被C1-C12-烷基、C1-C12-烷氧基、-COOR1、-SO3R1、卤素、羟基、羧基、氰基、-CONHR2和/或NHCOR2单或者多取代;式-L-R3基团;式-NR2 2基团;R和R’分别独立地为氢;碳链中可***一个或者多个-O-、-S-、-NR1-、-CO-和/或-SO2-基团的C1-C30-烷基,且该烷基可以被氰基、C1-C6-烷氧基、芳基和/或5至7元杂环基单取代或多取代,其中芳基可以被C1-C18-烷基或C1-C6-烷氧基取代,杂环基通过氮原子连接,并且可以包含其它杂原子且可以是芳香性的;碳骨架中可***一个或者多个-O-、-S-和/或-NR1-基团的C5-C8-环烷基,和/或该环烷基可以被C1-C6-烷基单取代或多取代;可被以下基团单取代或多取代的芳基或杂芳基:C1-C18-烷基、C1-C6-烷氧基、氰基、-CONHR2、-NHCOR2和/或分别可以被C1-C10-烷基、C1-C6-烷氧基或氰基取代的芳基或杂芳基偶氮基;L为1,2-亚乙基、1,2-亚乙烯基或1,2-亚乙炔基。
Description
本发明涉及通式I表示的新型1,6,9,14-四取代三联并苯(terrylene)四甲酰二亚胺,
其中参数定义如下:
X和Y分别独立地为
溴;氰基;
芳氧基、芳硫基、杂芳氧基或杂芳硫基,它们分别可以被C1-C12-烷基、C1-C12-烷氧基、-COOR1、-SO3R1、卤素、羟基、羧基、氰基、-CONHR2和/或-NHCOR2单取代或者多取代;
式-L-R3基团;
式-NR2 2基团;
R和R’分别独立地为
氢;
碳链中可***一个或者多个-O-、-S-、-NR1-、-CO-和/或-SO2-基团的C1-C30-烷基,且该烷基可以被氰基、C1-C6-烷氧基、芳基和/或5至7元杂环基单取代或多取代,其中芳基可以被C1-C18-烷基或C1-C6-烷氧基取代,杂环基通过氮原子连接,并且可以包含其它杂原子且可以是芳香性的;
碳骨架中可***一个或者多个-O-、-S-和/或-NR1-基团的C5-C8-环烷基,和/或该环烷基可以被C1-C6-烷基单取代或多取代;
可被以下基团单取代或多取代的芳基或杂芳基:C1-C18-烷基、C1-C6-烷氧基、氰基、-CONHR2、-NHCOR2和/或分别可以被C1-C10-烷基、C1-C6-烷氧基或氰基取代的芳基或杂芳基偶氮基,
L为1,2-亚乙基、1,2-亚乙烯基或1,2-亚乙炔基;
R1为氢或C1-C6-烷基;
R2为氢;C1-C18-烷基;分别可以被C1-C6-烷基、C1-C6-烷氧基、卤素、羟基、羧基或氰基取代的芳基或杂芳基;
R3为碳链中可***一个或者多个-O-、-S-、-NR1-、-CO-和/或-SO2-基团的C1-C18-烷基,且该烷基可以被-COOR1、-SO3R1、羟基、氰基、C1-C6-烷氧基、芳基和/或5至7元杂环基单取代或多取代,其中芳基可以被C1-C18-烷基或C1-C6-烷氧基取代,杂环基通过氮原子连接,并且可以包含其它杂原子且可以是芳香性的,
本发明还涉及这些三联并苯四甲酰二亚胺的制备,以及它们的如下用途:用于高分子量的有机和无机材料的着色,用作分散助剂、有机颜料的颜料添加剂以及用作制备荧光着色剂和颜料添加剂的中间体,用于制备有色或在电磁波谱近红外区有吸收和/或发射的聚合物水分散体,在电子照相术中用作为光电导体、在电致发光和化学发光应用中作为发光体,在荧光转换、生物荧光分析以及光电学中作为活性组分,以及作为激光染料。
如J.Phys.Chem.A 1997,101,p.8435-8440和Chem.Eur.J.1997,3,p.219-225所描述,三联并苯-3,4:11,12-四甲酰二亚胺(以下简称为三联并苯亚胺)有利地适合作为颜料和荧光着色剂,其电磁波谱在长波长红光下具有吸收,并在长波长红光至近红外区能够发出荧光。特别是Chem.Eur.J.1997,3,p.219-225描述了母核未取代的和1,6-二叔丁基苯氧基取代的三联并苯亚胺的制备。
虽然按照已公开的合成步骤合成三联并苯母核上没有取代的该类型物质的代表化合物可以获得令人满意的产率,但是制备1,6-二取代的衍生物在合成上极其复杂,且所得目标产物的产率令人不满意。通过现有合成路线制备具有更长波长吸收和发射的更高度取代的衍生物基本上不可能实现。
本发明目的之一是提供一种更高度取代的三联并苯亚胺,其具有更优越的应用性能,尤其是不仅能够有效地结合于特定应用介质并适应这些介质,而且与现有的这类物质的代表化合物相比,电磁波谱在更长的波长处,即长波长红光和近红外区具有吸收和发射。
我们已经发现这一目的可通过起先定义的式I的三联并苯亚胺来实现。
优选的三联并苯亚胺参见从属权利要求。
此外还发现了一种制备通式Ia表示的1,6,9,14-四取代三联并苯亚胺的方法,
其中X1为溴;芳氧基、芳硫基、杂芳氧基或杂芳硫基,它们分别可以被C1-C12-烷基、C1-C12-烷氧基、-COOR1、-SO3R1、卤素、羟基、羧基、氰基、-CONHR2和/或-NHCOR2单取代或多取代,
该方法包括:
a)将通式II表示的三联并苯亚胺
与溴元素在作为溶剂的卤代烃的存在下进行反应,制得通式Ia’表示的1,6,9,14-四溴三联并苯亚胺,
以及,如果需要,
将步骤a)中所得的四溴三联并苯亚胺Ia’在惰性含氮碱性溶剂和碱的存在下与通式III表示的醇或硫醇反应,其中X1≠溴,
X1-H III
转化成式Ia表示的1,6,9,14-四取代三联并苯亚胺,其中X1≠溴。
还发现了一种制备通式Ib表示的1,6,9,14-四取代三联并苯亚胺的方法,
其中
X2为芳氧基、芳硫基、杂芳氧基或杂芳硫基,它们分别可以被C1-C12-烷基、C1-C12-烷氧基、-COOR1、-SO3R1、氰基、-CONHR4和/或-NHCOR4单取代或多取代,
Y2为溴;芳氧基、芳硫基、杂芳氧基或杂芳硫基,它们分别可以被C1-C12-烷基、C1-C12-烷氧基、-COOR1、-SO3R1、卤素、羟基、羧基、氰基、-CONHR2和/或-NHCOR2单取代或多取代,和
R4为C1-C18-烷基;各自可被C1-C6-烷基、C1-C6-烷氧基、羟基或氰基取代的芳基或杂芳基,
该方法包括:
a)将通式IV表示的1,6-二取代三联并苯亚胺
与溴元素在作为溶剂的卤代烃的存在下进行反应,制得通式Ib’表示的9,14-二溴代三联并苯亚胺,
以及,如果需要,
将步骤a)中所得的9,14-二溴代三联并苯亚胺Ib’在惰性含氮碱性溶剂和碱的存在下与通式III表示的醇或硫醇反应,其中X1≠溴
X1-H III
转化成式Ib表示的1,6,9,14-四取代三联并苯亚胺,其中X1≠溴。
还发现了一种制备通式Ic表示的1,6,9,14-四取代三联并苯亚胺的方法,
其中X3为式-L-R3表示的基团,该方法包括将通式Ia’表示的1,6,9,14-四溴三联并苯亚胺
在非质子溶剂、作为催化剂的钯配合物、作为助催化剂的铜盐以及碱的存在下,与通式V表示的1-炔进行反应,
H-C≡C-R3 V
以及,如果需要,进一步还原所得的1,6,9,14-四取代三联并苯亚胺的X3基团中存在的不饱和键。
最后,还发现了一种制备通式Id表示的1,6,9,14-四取代三联并苯亚胺的方法,
其中
X2为芳氧基、芳硫基、杂芳氧基或杂芳硫基,它们分别可以被C1-C12-烷基、C1-C12-烷氧基、-COOR1、-SO3R1、氰基、-CONHR4和/或-NHCOR4单取代或多取代,
X3为式-L-R3表示的基团,以及
R4为C1-C18-烷基;各自可被C1-C6-烷基、C1-C6-烷氧基、羟基或氰基取代的芳基或杂芳基,
该方法包括将通式Ib’表示的9,14-二溴代三联并苯亚胺在非质子溶剂、作为催化剂的钯配合物、作为助催化剂的铜盐以及碱的存在下,与通式V表示的1-炔进行反应,
H-C≡C-R3 V
以及,如果需要,进一步还原所得的1,6,9,14-四取代三联并苯亚胺的X3基团中存在的不饱和键。
最后但并非最不重要的,发现了通式I表示的三联并苯亚胺的以下用途:用于高分子量的有机和无机材料的着色,用作分散助剂、有机颜料用的颜料添加剂以及用作制备荧光着色剂和颜料添加剂的中间体,用于制备着色的或在电磁波谱近红外区有吸收和/发射的聚合物水分散体,在电子照相术中用作为光电导体、在电致发光和化学发光应用中作为发光体,在荧光转换、生物荧光分析以及光电学中作为活性组分,以及作为激光染料。
式I至V中所涉及的所有烷基均可以是直链或支链的。当烷基被取代时,它们通常具有1或2个取代基。
被取代的芳基通常具有至多3个,优选1或2个指定的取代基。
优选-L-R3基团为乙烯基和乙炔基,它们各自被C1-C18-烷基取代,特别是被C4-C8-烷基取代,尤其是在烷基的末端(ω-位置)被氰基、羟基、羧基、甲基羧基或乙基羧基取代。
合适的R、R’、R1、R2、R3、R4、X、X1、X2、X3、Y和Y2基团(以及它们的取代基)以及-L-R3的具体例子如下:
甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、己基、2-甲基戊基、庚基、1-乙基戊基、辛基、2-乙基己基、异辛基、壬基、异壬基、癸基、异癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、异十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基和二十烷基(上述术语异辛基、异壬基、异癸基和异十三烷基是常规的术语,来源于通过氧化合成法所得的醇类);
甲氧基甲基、2-甲氧基乙基、2-乙氧基乙基、2-丙氧基乙基、2-异丙氧基乙基、2-丁氧基乙基、2-和3-甲氧基丙基、2-和3-乙氧基丙基、2-和3-丙氧基丙基、2-和3-丁氧基丙基、2-和4-甲氧基丁基、2-和4-乙氧基丁基、2-和4-丙氧基丁基、3,6-二氧代庚基、3,6-二氧代辛基、4,8-二氧代壬基、3,7-二氧代辛基、3,7-二氧代壬基、4,7-二氧代辛基、4,7-二氧代壬基、2-和4-丁氧基丁基、4,8-二氧代癸基、3,6,9-三氧代癸基、3,6,9-三氧代十一烷基、3,6,9-三氧代十二烷基、3,6,9,12-四氧代十三烷基和3,6,9,12-四氧代十四烷基;
甲硫基甲基、2-甲硫基乙基、2-乙硫基乙基、2-丙硫基乙基、2-异丙硫基乙基、2-丁硫基乙基、2-和3-甲硫基丙基、2-和3-乙硫基丙基、2-和3-丙硫基丙基、2-和3-丁硫基丙基、2-和4-甲硫基丁基、2-和4-乙硫基丁基、2-和4-丙硫基丁基、3,6-二硫代庚基、3,6-二硫代辛基、4,8-二硫代壬基、3,7-二硫代辛基、3,7-二硫代壬基、2-和4-丁硫基丁基、4,8-二硫代癸基、3,6,9-三硫代癸基、3,6,9-三硫代十一基、3,6,9-三硫代十二烷基、3,6,9,12-四硫代十三烷基和3,6,9,12-四硫代十四烷基;
2-单甲基-和2-单乙基氨基乙基、2-二甲基氨基乙基、2-和3-二甲基氨基丙基、3-单异丙基氨基丙基、2-和4-单丙基氨基丁基、2-和4-二甲基氨基丁基、6-甲基-3,6-二氮杂庚基、3,6-二甲基-3,6-二氮杂庚基、3,6-二氮杂-辛基、3,6-二甲基-3,6-二氮杂辛基、9-甲基-3,6,9-三氮杂-癸基、3,6,9-三甲基-3,6,9-三氮杂-癸基、3,6,9-三氮杂十一基、3,6,9-三甲基-3,6,9-三氮杂十一基、12-甲基-3,6,9,12-四氮杂-十三烷基和3,6,9,12-四甲基-3,6,9,12-四氮杂十三烷基;
丙-2-酮-1-基、丁-3-酮-1-基、丁-3-酮-2-基和2-乙基戊-3-酮-1-基;
2-甲磺酰基乙基、2-乙磺酰基乙基、2-丙磺酰基乙基、2-异丙磺酰基乙基、2-丁磺酰基乙基、2-和3-甲磺酰基丙基、2-和3-乙磺酰基丙基、2-和3-丙磺酰基丙基、2-和3-丁磺酰基丙基、2-和4-甲磺酰基丁基、2-和4-乙磺酰基丁基、2-和4-丙磺酰基丁基以及4-丁磺酰基丁基。
羧甲基、2-羧乙基、3-羧丙基、4-羧丁基、5-羧戊基、6-羧己基、8-羧辛基、10-羧癸基、12-羧基十二烷基和14-羧基十四烷基;
磺甲基、2-磺乙基、3-磺丙基、4-磺丁基、5-磺庚基、6-磺己基、8-磺辛基、10-磺癸基、12-磺十二烷基和14-磺十四烷基;
2-羟乙基、3-羟丙基、1-羟基丙-2-基、2-和4-羟基丁基、1-羟基丁-2-基和8-羟基-4-氧代辛基;
氰基甲基、2-氰基乙基、3-氰基丙基、2-甲基-3-乙基-3-氰基丙基、7-氰基-7-乙基庚基和4,7-二甲基-7-氰基庚基;
甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、仲-丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、异戊氧基、新戊氧基、叔戊氧基和己氧基;
氨基甲酰基、甲基氨基羰基、乙基氨基羰基、丙基氨基羰基、丁基氨基羰基、戊基氨基羰基、己基氨基羰基、庚基氨基羰基、辛基氨基羰基、壬基氨基羰基、癸基氨基羰基以及苯基氨基羰基;
甲酰氨基、乙酰氨基、丙酰氨基和苯甲酰氨基;
氯、溴和碘;
苯偶氮基、2-萘偶氮基、2-吡啶基偶氮基和2-嘧啶基偶氮基;
苯基、1-和2-萘基、2-和3-吡咯基、2-、3-和4-吡啶基、2-、4-和5-嘧啶基、3-、4-和5-吡唑基、2-、4-和5-咪唑基、2-、4-和5-噻唑基、3-(1,2,4-***基)、2-(1,3,5-***基)、6-喹哪啶、3-、5-、6-和8-喹啉基、2-苯并恶唑基、2-苯并噻唑基、5-苯并噻二唑基、2-和5-苯并咪唑基和1-和5-异喹啉基;
2-、3-和4-甲基苯基、2,3-、2,4-、2,5-、3,5-和2,6-二甲基苯基、2,4,6-三甲基苯基、2-、3-和4-乙基苯基、2,3-、2,4-、2,5-、3,5-和2,6-二乙基苯基、2,4,6-三乙基苯基、2-、3-和4-丙基苯基、2,3-、2,4-、2,5-、3,5-和2,6-二丙基苯基、2,4,6-三丙基苯基、2-、3-和4-异丙基苯基、2,3-、2,4-、2,5-、3,5-和2,6-二异丙基苯基、2,4,6-三异丙基苯基、2-、3-和4-丁基苯基、2,3-、2,4-、2,5-、3,5-和2,6-二丁基苯基、2,4,6-三丁基苯基、2-、3-和4-异丁基苯基、2,3-、2,4-、2,5-、3,5-和2,6-二异丁基苯基、2,4,6-三异丁基苯基、2-、3-和4-仲-丁基苯基、2,3-、2,4-、2,5-、3,5-和2,6-二-仲-丁基苯基和2,4,6-三-仲-丁基苯基、2-、3-和4-叔丁基苯基、2,3-、2,4、2,5-、3,5-和2,6-二-叔丁基苯基、2,4,6-三-叔-丁基苯基;2-、3-和4-甲氧苯基、2,3-、2,4-、2,5-、3,5-和2,6-二甲氧基苯基、2,4,6-三甲氧基苯基、2-、3-和4-乙氧苯基、2,3-、2,4-、2,5-、3,5-和2,6-二乙氧基苯基、2,4,6-三乙氧基苯基、2-、3-和4-丙氧基苯基、2,3-、2,4-、2,5-、3,5-和2,6-二丙氧基苯基、2-3-和4-异丙氧苯基、2,3-、2,4-、2,5-、3,5-和2,6-二异丙氧苯基、和2-、3-和4-丁氧苯基、2-、3-和4-氯代苯基、和2,3-、2,4-、2,5-、3,5-和2,6-二氯苯基;2-、3-和4-羟基苯基和2,3-、2,4-、2,5-、3,5-和2,6-二羟基苯基;2-、3-和4-氰基苯基;3-和4-羧基苯基;3-和4-甲酰氨基苯基、3-和4-N-甲基甲酰氨基苯基和3-和4-N-乙基甲酰氨基苯基;3-和4-乙酰氨基苯基、3-和4-丙酰氨基苯基和3-和4-丁酰氨基苯基;3-和4-N-苯基氨基苯基、3-和4-N-(邻-甲苯基)氨基苯基;3-和4-N-(间-甲苯基)氨基苯基和3-和4-N-(对-甲苯基)氨基苯基;3-和4-(2-吡啶基)氨基苯基、3-和4-(3-吡啶基)氨基苯基、3-和4-(4-吡啶基)氨基苯基、3-和4-(2-嘧啶基)氨基苯基和4-(4-嘧啶基)氨基苯基;
4-苯基偶氮苯基、4-(1-萘基偶氮)苯基、4-(2-萘基偶氮)苯基、4-(4-萘基偶氮)苯基、4-(2-吡啶基偶氮)苯基、4-(3-吡啶基偶氮)苯基、4-(4-吡啶基偶氮)苯基、4-(2-嘧啶基偶氮)苯基、4-(4-嘧啶基偶氮)苯基和4-(5-嘧啶基偶氮)苯基;
环戊基、2-和3-甲基环戊基、2-和3-乙基环戊基、环己基、2-、3-和4-甲基环己基、2-、3-和4-乙基环己基、3-和4-丙基环己基、3-和4-异丙基环己基、3-和4-丁基环己基、3-和4-仲-丁基环己基、3-和4-叔-丁基环己基、环庚基、2-、3-和4-甲基环庚基、2-、3-和4-乙基环庚基、3-和4-丙基环庚基、3-和4-异丙基环庚基、3-和4-丁基环庚基、3-和4-仲-丁基环庚基、3-和4-叔-丁基环庚基、环辛基、2-、3-、4-和5-甲基环辛基、2-、3-、4-和5-乙基环辛基、3-、4-和5-丙基环辛基、2-二氧六环基、4-吗啉基、2-和3-四氢呋喃基、1-、2-和3-吡咯烷基和1-、2-、3-和4-哌啶基;
苯氧基、苯硫基、1-和2-萘氧基、1-和2-萘硫基、2-、3-和4-吡啶氧基、2-、3-和4-吡啶硫基、2-、4-和5-嘧啶氧基和2-、4-和5-嘧啶硫基;
二甲基氨基、二乙基氨基、二丙基氨基、二异丙基氨基、二丁基氨基、二异丁基氨基、二叔丁基氨基、二戊基氨基、二己基氨基、二苯基氨基、二-邻-甲苯基氨基、二-间-甲苯基氨基、二-对-甲苯基氨基、二(4-氰基苯基)氨基;
1-丙炔基、1-丁炔基、1-戊炔基、3-甲基-1-丁炔基、1-己炔基、3-和4-甲基-1-戊炔基、3,3-二甲基-1-丁炔基、1-庚炔基、3-、4-和5-甲基-1-己炔基、3,3-、3,4-和4,4-二甲基-1-戊炔基、3-乙基-1-戊炔基、1-辛炔基、3-、4-、5-和6-甲基-1-庚炔基、3,3-、3,4-、3,5-、4,4-和4,5-二甲基-1-己炔基、3-、4-和5-乙基-1-己炔基、3-乙基-3-甲基-1-戊炔基、3-乙基-4-甲基-1-戊炔基、3,3,4-和3,4,4-三甲基-1-戊炔基、1-壬炔基、1-癸炔基、1-十一碳炔基和1-十二碳炔基;
4-氰基-1-丁炔基、5-氰基-1-戊炔基、6-氰基-1-己炔基、7-氰基-1-庚炔基和8-氰基-1-辛炔基;
4-羟基-1-丁炔基、5-羟基-1-戊炔基、6-羟基-1-己炔基、7-羟基-1-庚炔基、8-羟基-1-辛炔基、9-羟基-1-壬炔基、10-羟基-1-癸炔基、11-羟基-1-十一碳炔基、12-羟基-1-十二碳炔基;
4-羧基-1-丁炔基、5-羧基-1-戊炔基、6-羧基-1-己炔基、7-羧基-1-庚炔基、8-羧基-1-辛炔基、4-甲基羧基-1-丁炔基、5-甲基羧基-1-戊炔基、6-甲基羧基-1-己炔基、7-甲基羧基-1-庚炔基、8-甲基羧基-1-辛炔基、4-乙基羧基-1-丁炔基、5-乙基羧基-1-戊炔基、6-乙基羧基-1-己炔基、7-乙基羧基-1-庚炔基、8-乙基羧基-1-辛炔基;
1-丙烯基、1-丁烯基、1-戊烯基、3-甲基-1-丁烯基、1-己烯基、3-和4-甲基-1-戊烯基、3,3-二甲基-1-丁烯基、1-庚烯基、3-、4-和5-甲基-1-乙烯基、3,3-、3,4-和4,4-二甲基-1-戊烯基,3-乙基-1-戊烯基、1-辛烯基,3-、4-、5-和6-甲基-1-庚烯基、3,3-、3,4-、3,5-、4,4-和4,5-二甲基-1-己烯基、3-、4-和5-乙基-1-己烯基、3-乙基-3-甲基-1-戊烯基、3-乙基-4-甲基-1-戊烯基、3,3,4-和3,4,4-三甲基-1-戊烯基、1-壬烯基、1-癸烯基、1-十一碳烯基和1-十二碳烯基;
4-氰基-1-丁烯基、5-氰基-1-戊烯基、6-氰基-1-己烯基、7-氰基-1-庚烯基和8-氰基-1-辛烯基;
4-羟基-1-丁烯基、5-羟基-1-戊烯基、6-羟基-1-己烯基、7-羟基-1-庚烯基、8-羟基-1-辛烯基、9-羟基-1-壬烯基、10-羟基-1-癸烯基、11-羟基-1-十一碳烯基和12-羟基-1-十二碳烯基;
4-羧基-1-丁烯基、5-羧基-1-戊烯基、6-羧基-1-己烯基、7-羧基-1-庚烯基、8-羧基-1-辛烯基、4-甲基羧基-1-丁烯基、5-甲基羧基-1-戊烯基、6-甲基羧基-1-己烯基、7-甲基羧基-1-庚烯基、8-甲基羧基-1-辛烯基、4-乙基羧基-1-丁烯基、5-乙基羧基-1-戊烯基、6-乙基羧基-1-己烯基、7-乙基羧基-1-庚烯基、8-乙基羧基-1-辛烯基;
溴化的、或者在1,6,9,14-位置上具有4个相同的(杂)芳氧基或(杂)芳硫基基团的、或者在1,6-位置和9,14-位置具有2个相同的(杂)芳氧基或(杂)芳硫基基团的、或者在1,6-位置具有2个相同的(杂)芳氧基或(杂)芳硫基基团并在9,14-位置被溴化的本发明三联并苯亚胺Ia、Ia′、Ib和Ib′,可以根据本发明的两种方法,分别以母核未取代的三联并苯亚胺II和1,6-二取代的三联并苯亚胺IV为起始原料方便地制备,这两种方法均有文献报道。
首先通过在步骤a)中与溴元素反应将三联并苯亚胺II和IV分别转化成式Ia’表示的1,6,9,14-四溴代三联并苯亚胺和式Ib’表示的9,14-二溴代三联并苯亚胺。
母核被任选进一步官能化的(杂)芳氧基或(杂)芳硫基基团取代的三联并苯亚胺Ia和Ib,可以通过在进一步的步骤b)中分别将溴化的三联并苯亚胺Ia’和Ib’与芳香族或杂芳族的醇或硫醇III反应,与溴进行交换而制得。
本发明制备方法的步骤a),三联并苯亚胺II和IV与溴元素反应,是在作为溶剂的卤代烃的存在下进行的。
有用的溶剂可以是脂肪族或者芳香族卤代烃,优选氯代烃类。具体的实例包括二氯甲烷、氯仿、1,1,2,2-四氯乙烷、氯代苯、二氯代苯(所有的异构体)和三氯苯(所有的异构体),其中优选氯仿、1,1,2,2-四氯乙烷和氯代苯。
通常,每溴化1克三联并苯亚胺II或IV使用15至150g溶剂,优选70至100g。
溴对三联并苯亚胺的摩尔比率取决于所用的起始原料。通常,每引入1个溴原子,每摩尔II或IV采用1至2摩尔溴,优选1.1至1.5摩尔溴。
通常,不必要有卤化催化剂的存在。然而,如果需要加速溴化反应(加速系数1.5至3),建议加入碘元素,根据三联并苯亚胺II或IV,优选加入碘的量为1-5摩尔%。
反应温度取决于亚胺氮上的取代基对卤化条件的稳定性,通常为40至100℃,对于惰性烷基和环烷基取代基,优选为60至100℃,对于在卤化条件下仅仅是低稳定性的芳基和杂芳基取代基,优选为50至70℃。
溴化反应通常在2至24小时之内完成,取决于所需溴化的三联并苯亚胺II或IV的反应能力和是否有碘的存在。
对于反应装置,步骤a)的工序如下进行是有利的:
先加入溶剂和三联并苯亚胺II或IV,任何催化剂,然后在5至10分钟内,加入所需量的溴,将混合物在搅拌下加热至所需的反应温度,在避光的条件下于反应温度下继续搅拌2至24小时。通过强劲的氮气流除去过量的溴以后,减压除去溶剂,将残留物置于约20倍体积的脂肪醇如甲醇中制浆,并搅拌过夜。沉淀出的产物进行过滤,洗涤,优选采用相同的醇进行洗涤,然后用水洗涤,在减压下于120℃进行干燥。
通常,如此制备的式Ia’表示的1,6,9,14-四溴代三联并苯亚胺或式Ib’表示的9,14二溴代三联并苯亚胺的纯度足以满足用于进一步反应。如果需要,可以用二氯甲烷作为洗脱液进行硅胶柱层析或者用溶剂如甲醇进行萃取而进行纯化。
母核被任选进一步官能化的(杂)芳氧基或(杂)芳硫基基团取代的三联并苯亚胺Ia和Ib,可以按照本发明方法的步骤b)进行制备,该步骤为在惰性含氮碱性溶剂和碱的存在下,分别将溴化的三联并苯亚胺Ia’和Ib’与芳香族或杂芳族的醇或硫醇III反应。
用于该目的的特别有用的惰性含氮碱性溶剂为极性溶剂,特别是含氮杂环如吡啶、嘧啶、喹啉、异喹啉、喹哪啶和N-甲基吡咯烷酮,以及羧酰胺类如N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二甲基乙酰胺,不过优选N-甲基吡咯烷酮。
根据溴化的三联并苯亚胺Ia’或Ib’的溶解度,溶剂的量通常以每克三联并苯亚胺Ia’或Ib’计为5至100g,优选为10至40g。
有用的碱特别为非亲核性或仅弱亲核性化合物。这种碱的实例包括无机碱,例如碱金属氢氧化物如氢氧化钾和氢氧化钠,碱金属碳酸盐如碳酸钾和碳酸钠,以及有机碱,例如碱金属醇化物,特别是叔醇,例如叔丁醇锂,叔丁醇钠和叔丁醇钾,它们以无水的形式使用。
通常,按每摩尔被取代的溴原子计采用0.8至1.5摩尔当量的碱,优选1至1.3摩尔当量。
溴化的三联并苯亚胺Ia’或Ib’与醇或硫醇III之间的摩尔比率同样取决于所取代的溴原子数目。通常,按每1摩尔待交换的溴原子计,使用1至2摩尔III,优选使用1至1.5摩尔。
反应温度通常为50至200℃,优选为60至140℃。
建议在保护气体下进行反应。
根据溴化的三联并苯亚胺Ia’或Ib’的反应能力,反应时间约为2至48小时。
对于装置,步骤b)的工序如下进行是有利的:首先装入溶剂,再加入溴化的三联并苯亚胺Ia’或Ib’、醇或硫醇III以及碱,将所得溶液或悬浮液在搅拌下于保护气体中加热至所需的反应温度,维持2到48小时。
冷却至室温后,反应产物可以如下分离:直接过滤已经析出的反应产物或者用3至4倍体积水、稀无机酸如5~10%重量的盐酸、或者脂族醇如甲醇稀释后再进行过滤,先用少量溶剂洗涤,然后用水洗涤直到滤液呈中性,然后减压干燥。
在1,6,9,14-位置具有4个相同的烷基、链烯基或炔基基团X3(如果是所需要的取代基的话)的本发明的三联并苯亚胺Ic可以按照本发明的方法,以同样根据本发明式Ia′表示的1,6,9,14-四溴三联并苯亚胺为起始原料而方便地制得。
该该方法中,四溴三联并苯亚胺Ia’与炔V进行反应。如果需要,可以将位于X3取代基上的不饱和键进一步进行还原。
与炔V的反应是在非质子性溶剂、作为催化剂的钯配合物、作为助催化剂的铜盐和碱的存在下进行的。
此时有用的溶剂包括含有至多10个碳原子的直链和环状脂肪族醚类,例如***,正丙醚、正丁醚、1,2-乙二醇二甲醚、1,2-乙二醇二***、二氧六环以及特别是四氢呋喃。
通常,按每克四溴三联并苯亚胺Ia’计使用30至150g溶剂,优选50至80g。
所加入的碱同时起助溶剂的作用。用于该目的的有用的碱尤其包括有机含氮化合物碱,该碱能够与醚混溶且具有低于室温的熔点和高于反应温度的沸点。
优选的碱包括具有至多15个碳原子的脂肪族胺类,特别是叔胺,例如三乙胺、三正丙胺和三正丁胺,以及环状脂肪族胺类,特别是哌啶。
通常,按每克溶剂计加入0.2至1.5g碱,优选0.7至1.2g。
所用的催化剂为钯配合物,该催化剂与助催化剂铜(I)盐联合使用。
合适的钯配合物的实例包括四(三-邻-甲苯基膦)钯(0)、[1,2-二(二苯基膦基)乙烷]钯(II)氯化物、[1,1’-二(二苯基膦基)二茂铁]钯(II)氯化物、二(三乙膦)钯(II)氯化物、二(三环己基膦)钯(II)氯化物、二(三苯基膦)钯(II)醋酸盐、(2,2’-二吡啶基)钯(II)氯化物以及特别是四(三苯基膦)钯(0)、二(三苯基膦)钯(II)氯化物、二(乙腈)钯(II)氯化物和二(苄腈)钯(II)氯化物。
特别合适的铜(I)盐的实例包括碘化铜(I)和溴化铜(I)。
基于四溴三联并苯亚胺Ia’,钯配合物的用量通常为4-30mol%,优选10-20mol%,以及铜(I)盐用量通常为4-40mol%,优选15-25mol%。
四溴三联并苯亚胺与炔V的摩尔比率通常为1∶4至1∶8,特别是1∶4至1∶6。
反应温度通常为20至140℃,特别是40至90℃。
根据所用的炔V,反应可以在大气压或者通常高达50巴的高压下进行。当采用挥发性的炔例如乙炔时,必须在加压的条件下进行。
反应通常需要约1至15小时,特别是2至10小时。
根据所选的反应条件,可以制得在X3取代基中含有1,2-亚乙炔基或者1,2-亚乙烯基作为桥联基团L的三联并苯亚胺Ic。
建议具有含不饱和键的X3取代基的三联并苯亚胺Ic的制备在保护气体(例如氩气或氮气)下进行。当反应时间超过4小时和/或反应温度超过100℃时,炔键将直接被还原成烯键。
含有亚乙基L的三联并苯亚胺Ic可以通过在氢气下继续搅拌反应混合物制得。然而,随后的不饱和键的还原,例如在钯/活性炭催化下用氢进行还原,可以采用这种还原反应所常用的工序进行(参见Larock,Comprehensive Organic Transformations,VCH Publishers New York,1989,p.6-17;March,Advanced Organic Chemistry,John Wiley and SonsNew York,第4版1992,p.775 777;J.Org.Chem.45,p.4926-4931(1980))。
本发明的三联并苯亚胺Id在1,6-位被2个相同的任选进一步官能化的(杂)芳氧基或(杂)芳硫基基团取代并且在9,14-位具有2个相同如果需要取代的烷基、链烯基或炔基基团X3,该三联并苯亚胺Id可以同样按照本发明的方法方便地制得,该方法以9,14-二溴化三联并苯亚胺Ib’为起始原料,按照类似于制备三联并苯亚胺Ic的方法,采用一半数量的钯配合物、铜(I)盐和炔V进行。
对于装置,制备三联并苯亚胺Ic和Id的方法的工序如下进行是有利的:
首先向搅拌的四溴三联并苯亚胺Ia或二溴三联并苯亚胺Ib’溶液或悬浮液中加入溶剂和碱的混合物(两者基本上是无水的),通过反复地脱气和通入干燥氮气使得悬浮液中氮气达到饱和,在氮气逆流下加入铜(I)盐、钯配合物和炔V(挥发性炔例如乙炔是将预先称重的乙炔注射至密闭的装置中),将反应化合物加热至所需的反应温度,维持所需的时间。如果需要,随后注入氢气并在反应温度下进一步继续搅拌4至8小时。然后(任选在事先解压之后),在剧烈搅拌下将反应混合物直接加入到约3倍体积的等重量份的浓盐酸和冰混合物中,即不事先进行冷却,滤出粗产物,用半浓缩的盐酸进行洗涤直到滤液为无色,然后用水洗涤,直到滤液为中性,然后在减压下进行干燥。
其中X和/或Y=氰基或-NR2 2的本发明通式I的三联并苯亚胺可以通过现有技术已知的方法进行制备,其在例如EP-A-264,543、WO-A-01/16109和在先德国专利申请101 08 601.6中已经公开。
通常,本发明的三联并苯亚胺I已经达到如此高的纯度(>95%),不需要进一步进行纯化了。通过用芳香族溶剂如甲苯和二甲苯,或者卤代烃如二氯甲烷和氯仿进行重结晶,或者通过硅胶过滤溶于这些溶剂中的产物,然后进行浓缩,可以制得分析纯的产物。
本发明的三联并苯亚胺I非常适合用于均匀着色高分子量有机和无机材料,特别是例如塑料,特别是热塑性塑料、涂膜和印刷油墨,以及氧化层体系。
它们也适合用作分散助剂、有机颜料的颜料添加剂以及用作制备荧光着色剂和颜料添加剂的中间体,用于制备着色的或在电磁波谱近红外区有吸收和/发射的聚合物水分散体,在电子照相术中用作为光电导体、在电致发光和化学发光应用中作为发光体,在荧光转换、生物荧光分析以及光电学中作为活性组分,以及作为激光染料。
本发明的三联并苯亚胺I通常在670至700nm处有吸收,以及通常在710到780nm处有发射,并且它们与已知的三联并苯亚胺相比在显然更长的波长处产生吸收和发射。
实施例
a)式Ia’表示的1,6,9,14-四溴代三联并苯亚胺的制备
实施例1至10
将xg(25mmol)三联并苯亚胺II、yg作为催化剂的碘、20g(125mmol)溴和vml溶剂L的混合物在搅拌和避光的条件下加热至T℃,维持t小时。
将反应溶液冷却至室温,并用氮气吹洗过量的溴以后,减压除去溶剂。将粗产物在500ml甲醇中制成浆液,在室温下搅拌12小时,过滤,用甲醇洗涤,直到滤液几乎为无色,然后用水洗涤,干燥,以二氯甲烷为洗脱液用硅胶进行层析。
这些实验的更详细的数据及其结果汇总于表1。
表1
实施例 | 三联并苯亚胺II | x[g] | y[g] | 溶剂L | v[ml] | t[h] | T[℃] | 产率[g]/[%] | 外观 | m.p.[℃] |
1 | N,N’-二(十二烷基)三联并苯亚胺 | 21.3 | 0.13 | 氯苯 | 2000 | 8 | 80 | 23.6/81 | 蓝色-紫色,微晶 | >300 |
2 | N,N’-二(5-壬基)三联并苯亚胺 | 19.2 | 0.13 | 氯苯 | 1400 | 6 | 80 | 22.5/83 | 蓝色-紫色、微晶 | >300 |
3 | N,N’-二环己基三联并苯亚胺 | 17.0 | 0.13 | 氯苯 | 1200 | 4 | 80 | 21.9/88 | 蓝色,微晶 | >300 |
4 | N,N’-二(2,6-二异丙基-苯基)三联并苯亚胺 | 20.9 | 0.25 | 氯仿 | 1800 | 12 | 65 | 22.5/78 | 蓝色,晶体 | >300 |
5 | N,N’-二(2-吡啶基)三联并苯亚胺 | 16.7 | 0.25 | 1,1,2,2-四氯乙烷 | 1650 | 16 | 65 | 18.0/73 | 深蓝色,晶体 | >300 |
6 | N-(2,6-二异丙基苯基)-N’-甲基三联并苯亚胺 | 17.2 | 0.25 | 1,1,2,2-四氯乙烷 | 1500 | 12 | 65 | 17.8/71 | 深蓝色,晶体 | >300 |
7 | N-(2,6-二异丙基苯基)-N’-(5-壬基)三联并苯亚胺 | 20.0 | 0.25 | 氯仿 | 1500 | 12 | 65 | 20.9/75 | 蓝色,微晶 | >300 |
8 | N-环己基-N’-(2,6-二异丙基苯基)三联并苯亚胺 | 18.9 | 0.25 | 氯仿 | 1400 | 12 | 65 | 19.8/74 | 蓝色,微晶 | >300 |
9 | N-(2,6-二异丙基苯基)-N’-(2-吡啶基)三联并苯亚胺 | 18.8 | 0.25 | 氯仿 | 1800 | 12 | 65 | 20.5/77 | 深蓝色,晶体 | >300 |
10 | N-环己基-N’-甲基三联并苯亚胺 | 15.3 | 0.13 | 氯苯 | 1500 | 6 | 80 | 18.5/80 | 蓝色,微晶 | >300 |
实施例4的分析数据:
元素分析(%重量,计算值/测量值):
C:60.55/60.7;H:3.7/3.7;N:2.45/2.45;O:5.55/5.6;
Br:27.75/27.55;
质谱(FD,8kV):m/z=1145.3[M+,100%];
IR(KBr):v=1703(s,C=O),1660(s,C=O)cm-1;
UV/VIS(CHCl3):λmax(∈)=559(15850),605(46770),56(93330)nm。
实施例8的分析数据:
元素分析(%重量,计算值/测量值):
C:58.25/58.35;H:3.4/3.4;N:2.6/2.6;O:5.95/6.0;Br:29.8/29.65;
质谱(FD,8kV):m/z=1073.0[M+,100%];
IR(KBr):v=1705(s,C=O),1662(s,C=O)cm-1;
UV/VIS(CHCl3):λmax(∈)=556(16790),600(48290),52(90070)nm。
b)式Ib’表示的9,14-二溴代三联并苯亚胺的制备
实施例11至20
将xg(25mmol)三联并苯亚胺IV、yg作为催化剂的碘、10g(62.5nmol)溴和vml溶剂L的混合物在搅拌和避光的条件下加热至T℃,维持t小时。
将反应溶液冷却至室温,并用氮气吹洗过量的溴以后,减压除去溶剂。将粗产物在500ml甲醇中制成浆液,在室温下搅拌12小时,过滤,用甲醇洗涤,直到滤液几乎为无色,然后用水洗涤,干燥,以二氯甲烷为洗脱液用硅胶进行层析。
这些实验的更详细的数据及其结果汇总于表2。
表2
实施例 | 三联并苯亚胺IV | x[g] | y[g] | 溶剂L | v[ml] | t[h ] | T[℃] | 产率[g]/[%] | 外观 | m.p.[℃] |
11 | N,N’-二(十二烷基)-1,6-二苯氧基三联并苯亚胺 | 25.9 | 0.13 | 1,1,2,2-四氯乙烷 | 2500 | 12 | 65 | 22.1/74 | 深蓝色,结晶 | >300 |
12 | N,N’-二(5,-壬基)-1,6-二(对-叔丁基苯氧基)三联并苯亚胺 | 26.6 | 0.13 | 氯仿 | 2100 | 12 | 60 | 25.9/85 | 深蓝色,无定形 | 295 |
13 | N,N’-二环己基-1,6-二苯氧基三联并苯亚胺 | 21.6 | 0.13 | 氯仿 | 1600 | 12 | 60 | 20.7/81 | 深蓝色,无定形 | >300 |
14 | N,N’-二(2’,6’-二异丙基-苯基)-1,6-二苯氧基三联并苯亚胺 | 25.5 | 0.13 | 氯仿 | 1800 | 12 | 60 | 22.7/77 | 深蓝色,微晶 | >300 |
15 | N,N’-二(2’,6’-二异丙基-苯基)-1,6-二(对-叔丁基苯氧基)三联并苯亚胺 | 28.3 | 0.13 | 氯仿 | 2000 | 12 | 60 | 25.5/79 | 深蓝色,无定形 | 288 |
16 | N,N’-二(2’-吡啶基))-1,6-二苯氧基三联并苯亚胺 | 21.3 | 0.13 | 1,1,2,2-四氯乙烷 | 2100 | 12 | 65 | 14.0/72 | 深蓝色,晶体 | >300 |
17 | N-(2’,6’-二异丙基苯基)-N’-甲基-1,6-二苯氧基三联并苯亚胺 | 21.8 | 0.13 | 氯仿 | 1750 | 12 | 65 | 19.8/77 | 深蓝色,微晶 | >300 |
18 | N-(2’,6’-二异丙基苯基)-N’-(5’-壬基)-1,6-二苯氧基三联并苯亚胺 | 24.6 | 0.13 | 氯仿 | 2000 | 12 | 60 | 21.7/76 | 深蓝色,微晶 | >300 |
19 | N-(2’,6’-二异丙基苯基)-N’-环己基-1,6-二苯氧基三联并苯亚胺 | 23.5 | 0.13 | 氯仿 | 1750 | 12 | 60 | 22.5/82 | 深蓝色,晶体 | >300 |
20 | N-(2’,6’-二异丙基苯基)-N’-环己基-1,6-二(对-叔丁基苯氧基)三联并苯亚胺 | 26.3 | 0.13 | 氯仿 | 1850 | 12 | 60 | 25.4/84 | 深蓝色,微晶 | 256 |
实施例14的分析数据:
元素分析(%重量,计算值/测量值):
C:71.45/71.6;H:4.45/4.5;N:2.4/2.4;O:8.15/8.2;Br:13.55/13.3;
质谱(FD,8kV):m/z=1175.7[M+,100%];
IR(KBr):v=1705(s,C=O),1662(s,C=O)cm-1;
UV/VIS(CHCl3):λmax(∈)=553(9750),616(51330),661(111530)nm。
实施例15的分析数据:
元素分析(%重量,计算值/测量值):
C:72.65/72.7;H:5.3/5.3;N:2.2/2.2;O:7.45/7.5;Br:12.4/12.3;
质谱(FD,8kV):m/z=1287.8[M+,100%];
IR(KBr):v=1704(s,C=O),1662(s,C=O)cm-1;
UV/VIS(CHCl3):λmax(∈)=551(10080),615(55000),659(106780)nm。
实施例19的分析数据:
元素分析(%重量,计算值/测量值):
C:69.95/70.0;H:4.2/4.2;N:2.55/2.6;O:8.75/8.8;Br:14.55/14.4;
质谱(FD,8kV):m/z=1198.0[M+,100%];
IR(KBr):v=1705(s,C=O),1660(s,C=O)cm-1;
UV/VIS(CHCl3):λmax(∈)=552(11040),616(53790),660(113460)nm。
实施例20的分析数据:
元素分析(%重量,计算值/测量值)
C:71.4/71.6;H:5.15/5.2;N:2.3/2.3;O:7.95/8.0;Br:13.2/12.9;
质谱(FD,8kV):m/z=1209.9[M+,100%];
IR(KBr):v=1705(s,C=O),1662(s,C=O)cm-1;
UV/VIS(CHCl3):λmax(∈)=550(10730),614(58490),657(111110)nm。
c)式I表示的1,6,9,14四取代三联并苯亚胺的制备,其中X和Y≠Br
实施例21至50
将xg(10mmol)实施例B中制备的四-或二-溴代的三联并苯亚胺Ia’或Ib’、yg(y1mmol)醇或硫醇III、zg(z1mmol)无水碳酸钾和vml N-甲基吡咯烷酮的混合物在保护气体氛围下搅拌加热至T℃,维持t小时。冷却至室温后,直接滤出反应产物(实施例22、30和32),或者用3倍体积的5%盐酸(实施例24、26、28、29、35、36、43、45、48、49)或甲醇(实施例21、23、25、27、31、33、34、37-42、44、46、47、50)稀释后滤出反应产物,然后首先用少量溶剂(实施例22、30、32)或相同的溶剂和稀释剂的混合物(实施例21、23-29、31、33-50)洗涤,然后用水洗涤,直到滤液为中性,然后于120℃下减压干燥。
这些实验的更详细的数据及其结果汇总于表3。
表3
实施例 | x[g] | 制备三联并苯亚胺的实施例 | y[g] | y1[mmol] | (硫)醇III | z[g] | z1[mmol] | v[ml] | t[h] | T[℃] | 收率[g]/[%] | 外观 | m.p.[℃] |
21 | 11.7 | 1 | 10.3 | 50 | 叔-辛基苯酚 | 3.45 | 25 | 300 | 8 | 80 | 13.8/83 | 深蓝色,微晶 | >300 |
22 | 11.7 | 1 | 6.6 | 60 | 硫代苯酚 | 4.15 | 30 | 300 | 12 | 70 | 10.0/78 | 深蓝色,微晶 | >300 |
23 | 10.8 | 2 | 4.25 | 45 | 苯酚 | 3.10 | 22.5 | 250 | 6 | 95 | 9.3/82 | 深蓝色,无定形的 | >300 |
24 | 9.95 | 3 | 7.5 | 50 | 叔丁基苯酚 | 3.45 | 25 | 150 | 6 | 95 | 10.8/85 | 黑蓝色,无定形的 | >300 |
25 | 9.95 | 3 | 6.6 | 60 | 硫代苯酚 | 4.15 | 30 | 150 | 12 | 70 | 8.8/79 | 深蓝色,无定形的 | >300 |
26 | 9.95 | 3 | 11.0 | 50 | 对-碘苯酚 | 3.45 | 25 | 150 | 8 | 80 | 12.6/81 | 深蓝色,无定形的 | >300 |
27 | 11.5 | 4 | 4.7 | 50 | 苯酚 | 3.45 | 25 | 250 | 6 | 95 | 10.5/87 | 深蓝色,晶体 | >300 |
28 | 11.5 | 4 | 9.9 | 45 | 对-碘苯酚 | 3.10 | 22.5 | 250 | 8 | 80 | 13.6/80 | 深蓝色,晶体 | >300 |
29 | 11.5 | 4 | 10.3 | 50 | 叔-辛基苯酚 | 3.45 | 25 | 250 | 8 | 80 | 13.2/80 | 深蓝色,晶体 | >300 |
30 | 11.5 | 4 | 6.6 | 60 | 硫代苯酚 | 4.15 | 30 | 250 | 12 | 70 | 9.8/77 | 黑蓝色,微晶 | >300 |
31 | 9.85 | 5 | 10.3 | 50 | 叔-辛基苯酚 | 3.45 | 25 | 350 | 8 | 80 | 12.3/83 | 深蓝色,晶体 | >300 |
实施例 | x[g] | 制备三联并苯亚胺的实施例 | y[g] | y1[mmol] | (硫)醇III | z[g] | z1[mmol] | v[ml] | t[h] | T[℃] | 收率[g]/[%] | 外观 | m.p.[℃] |
32 | 9.85 | 5 | 6.6 | 60 | 硫代苯酚 | 4.15 | 30 | 350 | 12 | 70 | 8.6/78 | 黑蓝色,微晶 | >300 |
33 | 10.0 | 6 | 7.5 | 50 | 叔丁基苯酚 | 3.45 | 25 | 300 | 6 | 95 | 10.8/84 | 深蓝色,晶体 | >300 |
34 | 11.2 | 7 | 7.5 | 50 | 叔丁基苯酚 | 3.45 | 25 | 200 | 6 | 95 | 11.4/82 | 深蓝色,晶体 | >300 |
35 | 10.7 | 8 | 9.9 | 45 | 对-碘苯酚 | 3.10 | 22.5 | 250 | 8 | 80 | 13.0/80 | 深蓝色,微晶 | >300 |
36 | 10.7 | 8 | 10.3 | 50 | 叔-辛基苯酚 | 3.45 | 25 | 250 | 8 | 80 | 12.9/82 | 深蓝色,晶体 | >300 |
37 | 10.7 | 8 | 6.6 | 60 | 硫代苯酚 | 4.15 | 30 | 250 | 12 | 70 | 9.0/76 | 黑蓝色,微晶 | >300 |
38 | 10.7 | 9 | 10.3 | 50 | 叔-辛基苯酚 | 3.45 | 25 | 300 | 8 | 80 | 12.7/81 | 深蓝色,微晶 | >300 |
39 | 10.7 | 9 | 6.6 | 60 | 硫代苯酚 | 4.15 | 30 | 300 | 12 | 70 | 8.9/75 | 黑蓝色,微晶 | >300 |
40 | 9.3 | 10 | 7.5 | 50 | 叔丁基苯酚 | 3.45 | 25 | 350 | 6 | 95 | 9.6/80 | 深蓝色,微晶 | >300 |
41 | 11.95 | 11 | 3.3 | 30 | 硫代苯酚 | 2.10 | 15 | 200 | 12 | 70 | 9.6/77 | 黑蓝色,微晶 | >300 |
42 | 12.2 | 12 | 3.3 | 30 | 硫代苯酚 | 2.10 | 15 | 150 | 12 | 70 | 9.6/75 | 黑蓝色,无定形的 | >300 |
43 | 8.65 | 13 | 5.5 | 25 | 对-碘苯酚 | 1.75 | 12.5 | 100 | 8 | 80 | 10.5/81 | 深蓝色,无定形的 | >300 |
实施例 | x[g] | 制备三联并苯亚胺的实施例 | y[g] | y1[mmol] | (硫)醇III | z[g] | z1[mmol] | v[ml] | t[h] | T[℃] | 收率[g]/[%] | 外观 | m.p.[℃] |
44 | 10.2 | 14 | 3.3 | 30 | 硫代苯酚 | 2.10 | 15 | 200 | 12 | 70 | 9.8/79 | 深蓝色,微晶 | >300 |
45 | 11.3 | 15 | 5.5 | 25 | 对-碘苯酚 | 1.75 | 12.5 | 150 | 8 | 80 | 13.0/83 | 深蓝色,无定形的 | >300 |
46 | 8.55 | 16 | 3.3 | 30 | 硫代苯酚 | 2.10 | 15 | 200 | 12 | 70 | 8.1/76 | 深蓝色,微晶 | >300 |
47 | 10.3 | 17 | 3.3 | 30 | 硫代苯酚 | 2.10 | 15 | 200 | 12 | 70 | 8.6/79 | 黑蓝色,微晶 | >300 |
48 | 11.45 | 18 | 5.5 | 25 | 对-碘苯酚 | 1.75 | 12.5 | 200 | 8 | 80 | 11.7/82 | 深蓝色,无定形的 | >300 |
49 | 9.4 | 19 | 5.5 | 25 | 对-碘苯酚 | 1.75 | 12.5 | 150 | 8 | 80 | 11.7/85 | 深蓝色,无定形的 | >300 |
50 | 10.55 | 20 | 3.3 | 30 | 硫代苯酚 | 2.10 | 15 | 150 | 12 | 70 | 10.2/80 | 黑蓝色,无定形的 | >300 |
实施例27的分析数据:
元素分析(%重量,计算值/测量值)
C:81.85/81.8;H:5.2/5.2;N:2.3/2.35;O:10.65/10.65;
质谱(FD,8kV):m/z=1202.7[M+,100%];
IR(KBr):v=1709(s,C=O),1668(s,C=O)cm-1;
UV/VIS(CHCl3):λmax(∈)=630(61010),678(143210)nm。
实施例28的分析数据:
元素分析(%重量,计算值/测量值)
C:57.7/57.6;H:3.4/3.4;N:1.65/1.65;O:7.5/7.55;I:29.75/29.8;
质谱(FD,8kV):m/z=1706.5[M+,100%];
IR(KBr):v=1708(s,C=O),1669(s,C=O)cm-1;
UV/VIS(CHCl3):λmax(∈)=626(50330),675(124000)nm。
实施例29的分析数据:
元素分析(%重量,计算值/测量值)
C:82.85/82.8;H:7.7/7.7;N:1.7/1.7;O:7.75/7.8;
质谱(FD,8kV):m/z=1651.2[M+,100%];
IR(KBr):v=1708(s,C=O),1668(s,C=O)cm-1;
UV/VIS(CHCl3):λmax(∈)=625(52930),677(128770)nm。
实施例30的分析数据:
元素分析(%重量,计算值/测量值)
C:77.7/77.5;H:4.95/5.0;N:2.2/2.2;O:5.05/5.1;S:10.1/10.2;
质谱(FD,8kV):m/z=1266.9[M+,100%];
IR(KBr):v=1706(s,C=O),1667(s,C=O)cm-1;
UV/VIS(CHCl3):λmax(∈)=638(67860),694(157030)nm。
实施例35的分析数据:
元素分析(%重量,计算值/测量值)
C:56.05/55.9;H:3.2/3.2;N:1.7/1.7;O:7.85/7.9;I:31.2/31.3;
质谱(FD,8kV):m/z=1628.4[M+,100%];
IR(KBr):v=1709(s,C=O),1667(s,C=O)cm-1;
UV/VIS(CHCl3):λmax(∈)=624(53220),667(129770)nm。
实施例36的分析数据:
元素分析(%重量,计算值/测量值)
C:82.4/82.3;H:7.7/7.7;N:1.8/1.8;O:8.1/8.2;
质谱(FD,8kV):m/z=1573.5[M+,100%];
IR(KBr):v=1709(s,C=O),1667(s,C=O)cm-1;
UV/VIS(CHCl3):λmax(∈)=624(54010),673(129770)nm。
实施例37的分析数据:
元素分析(%重量,计算值/测量值)
C:76.75/76.6;H:4.75/4.75;N:2.35/2.35;O:5.4/5.45;S:10.75/10.85;
质谱(FD,8kV):m/z=1188.9[M+,100%];
IR(KBr):v=1707(s,C=O),1668(s,C=O)cm-1;
UV/VIS(CHCl3):λmax(∈)=635(68880),691(160210)nm。
实施例49的分析数据:
元素分析(%重量,计算值/测量值)
C:66.3/66.2;H:3.95/3.95;N:2.05/2.1;O:9.3/9.35;I:18.4/18.4;
质谱(FD,8kV):m/z=1376.3 [M+,100%];
IR(KBr):v=1709(s,C=O),1667(s,C=O)cm-1;
UV/VIS(CHCl3):λmax(∈)=624(56040),672(134830)nm。
实施例50的分析数据:
元素分析(%重量,计算值/测量值)
C:79.5/79.3;H:5.7/5.7;N:2.2/2.2;O:7.55/7.7;S:5.05/5.1;
质谱(FD,8kV):m/z=1269.0[M+,100%];
IR(KBr):v=1708(s,C=O),1669(s,C=O)cm-1;
UV/VIS(CHCl3):λmax(∈)=630(61650),686(143410)nm。
Claims (10)
1、通式I表示的1,6,9,14-四取代三联并苯四甲酰二亚胺,
其中参数定义如下:
X和Y分别独立地为
溴;氰基;
芳氧基、芳硫基、杂芳氧基或杂芳硫基,它们分别可以被C1-C12-烷基、C1-C12-烷氧基、-COOR1、-SO3R1、卤素、羟基、羧基、氰基、-CONHR2和/或-NHCOR2单取代或者多取代;
式-L-R3基团;
式-NR22基团;
R和R’分别独立地为
氢;
碳链中可***一个或者多个-O-、-S-、-NR1-、-CO-和/或-SO2-基团的C1-C30-烷基,且该烷基可以被氰基、C1-C6-烷氧基、芳基和/或5至7元杂环基单取代或多取代,其中芳基可以被C1-C18-烷基或C1-C6-烷氧基取代,杂环基通过氮原子连接,并且可以包含其它杂原子且可以是芳香性的;
碳骨架中可***一个或者多个-O-、-S-和/或-NR1-基团的C5-C8-环烷基,和/或该环烷基可以被C1-C6-烷基单取代或多取代;
可被以下基团单取代或多取代的芳基或杂芳基:C1-C18-烷基、C1-C6-烷氧基、氰基、-CONHR2、-NHCOR2和/或分别可以被C1-C10-烷基、C1-C6-烷氧基或氰基取代的芳基或杂芳基偶氮基;
L为1,2-亚乙基、1,2-亚乙烯基或1,2-亚乙炔基;
R1为氢或C1-C6-烷基;
R2为氢;C1-C18-烷基;分别可以被C1-C6-烷基、C1-C6-烷氧基、卤素、羟基、羧基或氰基取代的芳基或杂芳基;
R3为碳链中可***一个或者多个-O-、-S-、-NR1-、-CO-和/或-SO2-基团的C1-C18-烷基,且该烷基可以被-COOR1、-SO3R1、羟基、氰基、C1-C6-烷氧基、芳基和/或5至7元杂环基单取代或多取代,其中芳基可以被C1-C18-烷基或C1-C6-烷氧基取代,杂环基通过氮原子连接,并且可以包含其它杂原子且可以是芳香性的。
2、权利要求1所述的通式I表示的1,6,9,14-四取代三联并苯四甲酰二亚胺,其中参数定义如下:
X和Y分别独立地为
溴;氰基;
苯氧基、苯硫基、吡啶氧基或吡啶硫基,它们分别可以被C1-C12-烷基、C1-C12-烷氧基、-COOR1、卤素、羟基、羧基、氰基、-CONHR2和/或-NHCOR2单取代或者多取代;
式-L-R3基团;
R和R’分别独立地为
氢;
碳链中可***一个或者多个-O-和/或-CO-基团的C1-C30-烷基,且该烷基可以被氰基、C1-C6-烷氧基和/或可被C1-C18-烷基或C1-C6-烷氧基取代的芳基取代;
可以被C1-C6-烷基单取代或多取代的C5-C8-环烷基;
可被C1-C18-烷基、C1-C6-烷氧基、氰基、-CONHR2和/或-NHCOR2单取代或多取代的苯基、萘基或吡啶基;
L为1,2-亚乙烯基或1,2-亚乙炔基;
R1为氢或C1-C6-烷基;
R2为氢;C1-C18-烷基;可以被C1-C6-烷基、C1-C6-烷氧基、卤素、羟基、羧基或氰基取代的苯基;
R3为碳链中可***一个或者多个-O-和/或-CO-基团的C1-C18-烷基,且该烷基可以被-COOR1、羟基、氰基、C1-C6-烷氧基和/或可被C1-C18-烷基或C1-C6-烷氧基取代的芳基单取代或多取代。
3、一种制备通式Ia表示的1,6,9,14-四取代三联并苯四甲酰二亚胺的方法,
其中参数定义如下:
X1为溴;芳氧基、芳硫基、杂芳氧基或杂芳硫基,它们分别可以被C1-C12-烷基、C1-C12-烷氧基、-COOR1、-SO3R1、卤素、羟基、羧基、氰基、-CONHR2和/或-NHCOR2单取代或多取代;
R和R’分别独立地为
氢;
碳链中可***一个或者多个-O-、-S-、-NR1-、-CO-和/或-SO2-基团的C1-C30-烷基,且该烷基可以被氰基、C1-C6-烷氧基、芳基和/或5至7元杂环基单取代或多取代,其中芳基可以被C1-C18-烷基或C1-C6-烷氧基取代,杂环基通过氮原子连接,并且可以包含其它杂原子且可以是芳香性的;
碳骨架中可***一个或者多个-O-、-S-和/或-NR1-基团的C5-C8-环烷基,和/或该环烷基可以被C1-C6-烷基单取代或多取代;
可被以下基团单取代或多取代的芳基或杂芳基:C1-C18-烷基、C1-C6-烷氧基、氰基、-CONHR2、-NHCOR2和/或分别可以被C1-C10-烷基、C1-C6-烷氧基或氰基取代的芳基或杂芳基偶氮基;
R1为氢或C1-C6-烷基;
R2为氢;C1-C18-烷基;分别可以被C1-C6-烷基、C1-C6-烷氧基、卤素、羟基、羧基或氰基取代的芳基或杂芳基;
该方法包括:
a)将通式II表示的三联并苯四甲酰二亚胺
与溴元素在作为溶剂的卤代烃的存在下进行反应,制得通式Ia’表示的1,6,9,14-四溴三联并苯四甲酰二亚胺,
以及,如果需要,
将步骤a)中所得的四溴三联并苯四甲酰二亚胺Ia’在惰性含氮碱性溶剂和碱的存在下与通式III表示的醇或硫醇反应,其中X1≠溴,
X1-H III
转化成式Ia表示的1,6,9,14-四取代三联并苯四甲酰二亚胺,其中X1≠溴。
4、一种制备通式Ib表示的1,6,9,14-四取代三联并苯四甲酰二亚胺的方法,
其中参数定义如下:
X2为芳氧基、芳硫基、杂芳氧基或杂芳硫基,它们分别可以被C1-C12-烷基、C1-C12-烷氧基、-COOR1、-SO3R1、氰基、-CONHR4和/或-NHCOR4单取代或多取代,
X1为溴;芳氧基、芳硫基、杂芳氧基或杂芳硫基,它们分别可以被C1-C12-烷基、C1-C12-烷氧基、-COOR1、-SO3R1、卤素、羟基、羧基、氰基、-CONHR2和/或-NHCOR2单取代或多取代;
R和R’分别独立地为
氢;
碳链中可***一个或者多个-O-、-S-、-NR1-、-CO-和/或-SO2-基团的C1-C30-烷基,且该烷基可以被氰基、C1-C6-烷氧基、芳基和/或5至7元杂环基单取代或多取代,其中芳基可以被C1-C18-烷基或C1-C6-烷氧基取代,杂环基通过氮原子连接,并且可以包含其它杂原子且可以是芳香性的;
碳骨架中可***一个或者多个-O-、-S-和/或-NR1-基团的C5-C8-环烷基,和/或该环烷基可以被C1-C6-烷基单取代或多取代;
可被以下基团单取代或多取代的芳基或杂芳基:C1-C18-烷基、C1-C6-烷氧基、氰基、-CONHR2、-NHCOR2和/或分别可以被C1-C10-烷基、C1-C6-烷氧基或氰基取代的芳基或杂芳基偶氮基;
R1为氢或C1-C6-烷基;
R2为氢;C1-C18-烷基;分别可以被C1-C6-烷基、C1-C6-烷氧基、卤素、羟基、羧基或氰基取代的芳基或杂芳基;
R4为C1-C18-烷基;各自可被C1-C6-烷基、C1-C6-烷氧基、羟基或氰基取代的芳基或杂芳基,
该方法包括:
a)将通式IV表示的1,6-二取代三联并苯四甲酰二亚胺
与溴元素在作为溶剂的卤代烃的存在下进行反应,制得通式Ib’表示的9,14-二溴代的三联并苯四甲酰二亚胺,
以及,如果需要,
b)将步骤a)中所得的9,14-二溴代三联并苯四甲酰二亚胺Ib’在惰性含氮碱性溶剂和碱的存在下与通式III表示的醇或硫醇反应,其中X1≠溴
X1-H III
转化成式Ib表示的1,6,9,14-四取代三联并苯四甲酰二亚胺,其中X1≠溴。
5、一种制备通式Ic表示的1,6,9,14-四取代三联并苯四甲酰二亚胺的方法,
其中参数定义如下:
X3为式-L-R3表示的基团;
R和R’分别独立地为
氢;
碳链中可***一个或者多个-O-、-S-、-NR1-、-CO-和/或-SO2-基团的C1-C30-烷基,且该烷基可以被氰基、C1-C6-烷氧基、芳基和/或5至7元杂环基单取代或多取代,其中芳基可以被C1-C18-烷基或C1-C6-烷氧基取代,杂环基通过氮原子连接,并且可以包含其它杂原子且可以是芳香性的;
碳骨架中可***一个或者多个-O-、-S-和/或-NR1-基团的C5-C8-环烷基,和/或该环烷基可以被C1-C6-烷基单取代或多取代;
可被以下基团单取代或多取代的芳基或杂芳基:C1-C18-烷基、C1-C6-烷氧基、氰基、-CONHR2、-NHCOR2和/或分别可以被C1-C10-烷基、C1-C6-烷氧基或氰基取代的芳基或杂芳基偶氮基;
L为1,2-亚乙基、1,2-亚乙烯基或1,2-亚乙炔基;
R1为氢或C1-C6-烷基;
R2为氢;C1-C18-烷基;分别可以被C1-C6-烷基、C1-C6-烷氧基、卤素、羟基、羧基或氰基取代的芳基或杂芳基;
R3为碳链中可***一个或者多个-O-、-S-、-NR1-、-CO-和/或-SO2-基团的C1-C18-烷基,且该烷基可以被-COOR1、-SO3R1、羟基、氰基、C1-C6-烷氧基、芳基和/或5至7元杂环基单取代或多取代,其中芳基可以被C1-C18-烷基或C1-C6-烷氧基取代,杂环基通过氮原子连接,并且可以包含其它杂原子且可以是芳香性的,
该方法包括将通式Ia’表示的1,6,9,14-四溴三联并苯四甲酰二亚胺
在非质子溶剂、作为催化剂的钯配合物、作为助催化剂的铜盐以及碱的存在下,与通式V表示的1-炔进行反应,
H-C≡C-R3 V
以及,如果需要,进一步还原所得的1,6,9,14-四取代三联并苯四甲酰二亚胺的X3基团中存在的不饱和键。
6、一种制备通式Id表示的1,6,9,14-四取代三联并苯四甲酰二亚胺的方法,
其中参数定义如下:
X2为芳氧基、芳硫基、杂芳氧基或杂芳硫基,它们分别可以被C1-C12-烷基、C1-C12-烷氧基、-COOR1、-SO3R1、氰基、-CONHR4和/或-NHCOR4单取代或多取代;
X3为式-L-R3表示的基团;
R和R’相同或者不同,分别独立地为
氢;
碳链中可***一个或者多个-O-、-S-、-NR1-、-CO-和/或-SO2-基团的C1-C30-烷基,且该烷基可以被氰基、C1-C6-烷氧基、芳基和/或5至7元杂环基单取代或多取代,其中芳基可以被C1-C18-烷基或C1-C6-烷氧基取代,杂环基通过氮原子连接,并且可以包含其它杂原子且可以是芳香性的;
碳骨架中可***一个或者多个-O-、-S-和/或-NR1-基团的C5-C8-环烷基,和/或该环烷基可以被C1-C6-烷基单取代或多取代;
可被以下基团单取代或多取代的芳基或杂芳基:C1-C18-烷基、C1-C6-烷氧基、氰基、-CONHR2、-NHCOR2和/或分别可以被C1-C10-烷基、C1-C6-烷氧基或氰基取代的芳基或杂芳基偶氮基;
L为1,2-亚乙基、1,2-亚乙烯基或1,2-亚乙炔基;
R1为氢或C1-C6-烷基;
R2为氢;C1-C18-烷基;分别可以被C1-C6-烷基、C1-C6-烷氧基、卤素、羟基、羧基或氰基取代的芳基或杂芳基;
R3为碳链中可***一个或者多个-O-、-S-、-NR1-、-CO-和/或-SO2-基团的C1-C18-烷基,且该烷基可以被-COOR1、-SO3R1、羟基、氰基、C1-C6-烷氧基、芳基和/或5至7元杂环基单取代或多取代,其中芳基可以被C1-C18-烷基或C1-C6-烷氧基取代,杂环基通过氮原子连接,并且可以包含其它杂原子且可以是芳香性的,
R4为C1-C18-烷基;各自可被C1-C6-烷基、C1-C6-烷氧基、卤素、羟基、羧基或氰基取代的芳基或杂芳基,
该方法包括将通式Ib’表示的9,14-二溴代三联并苯四甲酰二亚胺
在非质子溶剂、作为催化剂的钯配合物、作为助催化剂的铜盐以及碱的存在下,与通式V表示的1-炔进行反应,
H-C≡C-R3 V
以及,如果需要,进一步还原所得的1,6,9,14-四取代三联并苯四甲酰二亚胺的X3基团中存在的不饱和键。
7、权利要求1或2所述的通式I表示的1,6,9,14-四取代三联并苯四甲酰二亚胺用于着色高分子量有机和无机材料的用途。
8、权利要求1或2所述的通式I表示的1,6,9,14-四取代三联并苯四甲酰二亚胺用作分散助剂、有机颜料用的颜料添加剂以及用作制备荧光着色剂和颜料添加剂的中间体的用途。
9、权利要求1或2所述的通式I表示的1,6,9,14-四取代三联并苯四甲酰二亚胺用于制备着色的或在电磁波谱近红外区有吸收和/发射的聚合物水分散体的用途。
10、权利要求1或2所述的通式I表示的1,6,9,14-四取代三联并苯四甲酰二亚胺在电致发光和化学发光应用中作为发光体,在荧光转换、生物荧光分析以及光电学中作为活性组分,以及作为激光染料的用途。
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