双s,s-二氧-二苯并噻吩并五元环单体及其制备方法与聚合物的制作方法_3

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2, 7-二溴-N-(2-癸基十四烷基)咔唑 (2.91g,4.4mmol)溶液。滴毕将温度升高到-20°C反应2小时。将反应液浓缩并用20mL 乙腈溶解,在〇°C下反应,此时加入三乙胺(6.2mL,44mmol)。再将反应液缓慢升至室温,过 夜反应。将反应液浓缩,过层析柱,洗脱剂极性为石油醚/二氯甲烷(5:1),得到粉末固体 (1.59g, 48%)〇MS(APCI) :m/z(%) :754.8[M+].
[0106] 5)3, 6-二甲亚磺酰基-2,7-二溴-N-(2-癸基十四烷基)咔唑(15)的制备:将 3, 6-二甲硫基-2, 7-二溴-N-(2-癸基十四烷基)咔唑(7. 54g,lOmmol)用乙腈溶解,在冰 浴条件下搅拌,此时加入双氧水(〇.68g,20mmol)反应8小时。反应结束后将反应液萃取, 浓缩,得到粗产物(6.29g,80% )。MS(APCI) :m/z(% )JSe.SDMl-DlOy] 6)3, 6-二甲亚磺酰基-2, 7-二(3-溴苯基)-N-(2-癸基十四烷基)咔唑(16)的 制备:将30mL浓度为2M的碳酸钾水溶液,间溴苯硼酸(3. 5g,12. 5mmol)和3, 6-二甲亚磺 酰基-2, 7-二溴-N-(2-癸基十四烷基)咔唑(3. 93g,5mmol)加入到反应瓶中,加入IOOmL 甲苯,通氮气。反应温度升至90°C时加入350mg四三苯基膦钯和190mg四丁基溴化铵,反应 24小时。停止反应并冷却到室温,用二氯甲烷萃取1~3次。将有机层旋干之后用200~ 300目硅胶过层析柱,洗脱剂的极性是石油醚/乙酸乙酯(3:1),得到产物(2. 34g,50%)。 MS(APCI) :m/z(%) :939.0[M+],
[0108] 7) 3, 9-二溴-双(二苯并噻吩)并吡咯(17)的制备:将3, 6-二甲亚磺酰 基-2,7-二(3-溴苯基)4-(2-癸基十四烷基)咔唑(1.888,2臟〇1)加入到4.21^三氟甲 烷磺酸中,室温下反应24小时。反应结束后将反应液滴加到冰水中,抽滤得到滤渣并晾干。 将滤渣溶于50mL吡啶中,氮气下加热回流8小时。停止反应并冷却到室温,萃取并用盐酸处 理,用石油醚进行柱层析,乙醇重结晶得到粉末固体(0. 53g,30% )。元素分析:C48H59Br2NS2 理论值:C65. 97%,H6. 80%,NL60%,S7. 34 %;实测值:C65. 59%,H6. 89%,N 1. 67% ,S7. 22% .
[0109] 8) 3, 9-二溴-双(S,S-二氧-二苯并噻吩)并吡咯(M-3)的制备:将3, 9-二溴-双 (二苯并噻吩)并吡略(I. 3g,I. 5mmol)和3-氯过氧苯甲酸(5. 16g, 30mmol)溶于200mL二 氯甲烷中,冰浴条件下反应10小时。反应结束后将反应液倒入10%质量浓度的氢氧化钠水 溶液中搅拌30分钟。有机层用水洗(150mLX3),浓缩并过层析柱,洗脱剂极性为二氯甲烷/ 乙酸乙酯(5:1),用乙醇重结晶得到粉末固体(844mg, 60% )。元素分析:C50H67Br2NO2S2理论 值:C61.47% ,H6. 34%,N1.49%,S6. 84%;实测值:C61. 98%,H5. 97%,N1.72%,S 7. 14% .
[0110] 实施例4
[0111] 2, 10-二溴-双(S,S-二氧-二苯并噻吩)并吡咯(M-4)的合成
[0112]
[0113] 1)3, 6-二甲亚磺酰基-2, 7-二(4-溴苯基)-N-(2-癸基十四烷基)咔唑(18)的 制备:将30mL浓度为2M的碳酸钾水溶液,对溴苯硼酸(3. 5g,12. 5mmol)和3, 6-二甲亚磺 酰基-2, 7-二溴-N-(2-癸基十四烷基)咔唑(3. 93g,5mmol)加入到反应瓶中,加入IOOmL 甲苯,通氮气。反应温度升至90°C时加入350mg四三苯基膦钯和190mg四丁基溴化铵,反应 24小时。停止反应并冷却到室温,用二氯甲烷萃取2~3次。将有机层旋干之后用200~ 300目硅胶过层析柱,洗脱剂的极性是石油醚/乙酸乙酯(3:1),得到产物(2. 71g,58%)。 MS(APCI) :m/z(%) :939.0[M+],
[0114] 2)2, 10-二溴-双(二苯并噻吩)并吡咯(19)的制备:将3,6-二甲亚磺酰 基-2,7-二(4-溴苯基)4-(2-癸基十四烷基)咔唑(1.888,2臟〇1)加入到4.21^三氟 甲烷磺酸中,室温下反应24小时。反应结束后将反应液滴加到冰水中,抽滤得到滤渣并晾 干。将滤渣溶于50mL吡啶中,氮气下加热回流8小时。停止反应并冷却到室温,萃取并用 盐酸中和其中的吡啶。用石油醚过层析柱,并用乙醇重结晶得到粉末固体(I. 31g,75% )。 元素分析:C50H67Br2NO2S2理论值:C65. 97%,H6. 80%,N1. 60%,S7. 34% ;实测值:C 66. 56% ,H6. 47% ,N1. 33% ,S7. 65% .
[0115] 3)2, 10-二溴-双(S,S-二氧-二苯并噻吩)并吡咯(M-4)的制备:将2, 10-二 溴-双(二苯并噻吩)并吡略(I. 3g,L5mmol)和3-氯过氧苯甲酸(5. 16g, 30mmol)溶 于200mL二氯甲烷中,冰浴下搅拌10小时。反应结束后将反应液倒入10%质量浓度的氢 氧化钠水溶液中搅拌30分钟。有机层用水洗(150mLX3),浓缩并过层析柱,洗脱剂极性 为二氯甲烷/乙酸乙酯(5:1),用乙醇重结晶得到粉末固体(1.13g,80%)。元素分析: C50H67Br2NO2S2理论值:C61.47%,H6. 34%,N1.49%,S6. 84%;实测值:C61. 77%,H 6. 01%,NI. 81% ,S6. 59% .
[0116] 实施例5
[0117] 5, 7-二溴-双(S,S-二氧-二苯并噻吩)并吡咯(M-5)的合成 (KerszulisJ.A. ,AmbC.M. ,DyerA.L. ,etal.Followtheyellowbrick road:structuraloptimizationofvibrantyellow-t〇-transmissiveelectrochromic conjugatedpolymers[J].Macromolecules, 2014, 47(16):5462-5469.)
[0118]
[0119]I) 2, 7-二硼酸酯-N-(2-癸基十四烷基)咔唑(20)的制备:将2, 7-二溴-N-(2-癸 基十四烷基)咔唑(13. 2g,20mmol)溶于120mL绝干四氢呋喃中,室温溶解后放入-80°C 低温反应器中,氩气下缓慢滴加浓度为2. 4M的正丁基锂的正己烷溶液(25mL,60mmol), 保温反应2小时,之后快速加入2-异丙基-4, 4, 5, 5-四甲基_1,3, 2-二氧杂硼烷 (16. 3mL,80mmol),保温反应40分钟之后在室温下过夜反应。停止反应将反应液倒入水中 淬灭,将反应液浓缩并用二氯甲烷萃取,用柱层析法纯化处理,以200~300目硅胶为固定 相,洗脱剂为石油醚/二氯甲烷(2:1),得到淡黄色透明粘稠液体(9. 8g,65%)。MS(APCI): m/z(% ) :756. 8[M+].
[0120] 2)2, 7-二(2-甲亚磺酰苯基)-N-(2-癸基十四烷基)咔唑(21)的制备:将 2, 7-二硼酸酯-N- (2-癸基十四烷基)咔唑(20g,26. 5mmol),1-溴-2-甲亚磺酰苯 (14. 5g,66mmol),四丁基溴化铵(0? 84g,2. 6mmol)和130mL浓度为2M的碳酸钾水溶液加入 至Ij500mL的三口圆底烧瓶中,并加入300mL甲苯充分溶解,氩气条件下加热回流搅拌,温 度稳定在90°C时加入四(三苯基膦)钯(I. 5g,I. 3mmol),密封好反应瓶,加热回流过夜反 应。之后停止反应并且冷却到室温,用水洗反应液2~3次,之后将反应液浓缩过层析柱, 硅胶200~300目,洗脱剂为石油醚/乙酸乙酯(3:1),最终得到淡黄色油状液体,产物有 (16. 5g, 80%)〇MS(APCI) :m/z(%) :781.2[M+].
[0121] 3)双(二苯并噻吩)并吡咯(22)的制备:将2, 7-二(2-甲亚磺酰苯基)-N-(2-癸 基十四烷基)咔唑(5g,6. 4mmol)溶于9mL的三氟甲烷磺酸中反应,同时反应瓶密封,反应8 小时。停止反应将反应液滴加到冰水中,抽滤得到滤渣并晾干。将滤渣溶于IOOmL吡啶中, 氩气下加热回流8小时。停止反应并且冷却到室温,盐酸中和并用二氯甲烷萃取,干燥后 用200~300目硅胶柱层析(石油醚/二氯甲烷=5:1),用乙醇重结晶得到黄色粉末固体 (2. 6g,56% )。MS(APCI) :m/z(% ) :716. 5 [M+] ?元素分析:C48H61NS2,理论值:C80. 50%,H 8. 59%,N1. 96%,S8. 96% ;实测值:C80. 85%,H8. 23%,N2. 10%,S8. 75%。
[0122] 4)双(S,S-二氧-二苯并噻吩)并吡咯(23)的制备:将双(二苯并噻吩)并吡咯 (I. 5g, 2.Immol)和间氯过氧苯甲酸(7. 2g, 42mmol)用二氯甲烧溶解,冰浴下过夜反应。反 应结束后,将反应液倒入饱和氢氧化钠水溶液中,二氯甲烧萃取,干燥,200~300目硅胶过 层析柱(二氯甲烷),四氢呋喃重结晶得到白色固体(I. 3g,81 % )。元素分析:C48H61NO4S2, 理论值< 73.90%,117.88%州1.80%,5 8.22%;实测值刃74.21%,117.65%州 1. 91%,S8. 10%〇
[0123] 5) 5, 7-二溴-双(S,S-二氧-二苯并噻吩)并吡咯(M-5)的制备:将双(S,S-二 氧-二苯并噻吩)并吡咯(lOOmg,0. 13mmol)冰浴条件下加入到IOmL三氯甲烷和5ml三 氟乙酸的混合溶液中溶解,再将N-溴代丁二酰亚胺(91. 3mg, 0. 51mmol)用5mL三氟乙酸 和2mL硫酸溶解,避光条件下缓慢滴加到反应液中,过夜反应。反应停止后将反应液倒入 水中,二氯甲烷萃取,200~300目硅胶过层析柱(二氯甲烷),乙醇重结晶得到白色固体 (73mg,80 % )。1H-NMR(600MHz,CDCl3,S) 9. 10 (d,2H),8. 49 (s,2H),7. 95 (d,2H),7. 72 (t, 2H),7. 61 (t,2H),5. 18 (d,2H),I. 79 (m,1H),I. 32-0. 93 (m,34H),0? 91-0. 72 (m,10H),0? 60 (m, 2H).
[0124] 实施例6
[0125] 4,7-二(5-溴-(4-己基噻吩)-2-基)-2,1,3-苯并噻二唑〇?-6)的制备(211皿即 XX,LeiXL,SunXX.TheNewSynthesisofOrganicLight-EmittingMaterialBHBT MonomerbyStilleCoupling[C].AdvancedMaterialsResearch. 2013, 602:1261-1264.)
[0126]
[0127] 1)4, 7-二溴-2, 1,3-苯并噻二唑(24)的制备:氮气保护下,将3-己基噻吩 (8. 4g, 50mmol)溶于IOOmL干燥的四氢呋喃中,用液氮/乙醇降温至-30°C,滴加浓度为 2. 5M正丁基锂(22mL,55mmol),然后在-30°C下反应2小时,再滴加SnBu3Cl,继续在-30°C 反应30分钟。将反应液倒入亚硫酸氢钠溶液,用乙醚萃取,水洗有机层后,用硫酸钠干燥, 减压下除去溶剂,用中性Al2O3柱层析(石油醚),得到无色透明的油状液体。无需进一步 精制,直接用于下一步反应。MS(APCI) :m/z(%) :294. 9[M+].
[0128] 2)4, 7-二(4-己基噻吩-2-基)-2, 1,3-苯并噻二唑(25)的制备:将 4g4, 7-二 溴-2, 1,3-苯并噻二唑,13. 6g三丁基-(4-己基噻吩-2-基)锡烷,200mgPdCl2 (PPh3) 2溶 于IOOmL的TH
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