专利名称：一种吡啶基四醌分子材料及其制备方法
技术领域：
本发明属于有机功能分子材料技术领域，具体涉及一种吡啶基取代的四醌衍生物分子材料及其制备方法。
背景技术：
特定结构的有机分子既可以作为结构单元，也可以用做功能单元。含有多个可配位原子的分子可以作为桥联配体，能够和金属离子一起构成配位聚合物材料，比如超分子结构和配位聚合物磁性材料。结构特殊的有机分子材料本身还具有许多功能性质，目前已发现许多有机分子可以用做分子半导体、光电子材料以及激光染料等，用途非常广泛。有机分子尽管可以有多种用途，但是其性能还有待提高，关键是要设计和制备结构更合理、性能更佳的分子材料。
在本发明中，我们设计并合成了一种功能分子材料，这种分子材料是一种桥联配体，也是一种新型的功能染料。
发明内容
本发明的目的在于提出一种结构新型、性能更好的功能分子材料及其制备方法。这种分子材料可以作为桥联配体，也是一种功能染料和光电子材料。
本发明提出的功能分子材料，以四醌基为基本骨架，并与吡啶基连接而成。这种分子化合物有两种结构形式，如下图(A)式(B)所示。单晶X-射线衍射分析已证实该化合物在通常条件下以(B)结构式存在。
该化合物的中文名称为1，4-(4-吡啶基)-2，3，5，6-苯四醌，英文名称为1，4-(4-pyridinyl)-2，3，5，6-tetraquinone，其分子式为C16H10N2O4.
本发明还提出这种功能分子材料的制备方法。功能分子材料是一种吡啶基取代的四醌衍生物，它可以采用四氯苯醌与吡啶为原料，通过化学反应和碱处理来制备获得。
本发明还提出这种吡啶基取代的四醌衍生物材料的合成方法，具体为2，3，5，6-四氯苯醌与吡啶混合，搅拌至溶液粘稠，在50～100℃反应1~24小时。吡啶与2，3，5，6-四氯苯醌的摩尔比为4～50。反应结束后，冷却，加入乙醇，过滤。固体用热DMF或NaOH溶液处理，再用丙酮及乙醚等洗涤，得到的黄色固体用盐酸溶解，过滤除去不溶物，再用碱溶液中和，析出黄色固体，过滤，用去离子水洗涤，烘干，产率30~50％。
本发明提出的功能分子材料，以四醌基为骨架，并与吡啶基进行连接。这种分子的四个氧原子和两个氮原子能够和金属离子配位，因此总共含有六个配位原子，是一种特殊的桥联配体。此外，该分子材料在通常条件下以内盐的形式存在，与光、电、磁有特殊的相互作用，可作为一种新型的功能染料和光电子材料。比如这种分子材料可与金属离子一起构成三维的配位聚合物网络，包括配位聚合物磁性材料。又如这种分子材料本身可以用做激光染料，在激光技术领域有特殊用途。
具体实施例方式
下面通过实施例进一步描述该分子材料的合成在100mL锥形瓶中加入4.92g(0.02mol)2，3，5，6-四氯苯醌及20mL吡啶，剧烈搅拌至溶液粘稠，加热至100℃，反应3h，冷却，加入50mL乙醇，过滤，固体用热DMF、2M NaOH、丙酮及乙醚洗涤，将得到的黄色固体溶于10mL浓盐酸中，过滤除去不溶物，滤液用碳酸钠中和至无气泡冒出，过滤，所得固体再溶于酸，然后碱化一次，过滤，用水洗涤至中性，烘干.得黄色固体，产率34.3％，m.p.＞300℃；1H NMR(CF3CO2D，500Hz)δH8.01～8.55(m，10H)；13C NMR(CF3CO2D，500Hz)δc119.3，128.3，146.3，147.5，165.6；IR(KBr)v3510，3457，3112，3069，1655，1557，1465，1345，1137，849，775，678cm-1；EI-MS m/z(％)294(M，1.52)，266(2.94)，189(8.01)，79(100)，52(82.62).
实施例2在100mL锥形瓶中加入4.92g(0.02mol)2，3，5，6-四氯苯醌及30mL吡啶，剧烈搅拌至溶液粘稠，加热至50℃，反应12h，冷却，加入50mL乙醇，过滤，固体用热DMF、2M NaOH、丙酮及乙醚洗涤，将得到的黄色固体溶于10mL浓盐酸中，过滤除去不溶物，滤液用碳酸钠中和至无气泡冒出，过滤，所得固体再溶于酸，然后碱化一次，过滤，用水洗涤至中性，烘干。得黄色固体，产率50％，m.p.＞300℃.
实施例3在100mL锥形瓶中加入4.92g(0.02mol)2，3，5，6-四氯苯醌及20mL吡啶，剧烈搅拌至溶液粘稠，加热至75℃，反应24h，冷却，加入50mL乙醇，过滤，固体用热DMF、2M NaOH、丙酮及乙醚洗涤，将得到的黄色固体溶于10mL浓盐酸中，过滤除去不溶物，滤液用碳酸钠中和至无气泡冒出，过滤，所得固体再溶于酸，然后碱化一次，过滤，用水洗涤至中性，烘干。得黄色固体，产率43.6％，m.p.＞300℃。
权利要求
1.一种功能有机分子材料，其特征在于以四醌基为基本骨架，并与吡啶连接而成，该化合物有两种结构形式，具体如式(A)或(B)所示 该化合物的中文名称为1，4-(4-吡啶基)-2，3，5，6-苯四醌，英文名称为1，4-(4-pyridinyl)-2，3，5，6-tetraquinone，其分子式为C16H10N2O4。
2.一种如权利要求1所述的有机分子材料的制备方法，其特征在于由四氯苯醌与吡啶反应制备获得，具体步骤为2，3，5，6-四氯苯醌与吡啶混合，搅拌至溶液粘稠，在50～100℃反应1~24小时；吡啶与2，3，5，6-四氯苯醌的摩尔比为4～50；反应结束后，冷却，加入乙醇，过滤；固体用热DMF、NaOH溶液处理，再用丙酮及乙醚洗涤，得到的黄色固体用盐酸溶解，过滤除去不溶物，再用碱溶液中和，析出黄色固体，过滤，用去离子水洗涤，烘干。
3.一种如权利要求1所述的有机分子材料的用途，其特征在于作为有机桥联配体和功能染料。
4.根据权利要求3所述的有机分子材料的用途，其特征在于用于制作配位聚合物材料、聚合物磁性材料以及激光染料。
全文摘要
本发明属于有机功能分子材料技术领域，具体涉及一种吡啶基取代的四醌衍生物分子材料及其制备方法。分子材料在结构上，以四醌单元作为基本的结构骨架，并与两个吡啶基连接。该分子同时含有六个配位原子，是一种特殊的桥联配体，可与金属离子一起构成三维的配位聚合物网络。在通常条件下，该分子主要以内盐形式存在，分子内存在电荷分离，是一种激光染料。本发明提出的分子材料可用于制备配位聚合物材料，在激光技术领域还有特殊用途。
文档编号C07D213/74GK1546471SQ200310108990
公开日2004年11月17日 申请日期2003年12月1日 优先权日2003年12月1日
发明者徐伟, 吕银祥, 邹振光, 蓝碧健, 徐 伟 申请人:复旦大学