硼氮掺杂的萘稠合芘的共轭多环芳烃及其合成方法

本发明属于化学合成领域，特别涉及硼氮掺杂的萘稠合芘的共轭多环芳烃及其合成方法。

背景技术：

1、公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

2、芘是由四个苯环稠合而成的平面芳香性稠环，其同时给电子和吸电子的化学活性位点、良好的分子平面性、分子内π共轭、分子间π-π堆积相互作用及高的荧光量子效率，使其作为一个灵活的化学合成子广泛应用于荧光和有机半导体材料的研究之中。

3、随着硼氮化学领域的深入研究，研究人员发现将硼氮单元引入稠环芳烃的分子骨架不仅能够有效提升分子的光电性质，而且可以提供额外的分子间相互作用力，使硼氮化合物具有独特的固态堆积结构，进而获得优异的电荷传输能力。今年来，在硼氮化学领域逐步发展出以功能为导向的精准合成，由于硼氮杂稠环芳烃显示出良好的光电特性，在有机电子器件方面表现出巨大的应用前景。

4、1960年，dewar等人从原料联苯二胺出发，采用双氨基位点的亲电硼化反应，使用苯基氯化硼作为硼源，在三氯化铝的催化作用下发生亲电硼化反应，成功得到双硼氮杂芘。

5、2007年，piers等人在硼氮内嵌型硼氮杂菲的基础上，成功合成出硼氮内嵌型硼氮杂芘。他们首先使用硼环二己烯与邻炔基吡啶反应生成含有硼氮键的中间体,其能够迅速通过炔的环化异构化转化为硼氮杂菲的同系物，最后通过二氯化铂催化第二个环化生成硼氮内嵌的硼氮杂芘。

6、2015年，wang等人使用光热消除法成功合成出双硼氮杂芘。他们首先使用正丁基锂活化吡啶上的氮，使其带有正电荷，随后加入二米基氟化硼形成四配位的硼氮化合物，最后经过300nm波长的光照射，硼上脱去一个米基基团得到终产物。

7、随着对硼氮杂稠环芳烃的深入研究，其应用开始呈现扩大趋势。2016年，liu等人开发出的一系列包含硼氮单元的聚合物电子受体，表现出较高的电子迁移率并大大提高了有机光伏电池器件的性能。zhang等人成功设计并合成了单硼氮锯齿边缘的稠环芳烃，具有优异的光学性质，荧光量子产率达到0.49，并且表现出在oled领域较强的应用潜力。

8、但行业内，尚无对特定波段具有较优吸收和发射能力的硼氮掺杂的萘稠合芘的共轭多环芳烃。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供一类硼氮掺杂的萘稠合芘的共轭多环芳烃并探究其光电性质。本发明合成的硼氮掺杂的稠环芳烃具有优异的光电性质，为获得更加高效的有机光电材料提供更多的方案。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明的第一个方面，提供了一种硼氮掺杂的萘稠合芘的共轭多环芳烃，所述共轭多环芳烃为以下化合物中的一种：

4、。

5、研究表明，在共轭骨架中引入硼氮单元是获得稳定、具有优异光电性能的功能材料的一种可行策略，此类等电子体置换策略可以广泛应用于其他各类新材料的研发，大幅提高有机电子器件的相关性能。

6、因此，由于硼氮掺杂的稠环芳烃优异的光电性质和应用潜力，本发明合成了一类硼氮掺杂的萘稠合芘的共轭多环芳烃并发现其具有优异的光电性质。

7、本发明还提供了一种上述的硼氮掺杂的萘稠合芘的共轭多环芳烃的合成方法，包括：

8、式1化合物的合成：将2-萘胺经过溴化反应生成化合物2；将所述化合物2与1-芘硼酸经过suzuki偶联反应生成化合物3-1；将所述化合物3-1经过亲电硼化反应生成式1化合物，即得；

9、式1化合物的合成的路线如下：

10、；

11、式2化合物的合成：将2-萘胺经过溴化反应生成化合物2，化合物2与2-芘硼酸酯经过suzuki偶联反应生成化合物3-2，化合物3-2经过亲电硼化反应生成式2化合物，即得；

12、式2化合物的合成的路线如下：

13、；

14、式3化合物的合成：将2-萘胺经过溴化反应生成化合物2，化合物2经过烷基化反应生成化合物3-3，化合物3-3经过suzuki偶联反应生成化合物4-3，化合物4-3经过亲电硼化反应生成式3化合物；

15、式3化合物的合成的路线如下：

16、。

17、在一些实施例中，所述化合物2的合成具体包括：2-萘胺和n-溴代丁二酰亚胺，加入dmf溶解，室温下反应，反应结束后用氢氧化钠溶液淬灭反应，二氯甲烷萃取，无水硫酸镁干燥，过滤旋干除去有机溶剂，得到粗产物。

18、在一些实施例中，所述化合物3-1的合成具体包括：在干燥的schlenk中，加入称量好的化合物2和1-芘硼酸，加入甲苯溶解，加入催化剂四三苯基膦钯和碳酸钾溶液，氮气保护下120℃反应16h；反应结束后用水淬灭反应，二氯甲烷萃取，无水硫酸镁干燥，过滤旋干除去有机溶剂，得到粗产物。

19、在一些实施例中，式1化合物的合成具体包括：在干燥的schlenk中，加入化合物3-1，用邻二氯苯溶解，加入三溴化硼，氮气保护下180℃反应24h；反应结束后，冷却至室温，加入米基格式试剂，室温反应6h；反应结束后，加入饱和食盐水，二氯甲烷萃取，无水硫酸镁干燥，过滤旋干除去有机溶剂，得到粗产物。

20、在一些实施例中，所述化合物3-2的合成具体包括：在干燥的schlenk中，加入称量好的化合物2和2-芘硼酸酯，加入甲苯溶解，加入催化剂四三苯基膦钯和碳酸钾溶液，氮气保护下120℃反应16h；反应结束后用水淬灭反应，二氯甲烷萃取，无水硫酸镁干燥，过滤旋干除去有机溶剂，得到粗产物。

21、在一些实施例中，式2化合物的合成具体包括：在干燥的schlenk中，加入化合物3-2，用邻二氯苯溶解，加入三溴化硼，氮气保护下180℃反应24h；反应结束后，冷却至室温，加入米基格式试剂，室温反应6h；反应结束后，加入饱和食盐水，二氯甲烷萃取，无水硫酸镁干燥，过滤旋干除去有机溶剂，得到粗产物。

22、在一些实施例中，所述化合物3-3的合成具体包括：将化合物2和碘丁烷，用dmf溶解，加入氢氧化钾，室温搅拌24h；反应结束后用水淬灭反应，二氯甲烷萃取，无水硫酸镁干燥，过滤旋干除去有机溶剂，得到粗产物。

23、在一些实施例中，化合物4-3的合成具体包括：在干燥的schlenk中，加入化合物3-3和双取代的芘硼酸酯，用甲苯溶解，加入催化剂四三苯基膦钯和碳酸钾溶液，氮气保护下120℃反应16h；反应结束后用水淬灭反应，二氯甲烷萃取，无水硫酸镁干燥，过滤旋干除去有机溶剂，得到粗产物。

24、在一些实施例中，式3化合物的合成具体包括：在干燥的schlenk中，加入化合物4-3，用邻二氯苯溶解，加入三溴化硼，氮气保护下180℃反应48h；反应结束后，冷却至室温，加入米基格式试剂，室温反应12h；反应结束后，加入饱和食盐水，二氯甲烷萃取，无水硫酸镁干燥，过滤旋干除去有机溶剂，得到粗产物。

25、本发明的有益效果

26、(1) 本发明合成了一类硼氮掺杂的萘稠合芘的共轭多环芳烃并探究其光电性质。结果表明：本发明合成的硼氮掺杂的稠环芳烃具有优异的光电性质和在作为有机光电材料上具有应用潜力。

27、(2)本发明以商业可购买的2-萘胺为起始原料，通过溴化、suzuki偶联、亲电硼化等一系列反应合成目标产物。本合成方法具有操作简单、反应路线短、反应条件温和等特点。