2,7-二叔丁基芴作为一种重要的芴类衍生物光电材料中间体,具有广泛的应用价值。本文将探讨2,7-二叔丁基芴在化学合成中的具体应用。
背景:芴类材料具有较高的光稳定性、荧光量子产率和空穴迁移率,可作为一类良好的蓝光发射材料,其衍生物一直是有机电致发光(OLED)领域研究的热点。2,7-二叔丁基芴是一种重要的芴类衍生物光电材料中间体,其具有优良的蓝光发射性能。该产品的传统合成方法常以2,2,6-三叔丁基对甲酚和硝基甲烷等为原料合成。
应用:
1. 合成4-溴-9-甲基-9'-苯基芴
以2,7-二叔丁基芴为起始原料,与二溴海因经溴化反应合成2,7-二叔丁基-4-溴芴,在三氯化铝催化作用下与苯反应脱叔丁基、苯基取代,合成4-溴-9-苯基芴。进一步在二甲基亚砜溶剂中与CH3X反应得到目标产物4-溴-9-甲基-9'-苯基芴。具体步骤如下:
在15L带有机械搅拌、温度计、加热反应装置的反应瓶中将556.8g(2mol)2,7-二叔丁基芴溶解于8L碳酸丙烯酯溶剂中,控制反应温度15℃分批加入300.2g(1.05mol)二溴海因,恒温机械搅拌3h后高效液相色谱检测反应结束,加入水终止反应。反应液用饱和亚硫酸氢钠水溶液洗涤,分出有机层,无水硫酸镁干燥,干燥产物称重679.1g。产物分散在苯中,加入66.7g(0.5mol)三氯化铝催化剂,在反应温度10℃下过夜,利用高效液相色谱检测反应结束,加入水终止反应,反应液用饱和亚硫酸氢钠水溶液洗涤,分出有机层,无水硫酸镁干燥,之后用甲苯-甲醇混合溶剂重结晶,得到产物4-溴-9-苯基芴578.2g。4-溴-9-苯基芴在8L二甲基亚砜溶剂中分散,控制反应温度0℃,加入326.5 g(2.3mol)碘甲烷后机械搅拌,液相跟踪,反应结束加水,分出有机层,经蒸馏纯化得到类白色粉末即4-溴-9-甲基-9'-苯基芴560.5g,反应总收率为83.6%,含量99.7%。
2. 合成4-溴芴
以二氯乙烷为溶剂,无水三氯化铝为催化剂,使芴与氯代叔丁烷进行Friedel-Crafts反应,得到2,7-二叔丁基芴粗品,2,7-二叔丁基芴粗品由高选择性溴化试剂溴代得到2,7-二叔丁基-4-溴芴,2,7-二叔丁基-4-溴芴经路易斯酸脱叔丁基得4-溴芴,反应温度10-50℃,乙醇重结晶,即得4-溴芴。具体步骤如下:
(1)2,7-二叔丁基芴的制备:
将 6.0g(36.0mmol)芴 溶于 25ml 二氯乙烷溶液中,加入 10g(75mmol)三氯化铝,控制内温 10-15℃,滴加氯代叔丁烷 7.0g(76mmol),滴加用时15min,反应混合物于 10-15℃反应30min,反应体系缓慢倾倒入 100g 碎冰中,分层,水相用50m1 二氯乙烷萃取,合并有机相,无水硫酸钠干燥,真空脱溶剂得到 2,7-二叔丁基芴粗品9.6g,收率大于100%,GC 纯度 99.29% ;
(2)2,7-二叔丁基 -4-溴芴的制备:
将9g(34mmol) 2,7-二叔丁基芴溶于 40ml 甲醇溶液中,加热至25℃,滴加12.6g(32mmol)苄基三甲基三溴化铵和200m1二氯甲烷溶液的混合液,2.0hrs 加毕,保温反应 1.0hrs,加水淬灭反应,水洗3次至中性,每次 50ml水,有机相无水硫酸钠干燥,脱溶剂得到2,7-二叔丁基 -4-溴芴粗品 12.3g,GC 纯度 99.73%,二溴代物0.19%,甲苯乙醇重结晶两次,GC 纯度 99.97%,二溴代物0.0067%,收率 90%。
(3)4-溴芴的制备:
将10.8g(30mmol) 2,7-二叔丁基 -4-溴芴和0.4g(3mmol) 无水三氯化铝加入到200g 苯溶液中,于10℃搅拌 12.0hrs,倾倒入 300m1 冰水中淬灭,分层,水洗干燥,有机相由无水硫酸钠干燥,脱溶剂得到 4-溴芴粗品 7.2g,GC 纯度 99.56%,乙醇重结晶,GC 纯度 99.96%,二溴代物 0.0029%,收率 71%。
参考文献:
[1] 张鹏可,崔富民,刘向阳,等. 2,7-二叔丁基芴的合成研究[C]. //河南省化学会2012年学术年会论文集. 2012:121-121.
[2] 烟台万润精细化工股份有限公司. 一种制备高纯度4-溴芴的新方法. 2014-11-19.
[3] 河南省科学院化学研究所有限公司. 一种4-溴-9-甲基-9'-苯基芴的生产方法. 2019-04-23.