苝酰二亚胺类化合物 【技术领域】
本发明涉及一种苝酰二亚胺(perylene diimide)类化合物。
背景技术
苝酰二亚胺及其衍生物由于具有良好的光、热和气候稳定性、抗腐蚀性、化学惰性、光吸收性以及较高的荧光量子产率等特点，已广泛应用于有机光电器件、电致发光、激光染料以及生物荧光探针等领域。
现有的应用于有机光电器件的苝酰二亚胺类化合物，其无论是在光电性能及热稳定性能方面，还是在溶解性能(加工性能)方面均有改进的余地。
【发明内容】
笼形倍半硅氧烷(POSS)是一类具有特殊分子结构的有机硅化合物，其分子以无机硅氧骨架为核心，外围被有机基团所包围。
本发明的发明人经研究发现：将笼形倍半硅氧烷(POSS)与苝酰二亚胺和/或其衍生物相结合，可获得一系列性能优异的苝酰二亚胺类化合物。与现有用于有机光电器件的苝酰二亚胺类化合物相比较，本发明设计并合成的苝酰二亚胺类化合物具有如下优点：
(1)具有优异的光、电性能，且同时具备良好的热稳定性能；
(2)具有很好的溶解性(可溶于常见有机溶剂中)，可以使用常规旋涂法或丝网印刷技术方便地制备薄膜器件；
(3)利用POSS硅氧笼之间相互作用以及苝的π-π堆砌先互作用的重新组合，在同一分子上表现出不同与他们单独的自组装性能，通过组装需要，分别控制两种微观相互作用，可以得到不同形态的纳米杂化材料，为材料的广泛应用提供广阔的研究和实用价值。
本发明所说的苝酰二亚胺类化合物，其具有式1所示结构：
式1中：R为烷基、烷氧基或芳(香)基，R’为H、芳(香)基或卤素(F、Cl、Br或I)。
在本发明一个优选技术方案中，R为C1～C6烷基，更优选的R为C3～C6烷基，最佳的R为异丁基。
在本发明的另一个优选技术方案中，R’为H。
【附图说明】
图1为实施例1所制备地异丁基六面体倍半硅氧烷基的苝酰二亚胺(化合物A)的紫外可见吸收和荧光发射光谱图(被测样品溶于氯仿中，样品的浓度为1.0×10-5M)
图2为实施例1所制备的异丁基六面体倍半硅氧烷基的苝酰二亚胺(化合物A)的热失重曲线
【具体实施方式】
一种制备本发明所述的苝酰二亚胺类化合物(式1所示化合物)的方法，其主要步骤是：以苝二酸酐(式3所示化合物)和POSS-NH2(式2所示化合物)为原料，在有惰性气体(如氮气、氩气和氦气等)存在条件下，于20℃～190℃反应至少6小时，蒸除溶剂，残余物经分离得目标物，其反应式如下所示。
其中：所说的苝二酸酐(式3所示化合物)和POSS-NH2(式2所示化合物)均市售品。
实施例1
异丁基六面体倍半硅氧烷基的苝酰二亚胺(即：当式1中R为异丁基，R’为H，简记为化合物A)的合成：
在氮气保护下，将0.5g的POSS-NH2(式2所示化合物，且R为异丁基)，90mg的苝二酸酐(式3所示化合物，且R’为H)，100mg的无水醋酸锌，干燥8ml的喹啉，在180℃的条件下反应7小时。反应完毕，用减压蒸馏方法除去反应溶剂，得到深红色物质。以氯仿为洗脱剂进行梯度柱色谱分离，收集得到粉红色产物，在80℃下真空干燥10小时得到0.68克产物，产率68.5％。
1H核磁共振(溶剂：CDCl3)：δ＝0.59ppm(m，28H；CH2-CH)，0.95ppm(d，84H；CH3)，1.85ppm(m，14H+4H；CH，-CH2-CH2-CH2-)，4.2ppm(t，4H；N-CH2)，8.67-9.73(q，8H；Ar)；元素分析理论计算值(％)：C：49.06，H：6.99，N：1.33；实际检测值：C：49.10，H：7.29，N：1.12。化合物A的紫外可见吸收和荧光发射光谱图见图1；化合物A的热失重曲线见图2。