專利名稱：一種吡啶基四醌分子材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有機(jī)功能分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種吡啶基取代的四醌衍生物分子材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
特定結(jié)構(gòu)的有機(jī)分子既可以作為結(jié)構(gòu)單元，也可以用做功能單元。含有多個(gè)可配位原子的分子可以作為橋聯(lián)配體，能夠和金屬離子一起構(gòu)成配位聚合物材料，比如超分子結(jié)構(gòu)和配位聚合物磁性材料。結(jié)構(gòu)特殊的有機(jī)分子材料本身還具有許多功能性質(zhì)，目前已發(fā)現(xiàn)許多有機(jī)分子可以用做分子半導(dǎo)體、光電子材料以及激光染料等，用途非常廣泛。有機(jī)分子盡管可以有多種用途，但是其性能還有待提高，關(guān)鍵是要設(shè)計(jì)和制備結(jié)構(gòu)更合理、性能更佳的分子材料。
在本發(fā)明中，我們設(shè)計(jì)并合成了一種功能分子材料，這種分子材料是一種橋聯(lián)配體，也是一種新型的功能染料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種結(jié)構(gòu)新型、性能更好的功能分子材料及其制備方法。這種分子材料可以作為橋聯(lián)配體，也是一種功能染料和光電子材料。
本發(fā)明提出的功能分子材料，以四醌基為基本骨架，并與吡啶基連接而成。這種分子化合物有兩種結(jié)構(gòu)形式，如下圖(A)式(B)所示。單晶X-射線衍射分析已證實(shí)該化合物在通常條件下以(B)結(jié)構(gòu)式存在。
該化合物的中文名稱為1，4-(4-吡啶基)-2，3，5，6-苯四醌，英文名稱為1，4-(4-pyridinyl)-2，3，5，6-tetraquinone，其分子式為C16H10N2O4.
本發(fā)明還提出這種功能分子材料的制備方法。功能分子材料是一種吡啶基取代的四醌衍生物，它可以采用四氯苯醌與吡啶為原料，通過化學(xué)反應(yīng)和堿處理來制備獲得。
本發(fā)明還提出這種吡啶基取代的四醌衍生物材料的合成方法，具體為2，3，5，6-四氯苯醌與吡啶混合，攪拌至溶液粘稠，在50～100℃反應(yīng)1~24小時(shí)。吡啶與2，3，5，6-四氯苯醌的摩爾比為4～50。反應(yīng)結(jié)束后，冷卻，加入乙醇，過濾。固體用熱DMF或NaOH溶液處理，再用丙酮及乙醚等洗滌，得到的黃色固體用鹽酸溶解，過濾除去不溶物，再用堿溶液中和，析出黃色固體，過濾，用去離子水洗滌，烘干，產(chǎn)率30~50％。
本發(fā)明提出的功能分子材料，以四醌基為骨架，并與吡啶基進(jìn)行連接。這種分子的四個(gè)氧原子和兩個(gè)氮原子能夠和金屬離子配位，因此總共含有六個(gè)配位原子，是一種特殊的橋聯(lián)配體。此外，該分子材料在通常條件下以內(nèi)鹽的形式存在，與光、電、磁有特殊的相互作用，可作為一種新型的功能染料和光電子材料。比如這種分子材料可與金屬離子一起構(gòu)成三維的配位聚合物網(wǎng)絡(luò)，包括配位聚合物磁性材料。又如這種分子材料本身可以用做激光染料，在激光技術(shù)領(lǐng)域有特殊用途。
具體實(shí)施例方式
下面通過實(shí)施例進(jìn)一步描述該分子材料的合成在100mL錐形瓶中加入4.92g(0.02mol)2，3，5，6-四氯苯醌及20mL吡啶，劇烈攪拌至溶液粘稠，加熱至100℃，反應(yīng)3h，冷卻，加入50mL乙醇，過濾，固體用熱DMF、2M NaOH、丙酮及乙醚洗滌，將得到的黃色固體溶于10mL濃鹽酸中，過濾除去不溶物，濾液用碳酸鈉中和至無氣泡冒出，過濾，所得固體再溶于酸，然后堿化一次，過濾，用水洗滌至中性，烘干.得黃色固體，產(chǎn)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).
實(shí)施例2在100mL錐形瓶中加入4.92g(0.02mol)2，3，5，6-四氯苯醌及30mL吡啶，劇烈攪拌至溶液粘稠，加熱至50℃，反應(yīng)12h，冷卻，加入50mL乙醇，過濾，固體用熱DMF、2M NaOH、丙酮及乙醚洗滌，將得到的黃色固體溶于10mL濃鹽酸中，過濾除去不溶物，濾液用碳酸鈉中和至無氣泡冒出，過濾，所得固體再溶于酸，然后堿化一次，過濾，用水洗滌至中性，烘干。得黃色固體，產(chǎn)率50％，m.p.＞300℃.
實(shí)施例3在100mL錐形瓶中加入4.92g(0.02mol)2，3，5，6-四氯苯醌及20mL吡啶，劇烈攪拌至溶液粘稠，加熱至75℃，反應(yīng)24h，冷卻，加入50mL乙醇，過濾，固體用熱DMF、2M NaOH、丙酮及乙醚洗滌，將得到的黃色固體溶于10mL濃鹽酸中，過濾除去不溶物，濾液用碳酸鈉中和至無氣泡冒出，過濾，所得固體再溶于酸，然后堿化一次，過濾，用水洗滌至中性，烘干。得黃色固體，產(chǎn)率43.6％，m.p.＞300℃。
權(quán)利要求
1.一種功能有機(jī)分子材料，其特征在于以四醌基為基本骨架，并與吡啶連接而成，該化合物有兩種結(jié)構(gòu)形式，具體如式(A)或(B)所示 該化合物的中文名稱為1，4-(4-吡啶基)-2，3，5，6-苯四醌，英文名稱為1，4-(4-pyridinyl)-2，3，5，6-tetraquinone，其分子式為C16H10N2O4。
2.一種如權(quán)利要求1所述的有機(jī)分子材料的制備方法，其特征在于由四氯苯醌與吡啶反應(yīng)制備獲得，具體步驟為2，3，5，6-四氯苯醌與吡啶混合，攪拌至溶液粘稠，在50～100℃反應(yīng)1~24小時(shí)；吡啶與2，3，5，6-四氯苯醌的摩爾比為4～50；反應(yīng)結(jié)束后，冷卻，加入乙醇，過濾；固體用熱DMF、NaOH溶液處理，再用丙酮及乙醚洗滌，得到的黃色固體用鹽酸溶解，過濾除去不溶物，再用堿溶液中和，析出黃色固體，過濾，用去離子水洗滌，烘干。
3.一種如權(quán)利要求1所述的有機(jī)分子材料的用途，其特征在于作為有機(jī)橋聯(lián)配體和功能染料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的有機(jī)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
本發(fā)明屬于有機(jī)功能分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種吡啶基取代的四醌衍生物分子材料及其制備方法。分子材料在結(jié)構(gòu)上，以四醌單元作為基本的結(jié)構(gòu)骨架，并與兩個(gè)吡啶基連接。該分子同時(shí)含有六個(gè)配位原子，是一種特殊的橋聯(lián)配體，可與金屬離子一起構(gòu)成三維的配位聚合物網(wǎng)絡(luò)。在通常條件下，該分子主要以內(nèi)鹽形式存在，分子內(nèi)存在電荷分離，是一種激光染料。本發(fā)明提出的分子材料可用于制備配位聚合物材料，在激光技術(shù)領(lǐng)域還有特殊用途。
文檔編號C07D213/74GK1546471SQ200310108990
公開日2004年11月17日 申請日期2003年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月1日
發(fā)明者徐偉, 呂銀祥, 鄒振光, 藍(lán)碧健, 徐 偉 申請人:復(fù)旦大學(xué)