[发明专利]三氟甲基取代的苝双二亚胺及其制备方法

摘要

本发明提供一类苝的衍生物三氟甲基取代的苝双二亚胺及其制备方法，该方法是以苝四甲酸酯为原料液溴溴化合成溴代苝四甲酸酯；以溴代苝四甲酸酯和全氟碘代烷为原料，铜粉或铜锡合金粉催化下合成长链全氟烷基取代的苝四甲酸酯，以溴代苝四甲酸酯和三氟乙酸钠为原料，碘化亚铜催化下合成三氟甲基取代的苝四甲酸酯；以长链全氟烷基或三氟甲基取代的苝四甲酸酯为原料，无机碱或氯磺酸作用下水解合成全氟烷基取代的苝四甲酸或苝四甲酸酐；以三氟甲基取代的苝四甲酸和烷基胺或苯胺原料合成三氟甲基取代的苝双二亚胺。

主权项

1、一种三氟甲基取代的苝双二亚胺及其制备方法，其特征是：采用下列制备步骤：(1)溴代苝四甲酸酯的合成，以苝四甲酸酯和液溴为原料，它们的质量比等于1∶4～100，以碳酸钾或碳酸钠为缚酸剂，苝四甲酸酯与缚酸剂的质量比等于1∶1～100，在第一有机溶剂中，0～80℃，搅拌下，反应1～72h，原料苝四甲酸酯上的氢被Br取代，生成溴代苝四甲酸酯，其化学分子结构通式如下：式中：R₁～R₄＝1～4溴原子，R₅＝C₁～C₃₀的直链、支链烷基。(2)长链全氟烷基取代的苝四甲酸酯或三氟甲基取代的苝四甲酸酯的合成，以溴代苝四甲酸酯和全氟碘代烷为原料，它们的质量比等于1∶1～1000，以铜粉或铜锡合金粉为催化剂，溴代苝四甲酸酯与催化剂的质量比等于1∶1～100，在第二有机溶剂中，40～160℃，在Ar或N₂气体保护和搅拌下，反应1～72h，原料苝环上的Br被全氟烷基取代，生成长链全氟烷基取代的苝四甲酸酯，其化学分子结构通式如下：式中：R₅＝C₁～C₃₀的直链、支链烷基，R₆～R₉＝1～4个长链全氟烷基，长链全氟烷基的结构通式为CF₃(CF₂)nCF₂-(n＝2～28的偶数)；以溴代苝四甲酸酯和三氟乙酸钠为原料，它们的质量比等于1∶1～100，以碘化亚铜为催化剂，溴代苝四甲酸酯与催化剂的质量比等于1∶1～100，在第二有机溶剂中，40～160℃，在Ar或N₂气体保护和搅拌下，反应1～72h，原料苝环上的Br被三氟甲基取代，生成三氟甲基取代的苝四甲酸酯；其化学分子结构通式如下：式中：R₅＝C₁～C₃₀的直链、又链烷基，R₁₀～R₁₃-1～4个三氟中基。(3)全氟烷基取代的苝四甲酸或苝四甲酸酐的合成，以全氟烷基取代的苝四甲酸酯(长链全氟烷基取代的苝四甲酸酯或三氟甲基取代的苝四甲酸酯)为原料，4～1000倍原料质量的氢氧化钾或氢氧化钠存在下，全氟烷基取代的苝四甲酸酯与氢氧化钾或氢氧化钠的质量比等于1∶1～1000，在10～95％醇的水溶液或者不用无机碱，直接在氯磺酸中水解，原料浓度等于1～1000mg/mL，0～100℃，搅拌下，反应1～72h，乙酸、丙酸、盐酸或硫酸酸酸化，酸与氢氧化钾或氢氧化钠的质量比等于1∶1～10，生成全氟烷基取代的苝四甲酸，其化学分子结构通式如下：式中：R₁₄～R₁₇＝1～4个全氟烷基，全氟烷基的结构通式为CF₃(CF₂)_nCF₂-(n＝2～28的偶数)或CF₃-；全氟烷基取代的苝四甲酸容易脱水生成化学分子结构通式如下的酐：式中：R₁₄～R₁₇＝1～4个全氟烷基，全氟烷基的结构通式为CF₃(CF₂)nCF₂-(n＝2～28的偶数)或CF₃-。(4)三氟甲基取代的苝双二亚胺的合成，以三氟甲基取代的苝四甲酸酐和烷基胺或苯胺为原料，两者的质量比为1∶2～200，在第三有机溶剂中，搅拌下，20～150℃，反应1～24h，生成三氟甲基取代的苝双二亚胺，其化学分子结构通式如下：式中：R₁₈＝＝C₁～C₁₈的直链、支链烷基、苯基或氢原子，R₁₉～R₂₂＝1～4个三氟甲基。