本发明属于有机化合物合成,具体涉及一种二氢萘桥环化合物及其制备方法和应用。
背景技术:
1、萘,是最简单的稠环芳烃,是由2个苯环共用2个相邻碳原子稠合而成,广泛用作制备染料、树脂、溶剂等的原料,也用作驱虫剂。它在常温常压下是一种白色或无色片状结晶固体,具有强烈的煤焦油气味,可易溶于无水乙醇、乙醚、苯等溶剂。
2、萘是一种重要的有机化工原料,具有广泛的应用领域。例如,萘可用作生产苯酐、各种萘酚、萘胺等化学中间体的关键原料。这些中间体进而用于合成树脂、增塑剂、染料、表面活性剂、合成纤维和农药、医药等。萘及其衍生物在塑料和橡胶工业中用作稳定剂和加工助剂,有助于改善最终产品的性能。
3、2022年10月28日公开的公开号为cn 115246761 a的专利,公开了一种多取代萘衍生物的制备方法,将炔类化合物和对甲苯磺酰氯与溶剂混合后,再加入和催化剂进行反应,即得到多取代萘环衍生物但是,随着人们对氢化萘类衍生物需求的增加,更复杂的结构、更多的用途在其中慢慢展现出优势。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种二氢萘桥环化合物及其制备方法,用甲苯作反应溶剂,加入四炔类化合物并在加热的条件下生成苯炔中间体,其与甲苯反应生成萘桥环化合物。制备方法简单高效,控制反应温度就可以得到较高产率的二氢萘桥环化合物,结构更复杂。且,制备方法温和、简单、绿色。
2、本发明还有一个目的在于提供一种二氢萘桥环化合物的应用,用于光学材料。
3、本发明具体技术方案如下:
4、本发明提供的一种二氢萘桥环化合物的制备方法,具体为:
5、将四炔类化合物加入到甲苯中,加热反应,反应结束后分离、纯化,得到二氢萘桥环化合物。
6、所述四炔类化合物在甲苯的浓度为0.2mol/l。
7、所述加热反应,是指在105-110℃的条件下反应12h-14h。
8、所述分离、纯化的方法为:将粗产物减压旋干,湿法装柱,用体积比为1:40的乙酸乙酯:石油醚为洗脱剂进行柱层析分离纯化柱层析分离,得到白色固体产物,即二氢萘桥环化合物。
9、所述四炔类化合物,采用以下步骤制备得到:
10、1)将丙二酸酯与炔丙基溴加入到无水乙腈中冰水浴,以氢化钠为碱,反应,然后纯化分离,即化合物1;
11、2)将步骤1)中制备的化合物1与苯乙炔基溴或氯代苯乙炔基溴混合在cucl的无水无氧催化体系中,加入正丁胺水溶液和盐酸羟胺,冰浴下搅拌反应,分离纯化后得到四炔类化合物。
12、步骤1)中氢化钠、丙二酸酯、炔丙基溴与无水乙腈的摩尔比为4-5:1:2.1-2.4:20-23。
13、步骤1)中所述反应是在冰水浴条件下,反应温度在0-5℃;反应时间在8小时以上;优选的反应时间8.5h;
14、步骤1)中所述化合物1结构式为:其中e1和e2相同,为co2r,r为六个碳以内的直链烷基、支链烷基或不饱和烃,优选的,所述化合物1的结构式为
15、步骤1)中所述纯化分离具体为:产物加饱和氯化钠水溶液洗涤,用乙酸乙酯萃取,减压旋干,采用体积比乙酸乙酯:石油醚=1:80的混合溶剂进行柱层析,得到产物,即化合物1。
16、步骤2)中步骤1)中所述化合物1:苯乙炔基溴或氯代苯乙炔基溴:cucl:盐酸羟胺的摩尔比=1:2-2.5:0.15-0.16:0.07-0.08。
17、步骤2)中所述正丁胺水溶液作溶剂,其质量浓度为30%。
18、步骤2)中,化合物1与正丁胺水溶液的用量比为0.4-0.5mol/l;
19、步骤2)中,冰浴下搅拌反应至少12小时;
20、步骤2)中,所述氯代苯乙炔基溴的制备方法:取苯乙炔或氯代苯乙炔与n-溴代丁二酰亚胺在丙酮溶剂中,agno3催化剂催化下室温反应3小时,粗产物用饱和氯化钠水溶液洗涤,正己烷萃取,得到氯代苯乙炔基溴;其中苯乙炔或氯代苯乙炔:n-溴代丁二酰亚胺和agno3摩尔比为1:1-1.2:0.05。
21、步骤2)中,所述分离纯化是指:产物用饱和氯化钠溶液洗涤,用二氯甲烷萃取,减压旋干,用体积比乙酸乙酯:石油醚=1:100柱层析分离,得到固体产物,即四炔类化合物。
22、优选的,所述四炔类化合物结构式
23、本发明提供的一种二氢萘桥环化合物,采用上述方法制备得到。
24、所述的二氢萘桥环化合物结构式为:r为六个碳以内的直链烷基、支链烷基或不饱和烃,优选甲基;r1为氢、六个碳以内的直链烷基、支链烷基、酯基、烷氧基或卤素,优选为cl;r2为氢、六个碳以内的直链烷基、支链烷基、酯基、烷氧基或卤素,优选为cl。
25、优选的,所述二氢萘桥环化合物结构式为:
26、本发明提供的一种二氢萘桥环化合物的应用,用于光学材料。
27、所述二氢萘桥环化合物在乙醇中的最大吸收波长为300nm,说明该物质的吸光度良好,可较好的用于光学材料的制备。
28、本发明以四炔类化合物和甲苯为原料,在甲苯溶剂中,在105~110℃的条件下反应12h~14h,在此条件下苯炔中间体与甲苯发生[4+2]环加成反应,其机理图如图6所示。图6中四炔类化合物高温下经历[4+2]的hdda反应生成苯炔化合物,苯炔化合物在甲苯溶剂中,加热条件下,经历[4+2]环加成反应,生成二氢萘桥环化合物的环状过渡态,经过旧键断裂和新键形成,最终形成二氢萘桥环化合物。
29、与现有技术相比,本发明提供的二氢萘桥环化合物,因其具有多环的存在,使其结构更加复杂,拥有更加广阔的应用前景,其在乙醇中的最大吸收波长为300nm,abs可达2.0以上,说明该物质的吸光度良好,可较好的用于光学材料的制备。
1.一种二氢萘桥环化合物的制备方法,其特征在于,所述制备方法具体为:
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述四炔类化合物在甲苯的浓度为0.2mol/l。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,所述加热反应,是指在105-110℃的条件下反应12h-14h。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述分离、纯化的方法为:将粗产物减压旋干,湿法装柱,用体积比为1:40的乙酸乙酯:石油醚为洗脱剂进行柱层析分离纯化柱层析分离,得到白色固体产物,即二氢萘桥环化合物。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述四炔类化合物,采用以下步骤制备得到:
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,步骤1)中氢化钠、丙二酸酯、炔丙基溴与无水乙腈的摩尔比为4-5:1:2.1-2.4:20-23。
7.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,步骤2)中步骤1)中所述化合物1:苯乙炔基溴或氯代苯乙炔基溴:cucl:盐酸羟胺的摩尔比=1:2-2.5:0.15-0.16:0.07-0.08。
8.一种权利要求1-7任一项所述制备方法制备的二氢萘桥环化合物,其特征在于,所述二氢萘桥环化合物的结构式为:r为六个碳以内的直链烷基、支链烷基或不饱和烃;r1为氢、六个碳以内的直链烷基、支链烷基、酯基、烷氧基或卤素;r2为氢、六个碳以内的直链烷基、支链烷基、酯基、烷氧基或卤素。
9.根据权利要求8所述的二氢萘桥环化合物,其特征在于,所述二氢萘桥环化合物结构式为:
10.一种权利要求8或9所述的二氢萘桥环化合物的应用,其特征在于,所述的二氢萘桥环化合物用于光学材料。
