联苯二胺类空穴传输材料及其中间体的合成研究

联苯二胺类空穴传输材料及其中间体的合成研究

论文摘要

4,4′-二碘联苯(DIBP)是一种重要的化工原料,具有广泛的用途。论文首先系统地的研究了以联苯和碘为原料合成4,4′-二碘联苯的工艺条件,并对其工艺放大和循环效果作了进一步研究。确定了适宜的工艺条件为:n(联苯):n(碘):n(过硫酸铵)为1:1.1:1.2,联苯浓度为0.46mol/L,反应介质由15%的蒸馏水、质量为联苯质量的70%浓硫酸和冰乙酸组成,反应温度为85℃,反应时间为100min,产物收率达到86.7%。以间甲苯胺和4-正丁基苯胺分别与氨基钠反应,然后与苯磺酸钠反应合成了3-甲基二苯胺和4-正丁基二苯胺,产物收率分别为73.6%和54.4%。论文对4-正丁基二苯胺的合成工艺进行了初步研究,采用4-正丁基苯胺自身作溶剂,氨基钠与苯磺酸钠的摩尔比为3.5:1,通过实验确定了4-正丁基苯胺和氨基钠反应的适宜温度为140℃,4-正丁基苯胺钠盐与苯环酸钠的反应时间为14h。以4,4′-二碘联苯分别与3-甲基二苯胺、4-甲基二苯胺和4-正丁基二苯胺合成了目标产物N,N′-二苯基-N,N′-二(3-甲基苯基)4,4′-联苯二胺(m-TPD)、N,N′-二苯基-N,N′-二(4-甲基苯基)4,4′-联苯二胺(p-TPD)和N,N′-二苯基-N,N′-二(4-正丁基苯基)4,4′-联苯二胺(BTPD)。反应均以氯化亚铜和邻菲啰啉为催化剂,收率分别为88.2%、86.1%和24.6%。通过UV、IR、MS等手段对产品进行结构分析与鉴定,证明合成化合物结构正确。以m-TPD、p-TPD和BTPD作为空穴传输材料,以酞菁氧钛为电荷产生材料制备功能分离型有机光导器件。器件的测试结果表明所合成的化合物具有良好的电荷传输性能。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 前言
  • 第一章 文献综述
  • 1.1 有机电荷传输材料的应用领域
  • 1.1.1 静电照相
  • 1.1.2 电致发光
  • 1.2 有机电荷传输材料
  • 1.2.1 电子传输材料
  • 1.2.2 空穴传输材料
  • 1.2.2.1 腙类化合物
  • 1.2.2.2 苯乙烯类化合物
  • 1.2.2.3 丁二烯类化合物
  • 1.2.2.4 杂环类
  • 1.2.2.5 三芳胺类化合物
  • 1.3 电荷传输材料的分子设计
  • 1.4 空穴传输材料的合成方法
  • 1.4.1 Ullmann 缩合法
  • 1.4.2 钯催化法
  • 1.4.3 格氏试剂法
  • 1.4.4 Suzuki 偶合
  • 1.5 本文的研究工作
  • 第二章 实验部分
  • 2.1 主要原料及试剂
  • 2.2 实验仪器
  • 2.3 4,4′-二碘联苯(DIBP)的合成
  • 2.4 4,4′-二碘联苯(DIBP)的放大和循环实验
  • 2.5 3-甲基二苯胺的合成
  • 2.6 4-正丁基二苯胺的合成
  • 2.7 氯化亚铜的精制
  • 2.8 N,N′-二苯基-N,N′-二(3-甲基苯基)4,4′-联苯二胺的合成
  • 2.9 N,N′-二苯基-N,N′-二(4-甲基苯基)4,4′-联苯二胺的合成
  • 2.10 N,N′-二苯基-N,N′-二(4-正丁基苯基)4,4′-联苯二胺的合成
  • 2.11 光电性质测试
  • 第三章 结果与讨论
  • 3.1 4,4′-二碘联苯(DIBP)的合成
  • 3.1.1 4,4'-二碘联苯制备方法的选择
  • 3.1.2 直接碘化反应的机理分析
  • 3.1.3 4,4′-二碘联苯合成工艺的优化
  • 3.1.3.1 投料比对收率的影响
  • 3.1.3.2 反应介质量对收率的影响
  • 3.1.3.3 反应温度对收率的影响
  • 3.1.3.4 反应时间对收率的影响
  • 3.1.4 4,4′-二碘联苯合成工艺的放大与循环
  • 3.1.5 后处理方法
  • 3.1.6 4,4′-二碘联苯的结构表征
  • 3.2 3-甲基二苯胺的合成
  • 3.2.1 3-甲基二苯胺的合成研究
  • 3.2.2 分离方法的研究
  • 3.2.3 3-甲基二苯胺的结构确定
  • 3.3 4-正丁基二苯胺的合成
  • 3.3.1 4-正丁基苯胺与氨基钠反应温度对反应时间的影响
  • 3.3.2 4-正丁基苯胺钠盐与苯磺酸钠的反应时间对收率的影响
  • 3.3.3 4-正丁基二苯胺的结构确定
  • 3.4 N,N′-二苯基-N,N′-二(3-甲基苯基)-4,4′-联苯二胺的合成研究
  • 3.4.1 合成路线的确定
  • 3.4.2 N,N′-二苯基-N,N′-二(3-甲基苯基)-4,4′-联苯二胺的结构表征
  • 3.5 N,N′-二苯基-N,N′-二(4-甲基苯基)4,4′-联苯二胺的合成
  • 3.5.1 N,N′-二苯基-N,N′-二(4-甲基苯基)4,4′-联苯二胺的结构分析
  • 3.6 N,N′-二苯基-N,N′-二(4-正丁基苯基)4,4-联苯二胺(BTPD)的合成
  • 3.6.1 N,N′-二苯基-N,N′-二(4-正丁基苯基)4,4′-联苯二胺的结构分析
  • 3.7 光电性能测试
  • 第四章 结论
  • 参考文献
  • 附录
  • 致谢
  • 相关论文文献

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