苯乙烯基三苯胺衍生物及其关键中间体的合成研究

论文摘要

苯乙烯基取代的三苯胺化合物是一类性能优异的空穴传输材料,共轭基团的引入可以提高化合物的玻璃化温度,增加电子的离域性,有利于载流子的传输。本文首先通过改进型Ullmann反应合成了关键中间体4,4’-二甲基三苯胺,并对反应的催化体系进行了探索性研究,考察了一系列因素对反应的影响,确定了适宜的三苯胺催化合成体系:以二甲苯为溶剂,2,2’-联吡啶为配位体,叔丁醇钾为缚酸剂,氯化亚铜、联吡啶、4-甲基二苯胺及对碘甲苯的摩尔比为0.5:0.5:1:1.8,140℃下回流反应8小时,收率80.8 %,纯度达99.14 %。以合成的4,4’-二甲基三苯胺为中间体经wittig-horner反应合成了两种苯乙烯基取代三芳胺:N,N-二对甲基苯基-4-（2-苯基乙烯基）苯胺和N,N-二对甲基苯基-4-（2,2-二苯基乙烯基）苯胺,中间产物及最终产物经红外吸收光谱、紫外吸收光谱及质谱等手段进行了结构分析与鉴定,收率分别为96.4 %和19.4 %,并对4,4’-二甲基三苯胺的氯甲基化反应进行了初步研究。对合成的三种化合物进行紫外吸收光谱测试,讨论了共轭结构对光谱性质的影响。最后分别以4,4’-二甲基三苯胺、N,N-二对甲基苯基-4-（2-苯基乙烯基）苯胺和N,N-二对甲基苯基-4-（2,2-二苯基乙烯基）苯胺作为空穴传输材料,Y-酞菁氧钛为电荷产生材料制备了功能分离型有机光导器件,测试了其光电性能,参数分别为:V0=650 V,VR=170 V,RD=10 V/s,E1/2=0.90 lx·s;V0=490 V,VR=60 V,RD=35 V/s,E1/2=1.0 lx·s;V0=720 V,VR=28 V,RD=18.8 V,E1/2=0.75 lx·s,结果表明合成的苯乙烯基取代三芳胺具有良好的空穴传输性能。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 第一章 文献综述
• 1.1 空穴传输材料
• 1.2 三芳胺类空穴传输材料
• 1.3 含共轭基团三芳胺衍生物的性能及合成方法
• 1.3.1 三芳胺衍生物中共轭基团的影响
• 1.3.2 共轭双键的合成方法
• 1.4 三苯胺的合成方法
• 1.4.1 传统的Ullmann 反应合成
• 1.4.2 钯催化下的合成反应
• 1.4.3 改进型Ullmann 反应合成
• 1.4.4 格氏试剂法
• 1.4.5 Suzuki 偶合
• 1.5 改进型Ullmann 催化体系的组成
• 1.5.1 以碘化亚铜为催化剂合成
• 1.5.2 以氯化亚铜为催化剂合成
• 1.5.3 18-冠-6 醚
• 1.5.4 聚乙二醇/聚乙二醇醚
• 1.5.5 碘化亚铜-二醇体系
• 1.5.6 二乙基水杨酰胺
• 1.5.7 β–二酮
• 1.5.8 氨基酸配体
• 1.6 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 4,4’-二甲基三苯胺的合成
• 2.3 N,N-二对甲基苯基-4-氨基苯甲醛的合成
• 2.4 N,N-二对甲苯基-4-（2-苯基乙烯基）苯胺的合成
• 2.5 N,N-二对甲苯基-4-（2,2-二苯基乙烯基）苯胺的合成
• 2.6 4,4’-二甲基三苯胺氯甲基化实验
• 2.7 光电性能测试
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 4,4-二甲基三苯胺合成中催化体系的研究
• 3.1.1 反应的可能机理
• 3.1.2 铜盐的确定
• 3.1.3 缚酸剂的选择
• 3.1.4 溶剂的选择
• 3.1.5 配位体的筛选
• 3.1.6 复合配位体的效果
• 3.1.7 铜催化剂用量的影响
• 3.1.8 对碘甲苯与4-甲基二苯胺的投料比
• 3.1.9 叔丁醇钾的特殊作用
• 3.1.10 催化剂红外分析
• 3.1.11 产物的物性及结构表征
• 3.2 苯乙烯基取代的三芳胺合成
• 3.2.1 N,N-二对甲基苯基-4-氨基苯甲醛的合成
• 3.2.2 N,N-二对甲苯基-4-（2-苯基乙烯基）苯胺的合成
• 3.2.3 N,N-二对甲苯基-4-（2,2-二苯基乙烯基）苯胺的合成
• 3.2.4 紫外吸收光谱及光电性能
• 3.3 三芳胺氯甲基化反应的可行性研究
• 3.4.1 有机酸催化下的氯甲基化反应
• 3.4.2 氯甲基乙基醚作氯甲基化试剂
• 3.4.2.1 无催化剂下的合成
• 3.4.2.2 无机酸作催化剂下的合成
• 3.4.3 无催化剂的氯甲基化反应
• 第四章 结论
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 附录
• 致谢