基本描述

3,6-二叔丁基咔唑的CAS號是37500-95-1，分子式是C20H25N，分子量是279.42，熔點是233-235℃，沸點是424.2±14.0°C(Predicted)，密度是1.037，以及酸度系數(shù)(pKa)是17.70±0.30(Predicted)。

圖1 3,6-二叔丁基咔唑的結(jié)構(gòu)式。

合成

圖2 3,6-二叔丁基咔唑的合成路線[1-3]。

方法一：將3,6-二叔丁基咔唑咔唑（61.4 g，0.368 mol）、無水氯化鋅（Strem，100.0 g，0.734 mol）和1210 ml硝基甲烷（在活化4A篩上干燥過夜）裝入具有機械攪拌器、加料漏斗和氮氣入口的烘箱干燥2升罐中。在室溫下滴加叔丁基氯（81.1ml，0.734mol），并將反應(yīng)攪拌過夜。通過LCMS跟蹤反應(yīng)。完成后，加入200ml甲醇并攪拌混合物1小時。通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑，將混合物溶于二氯甲烷并用水洗滌。將二氯甲烷還原至約100g并加入約300ml甲醇，將所得混合物攪拌過夜，然后過濾沉淀的固體并干燥以獲得批產(chǎn)品。將母液還原并與己烷混合，以生產(chǎn)第二批產(chǎn)品。64.5g產(chǎn)率的灰白色固體3,6-二叔丁基咔唑。合成路線如圖2所示。

方法二：將20.02克（120.8毫摩爾）咔唑、49.82克（365.5毫摩爾）ZnCl2和300毫升硝基甲烷在r.t.下滴加到裝有頂部攪拌器、氮氣鼓泡器和加料漏斗的500毫升三頸圓底燒瓶中。在2.5小時內(nèi)從加料漏斗向所得深棕色漿料中滴加49.82 g（365.5mmol）2-氯-2-甲基丙烷。添加完成后，將所得漿料再攪拌18小時。將反應(yīng)混合物倒入800ml冰冷水中，用3x 500ml二氯甲烷提取，然后將提取物合并并用無水硫酸鎂干燥，然后過濾，然后首先通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮濾液，然后在高真空下蒸發(fā)以除去硝基甲烷。將所得殘余物首先溶于熱二氯甲烷（70ml），然后溶于熱己烷（50ml）。將所得溶液冷卻至室溫，然后置于冰箱中過夜。分離形成的固體并用冷己烷洗滌，然后在高真空下干燥以得到3,6-二叔丁基咔唑。1H NMR顯示產(chǎn)物如所需。白色晶體，產(chǎn)率為10.80g（32.0%）。合成路線如圖2所示。

方法三：該方法首先將約10g咔唑（C12H9N）置于帶側(cè)臂的圓底燒瓶中，然后加入300ml硝基甲烷和25g ZnCl2。然后，向溶液中逐漸滴加20ml叔丁基氯（t-BuCl），并在室溫下連續(xù)攪拌溶液約20小時。將所得溶液轉(zhuǎn)移到燒杯中，并向燒杯中加入350ml水以進行水解反應(yīng)。在預定的反應(yīng)時間后，加入二氯甲烷（CH2Cl2）以進行萃取，并收集有機層。分別使用去離子水和飽和氯化鈉水溶液提取有機層中的雜質(zhì)。使用重結(jié)晶方法（溶劑為己烷）純化所得粗產(chǎn)物以獲得中間產(chǎn)物3，6-二叔丁基咔唑（由式（56）表示），其中產(chǎn)率約為60.6%。3,6-二叔丁基咔唑（56），產(chǎn)率為60.6%。合成路線如圖2所示。

應(yīng)用

咔唑類衍生物3,6-二叔丁基咔唑是一種特殊的含氮芳香雜環(huán)化合物，含有較大的π電子共軛體系，具有很強的電子轉(zhuǎn)移能力和稠環(huán)剛性骨架結(jié)構(gòu)，從而表現(xiàn)出良好的光電性能、熱穩(wěn)定性和形態(tài)穩(wěn)定性[4-5]。3,6-二叔丁基咔唑有著易于進行結(jié)構(gòu)修飾的特點，使其成為構(gòu)筑空穴傳輸材料、主體材料和發(fā)光材料最常用的分子基團[6]。3,6-二叔丁基咔唑不僅有著較大的π電子共軛體系、很強的電子轉(zhuǎn)移能力和剛性稠環(huán)結(jié)構(gòu)，其咔唑環(huán)上還易于引入多種功能基，這使得咔3,6-二叔丁基咔唑在OLED器件中具有非常廣泛的應(yīng)用，在不同功能層中都有著顯著的性能特點，因此相關(guān)領(lǐng)域的研究非常活躍，取得了許多重要的研究成果[7-8]。今后咔唑類衍生物在 OLED器件領(lǐng)域的研究重點仍需集中在提高器件的發(fā)光效率以及延長器件的使用壽命等方面。

參考文獻

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