含偶氮苯(喹啉)結(jié)構(gòu)化合物的合成、表征及發(fā)光性能

齊程遠(yuǎn)，于世鈞，齊召慶

含偶氮苯(喹啉)結(jié)構(gòu)化合物的合成、表征及發(fā)光性能

齊程遠(yuǎn)1，于世鈞2，齊召慶3

（1. 遼寧石油化工大學(xué)， 遼寧 撫順 113001； 2. 遼寧師范大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院， 遼寧 大連 116029；3. 后勤工程學(xué)院化學(xué)與材料工程系，重慶 401311）

以間苯二甲酸為原料，合成了新型偶氮苯-喹啉化合物—5-（8-羥基喹啉-5-偶氮）-1，3-苯二甲酸二乙酯，通過IR、UV-vis、1H NMR對其結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了表征，利用熒光發(fā)射光譜研究了目標(biāo)化合物的發(fā)光性能。結(jié)果表明，目標(biāo)化合物（2.0×10-5mol/L的THF溶液）以311 nm光激發(fā)，在450 nm處發(fā)射藍(lán)紫色熒光。

偶氮苯；8-羥基喹啉；合成；表征

偶氮化合物廣泛用作染料、分析試劑[1]、非線性光學(xué)材料[2]、激光盤信息存儲(chǔ)材料[3,4]和現(xiàn)代彩色照相技術(shù)中的油溶性染料，偶氮苯衍生物具有很好的光電性能[5]。近年來許多研究表明,一些偶氮液晶膜具有熱釋電和壓電效應(yīng),可用于制備各種濾色器、光電設(shè)備、光敏感元件、光電池、電子發(fā)光設(shè)備中的釋電薄膜等[6]。8-羥基喹啉是一個(gè)重要的有機(jī)合成中間體，其合成工藝及衍生物的制備、生物活性的研究是目前化學(xué)、藥學(xué)和醫(yī)學(xué)界的熱點(diǎn)內(nèi)容之一[7]，且配位能力良好，廣泛用于藥物中間體的合成[8]，在分析、環(huán)境和材料以及電致發(fā)光、導(dǎo)電聚合物等方面有廣闊的應(yīng)用前景。

本文設(shè)計(jì)合成含偶氮苯-喹啉結(jié)構(gòu)的新型化合物，對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，并研究其發(fā)光性能。目標(biāo)化合物的合成路線如下所示。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

WGD-30/6型雙光束紅外分光光度計(jì)（美國Bruck公司），KBr壓片；Bruker-AVANCE 500 Hz型核磁共振儀（瑞士）；X4型熔點(diǎn)測定儀(北京泰克)；UV-240紫外可見光譜儀（日本島津）；F-7000熒光光譜儀（日本日立）。

間苯二甲酸、鈀碳催化劑、8-羥基喹啉等化學(xué)試劑均為分析純。

1.2 目標(biāo)化合物的合成

[9]方法，以間苯二甲酸為原料通過硝化、酯化、還原制得化合物3。

在250 mL燒杯中加入50 mL無水乙醇，0.62 g 8-羥基喹啉，攪拌溶解后，用10% NaOH水溶液調(diào)至pH=8～9，置于冰浴中冷卻。將1.0 g化合物3，10 mL水，1.3 mL濃鹽酸，加入到100 mL錐形瓶中，冷卻到0 ℃后，滴加NaNO2液（0.43 g NaNO2溶解于2 mL水中），維持0 ℃下反應(yīng)15 min，得到澄清重氮鹽溶液，于0～5 ℃下，將重氮鹽溶液滴加到上述苯酚鈉8-羥基喹啉溶液中，攪拌反應(yīng)1 h，濾出橙紅色沉淀，乙醇重結(jié)晶得橙黃色固體，收率：73.6 %，熔點(diǎn)：169.8～171.2 ℃。

2 結(jié)果與討論

2.1 結(jié)構(gòu)表征

2.1.1 紅外譜圖

圖1為化合物4的 IR譜圖?；衔?中3 316 cm-1為-OH的伸縮振動(dòng)吸收峰；3 088 cm-1為苯環(huán)中不飽和C-H伸縮振動(dòng)吸收峰；2 984, 2 936 cm-1為飽和C-H伸縮振動(dòng)吸收峰；1 724 cm-1為酯C=O特征吸收峰；1 576, 1 510, 1 476, 1 430 cm-1為苯環(huán)和喹啉環(huán)骨架振動(dòng)吸收峰；1 370, 1 314 cm-1為C-N伸縮振動(dòng)吸收峰；1 228, 1 162 cm-1為C-O-C反對稱與對稱伸縮振動(dòng)吸收峰；1 024 cm-1為C-O伸縮振動(dòng)吸收峰；816,786,754,714 cm-1為苯環(huán)和喹啉環(huán)中不飽和C-H彎曲振動(dòng)吸收峰。

圖2為化合物4（2.0×10-5mol/L的THF溶液）的UV-vis吸收光譜。圖中403nm處為偶氮苯（喹啉）結(jié)構(gòu)的K帶π-π*躍遷吸收峰，527 nm處為偶氮苯（喹啉）結(jié)構(gòu)的R帶n-π*躍遷吸收峰。

2.1.3 核磁氫譜

圖3為化合物4的1H NMR(CDCl3)譜圖，9.32 ×10-6處雙峰為喹啉環(huán)10號(hào)氫質(zhì)子信號(hào)峰；8.88× 10-6處雙峰為喹啉環(huán)9號(hào)氫質(zhì)子信號(hào)峰；8.74～8.78 ×10-6處單峰為苯環(huán)6,7,8號(hào)氫質(zhì)子信號(hào)峰；8.11× 10-6處雙峰為喹啉環(huán)5號(hào)氫質(zhì)子信號(hào)峰；7.64×10-6處三重峰為喹啉環(huán) 4號(hào)氫質(zhì)子信號(hào)峰；7.26×10-6處雙峰為喹啉環(huán)3號(hào)氫質(zhì)子信號(hào)峰；4.48×10-6處四重峰為2號(hào)氫質(zhì)子信號(hào)峰；1.47×10-6處三重峰為1號(hào)氫質(zhì)子信號(hào)峰。

2.2 發(fā)光性能

2.1.2 紫外譜圖

圖4 為化合物4（2.0×10-5mol/L的THF溶液）的熒光譜圖，以397 nm為激發(fā)波長，在450 nm處發(fā)射熒光寬峰，表明化合物4發(fā)射藍(lán)紫光，由于結(jié)構(gòu)中存在偶氮苯（喹啉）基團(tuán)，從而導(dǎo)致化合物發(fā)射熒光。

3 結(jié) 論

以間苯二甲酸為原料合成了新型含偶氮苯-喹啉結(jié)構(gòu)的化合物，通過IR、UV-vis和1H NMR對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，利用熒光發(fā)射光譜研究表明其具有一定的熒光性能，期望在光電功能高分子及金屬配位領(lǐng)域具有應(yīng)用研究價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

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［8］李會(huì)麗,潘寧,李奇,王曉,徐峰.新型8-羥基喹啉衍生物及其金屬鋅配合物的制備與熒光性能[J].陜西師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）,2011,39(1):54-59.

［9］于世鈞，王紅，高永久．烷氧基偶氮苯化合物的合成、表征及光響應(yīng)性能[J]．遼寧師范大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2011，34(1)：68-70.

Synthesis, Characterization and Luminous Performance of the Compound Containing Azobenzene (quinoline) Structure

QI Cheng-yuan1，YU Shi-jun2，QI Zhao-qing3
（1. Liaoning Shihua University, Liaoning Fushun 113001，China； 2. Liaoning Normal University, Liaoning Dalian 116029，China；3. Dept. of Chemistry & Material Engineering LEU,Chongqing 401311, China）

A novel azobenzene-quinoline compound 5-(8-hydroxyquinoline-5-azo)-1,3- diethyl-phthalate was synthesized by using isophthalic acid as raw material. The structures and properties of the target compound were characterized by IR,UV-vis and1H NMR. Its luminous performance was studied by fluorescence emission spectrum. The results indicate that, with the excitation light at 311 nm，target compounds (2.0×10-5mol/L THF solution) can emit blue-violet fluorescence at 450 nm．

Azobenzene; 8-hydroxy quinoline; Synthesis; Characterization

O 621.3

： A

： 1671-0460（2015）05-0911-02

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(21173109)；遼寧省教育廳科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目(L2012383)；遼寧省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目(20120165004)。

2015-01-10

齊程遠(yuǎn)（1987-），遼寧盤錦人，助理實(shí)驗(yàn)師，碩士，2012年畢業(yè)于遼寧師范大學(xué)高分子化學(xué)與物理專業(yè)。E-mail：cyqi87@163.com。