含偶氮苯(喹啉)結構化合物的合成、表征及發光性能

齊程遠，于世鈞，齊召慶

含偶氮苯(喹啉)結構化合物的合成、表征及發光性能

齊程遠1，于世鈞2，齊召慶3

（1. 遼寧石油化工大學， 遼寧 撫順 113001； 2. 遼寧師范大學 化學化工學院， 遼寧 大連 116029；3. 后勤工程學院化學與材料工程系，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對其結構和性能進行了表征，利用熒光發射光譜研究了目標化合物的發光性能。結果表明，目標化合物（2.0×10-5mol/L的THF溶液）以311 nm光激發，在450 nm處發射藍紫色熒光。

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]、非線性光學材料[2]、激光盤信息存儲材料[3,4]和現代彩色照相技術中的油溶性染料，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,可用于制備各種濾色器、光電設備、光敏感元件、光電池、電子發光設備中的釋電薄膜等[6]。8-羥基喹啉是一個重要的有機合成中間體，其合成工藝及衍生物的制備、生物活性的研究是目前化學、藥學和醫學界的熱點內容之一[7]，且配位能力良好，廣泛用于藥物中間體的合成[8]，在分析、環境和材料以及電致發光、導電聚合物等方面有廣闊的應用前景。

本文設計合成含偶氮苯-喹啉結構的新型化合物，對其結構進行表征，并研究其發光性能。目標化合物的合成路線如下所示。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

WGD-30/6型雙光束紅外分光光度計（美國Bruck公司），KBr壓片；Bruker-AVANCE 500 Hz型核磁共振儀（瑞士）；X4型熔點測定儀(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-羥基喹啉等化學試劑均為分析純。

1.2 目標化合物的合成

[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1 h，濾出橙紅色沉淀，乙醇重結晶得橙黃色固體，收率：73.6 %，熔點：169.8～171.2 ℃。

2 結果與討論

2.1 結構表征

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的伸縮振動吸收峰；3 088 cm-1為苯環中不飽和C-H伸縮振動吸收峰；2 984, 2 936 cm-1為飽和C-H伸縮振動吸收峰；1 724 cm-1為酯C=O特征吸收峰；1 576, 1 510, 1 476, 1 430 cm-1為苯環和喹啉環骨架振動吸收峰；1 370, 1 314 cm-1為C-N伸縮振動吸收峰；1 228, 1 162 cm-1為C-O-C反對稱與對稱伸縮振動吸收峰；1 024 cm-1為C-O伸縮振動吸收峰；816,786,754,714 cm-1為苯環和喹啉環中不飽和C-H彎曲振動吸收峰。

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）結構的K帶π-π*躍遷吸收峰，527 nm處為偶氮苯（喹啉）結構的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10號氫質子信號峰；8.88× 10-6處雙峰為喹啉環9號氫質子信號峰；8.74～8.78 ×10-6處單峰為苯環6,7,8號氫質子信號峰；8.11× 10-6處雙峰為喹啉環5號氫質子信號峰；7.64×10-6處三重峰為喹啉環 4號氫質子信號峰；7.26×10-6處雙峰為喹啉環3號氫質子信號峰；4.48×10-6處四重峰為2號氫質子信號峰；1.47×10-6處三重峰為1號氫質子信號峰。

2.2 發光性能

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為激發波長，在450 nm處發射熒光寬峰，表明化合物4發射藍紫光，由于結構中存在偶氮苯（喹啉）基團，從而導致化合物發射熒光。

3 結 論

以間苯二甲酸為原料合成了新型含偶氮苯-喹啉結構的化合物，通過IR、UV-vis和1H NMR對其結構進行了表征，利用熒光發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域具有應用研究價值。

參考文獻：

［1］Angiolini I,Bozio R,Giorgini L,Pedron D,Turco G,Dauru A. Photomodulation of the Chiroptical Properties of New Chiral Methacrylic polymers with Chain Azobenzene Moieties[J].Chem Eur,2002,8:4241-4247.

［2］Morikawa Y,Nagano S,Watanabe K,Kamata K,Iyoda T,Seki T. Optical Alignment and Patterning of Nanoscale Microdomains in a Block Copolymer Thin film[J].Adv.Mater,2006,18:883-886.

［3］Audorff H, Kreger K, Walker R ,et al. Holographic gratings and data storage in azobenzene -containing block copolymers and molecular glasses[J]. Advances in Polymer Science, 2010, 228: 59-121.

［4］Hvilsted S, Sánchez C, Alcalá R. The volume holographic optical storage potential in azobenzene containing polymers[J]. Journal of Materials Chemistry, 2009, 19: 6641-6648.

［5］Kurihara S, Yoshioka T, Moritsugu M, et al. Photon mode color display device by means of isomerization of chiral azobenzene[J]. Molecular Crystals & Liquid Crystals, 2005, 443: 69-78.

［6］Yoshioka T, Ogata T, Nonaka T, et al. Reversiblephoton-mode full-color display by means of photochemical modulation of a helically cholesteric structure[J]. Advanced Materials, 2005, 17: 1226-1229.

［7］張淑瓊,熊俊如,曹優明.8-羥基喹啉衍生物的合成[J].四川大學學報:自然科學版,2001,24(3):280-282.

［8］李會麗,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].陜西師范大學學報（自然科學版）,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、表征及光響應性能[J]．遼寧師范大學學報：自然科學版，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

國家自然科學基金項目(21173109)；遼寧省教育廳科學技術研究項目(L2012383)；遼寧省大學生創新創業訓練計劃項目(20120165004)。

2015-01-10

齊程遠（1987-），遼寧盤錦人，助理實驗師，碩士，2012年畢業于遼寧師范大學高分子化學與物理專業。E-mail：cyqi87@163.com。