ТЕТРАЦИАНОЗАМЕЩЕННЫЕ 1,4,9b-ТРИАЗАФЕНАЛЕНЫ И СПОСОБ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ
TETRACYANO-SUBSTITUTED 1,4,9b-TRIAZAPHENALENES AND METHOD FOR PRODUCTION THEREOF

Изобретение относится к химической отрасли промышленности и касается синтеза полициклических азотсодержащих гетероароматических соединений. Изобретение может найти применение в биомедицинских исследованиях и в фармакологии, в разработке новых красителей для тканей, пластических масс, в органической электронике при разработке фоточувствительных и светоизлучающих устройств и в других областях техники.
Гетероароматические полициклические соединения представляют интерес для науки и техники как перспективные красители [1 - патент Германии DE 10157034 А1, 2003], материалы для формирования зарядово-инжектирующих и зарядово-транспортных слоев в органических светоизлучающих диодах (ОСИДах) [2 - Y. Shirota, H. Kageyama, Chem. Rev. 2007, 107, 953-1010], электролюминесцентные материалы для ОСИДов [3 - J.M. Hancock, А.Р. Gifford, Y. Zhu, Y. Lou, S.A. Jenekhe, Chem. Mater. 2006, 18, 4924-4932] материалы для электрофотографических систем [G. Henkel, L. Feiler, W. Haiizel, патент Германии DE 3001936 C2] и фоточувствительные материалы для органических фото детекторов и солнечных батарей [4 - П.А. Трошин, Д.К. Сусарова, Р.Н. Любовская, В.Ф. Разумов «Органические фотодетекторы: краткий обзор», глава 10 в монографии "Наноструктурированные материалы для запасания и преобразования энергии" Иваново: Ивановский государственный университет, 2009. - 451 с.]. Большой интерес представляет использование разнообразных полициклических молекул в разработке новых лекарственных препаратов [5 - L.M. Wilhelmsson, N. Kingi, J. Bergman, J. Med. Chem. 2008, 51, 7744-7750]. Приведенные примеры однозначно показывают практическую ценность гетероароматических полициклических соединений.
Задачей данного изобретения является получение новой группы полициклических конденсированных азотсодержащих соединений, имеющих ценные электронные свойства. Задача решается разработкой тетрацианозамещенных 1,4,9b-триазафеналенов общей формулы 1, а именно:
где в общей формуле 1 заместитель R означает:
6
4
2
1
4
1
1
1
- фенильный радикал состава CHX, X является заместителем в бензольном ядре и представляет собой нитрогруппу (NO), атом галогена (F, Cl, Br, I), углеводородный радикал С-С или фрагмент простого эфира -OR (R - углеводородный радикал С);
10
7
- нафтильный радикал состава CH;
4
3
- пятичленный ароматический гетероциклический радикал состава CHS, где S -- атом серы.
Заявляемые тетрацианозамещенные 1,4,9b-триазафеналены, описывающиеся общей формулой (1), являются новой, ранее неизвестной группой органических соединений. Предполагается, что эти соединения найдут применение в фармакологических исследованиях для разработки лекарственных препаратов различного спектра действия. В то же время перспективным может быть использование полученных соединений в органической электронике в качестве полупроводниковых материалов.
Прототипами заявляемых тетрацианозамещенных 1,4,9b-триазафеналенов является группа 1,4,9b-триазафеналенов, не содержащих заместителей CN, как, например, соединение формулы 2 [6 - Y. Matsuda, Y. Tominaga, H. Awaya, K. Kurata, K. Kato, H. Gotou, Yakugaku Zasshi 1987, 107(5), 344], а также 1,4,9b-триазафеналены, содержащие одну цианогруппу, например, формулы 3 [6, 7 - Y. Matsuda, H. Gotou, K. Katou, H. Matsumoto, Chemical & Pharmaceutical Bulletin, 1989, 37(5), 1188]. Молекулярные формулы всех известных на сегодняшний день соединений с 1,4,9b-триазафеналеновым фрагментом представлены на Фиг.1.
Заявляемые тетрацианозамещенные 1,4,9b-триазафеналены общей формулы 1 имеют ряд принципиальных отличий от известного прототипа:
1) в соединениях общей формулы 1 имеются четыре заместителя CN, которых нет в молекулах известных в литературе аналогов;
2) в соединениях общей формулы 1 имеется первичная аминогруппа, которой нет в структурах известных в литературе аналогов;
Таким образом, тетрацианозамещенные 1,4,9b-триазафеналены общей формулы 1 являются новой группой соединений, которые могут найти практическое использование в различных областях науки и техники ввиду своего большого сродства к электрону, индуцированного присутствием четырех цианогрупп, и необычных оптических свойств, проявляемых этими соединениями (см. ниже).
Задачи данного изобретения также решаются разработкой способа получения тетрацианозамещенных 1,4,9b-триазафеналенов общей формулы 1. Он основан на термической конденсации тетрацианоциклопропанов при кипячении в 1,2-дихлорбензоле или другом органическом растворителе с температурой кипения от 130 до 250°С (Фиг.2). Исходные тетрацианоциклопропаны можно легко получить из соответствующих карбонильных соединений и малононитрила в присутствии молекулярного брома, йода или N-бромосукцинимида в качестве окислителя [8 - M.N. Elinson, A.N. Vereshchagin, N.О. Stepanov, A.I. Ilovaisky, A. Ya. Vorontsov, G.I. Nikishin, Tetrahedron 2009, 65, 6057].
Конденсация тетрацианоциклопропанов с образованием 1,4,9b-триазафеналенов общей формулы 1 протекает наиболее гладко в тех случаях, когда заместитель R является ароматическим фрагментом. Выходы целевых продуктов достигают 50-60% при времени реакции около 20-30 часов. Заметим, что 1,4,9b-триазафеналены 1 формально являются димерами тетрацианоциклопропанов. Помимо них в реакции образуются также продукты тримеризации и тетрамеризации циклопропанов, идентифицированные с использованием масс-спектрометрии (Фиг.3). Молекулярное строение тримеров и тетрамеров остается неустановленным.
Отдаленным аналогом заявляемого способа получения 1,4,9b-триазафеналенов общей формулы 1 является реакция конденсации амидин гидрохлоридов и трицианометильного аниона, приводящая к образованию гексаазафеналенов общей формулы 4 (Фиг.4) [9 - S. Suzuki, K. Fukui, A. Fuyuhiro, K. Sato, T. Takui, K. Nakasuji, Y. Morita, Org. Lett. 2010, 12, 5036-5039]. Прототипом заявляемого способа получения 1,4,9b-триазафеналенов общей формулы 1 является реакция тримеризации бензоизоксазолов с образованием тетраазофеналенов (трициклохиназолинов) общей формулы 5 (Фиг.4) [10 - S. Kumar, D.S.S. Rao, S.K. Prasad, J. Mater. Chem., 1999, 9, 2751].
Заявляемый способ получения тетрацианозамещенных 1,4,9b-триазафеналенов общей формулы 1 имеет ряд принципиальных отличий от протипа:
1) в качестве исходных соединений используются тетрацианоциклопропаны, а не бензоизоксазолы, как в описанном в литературе прототипе [10 - S. Kumar, D.S.S. Rao, S.K. Prasad, J. Mater. Chem., 1999, 9, 2751];
2) в качестве продуктов реакции образуются триазафеналены, а не тетраазафеналены, как в описанном прототипе.
Таким образом, заявляемый способ отличается принципиальной новизной и большой практической ценностью учитывая, что он открывает путь к получению новой обширной группы соединений с ценными оптическими свойствами (см. ниже). Важность этого способа состоит также в том, что целевые триазафеналены можно получать в одну стадию из сравнительно доступных исходных реагентов. Описанные в литературе синтезы триазафеналенов представляют собой многостадийные синтезы, в которых используются редкие и дорогостоящие реагенты [6-7].
1
13
Изобретение иллюстрируется многими примерами синтезированных тетрацианозамещенных 1,4,9b-триазафеналенов, молекулярные формулы которых представлены на Фиг.5. Высокая чистота триазафеналенов подтверждена хроматографическими методами (высокоэффективная жидкостная хроматография, Фиг.6). Состав и строение полученных соединений подтверждено методами ЯМР-спектроскопии на ядрах Н и С, двумерными спектрами Н-Н и С-Н корреляции и данными электроспрей масс-спектрометрии (Фиг.7-30). Для ключевого соединения 1а были получены монокристаллы, что позволило установить его строение с использованием рентгеноструктурного анализа. Две проекции молекулы 1,4,9b-триазафеналена 1а представлены на Фиг.31.
Крайне интересными оказались оптические спектры соединений. В спектрах поглощения всех тетрацианозамещенных триазафеналенов (Фиг.32-33) была обнаружена интенсивная полоса в коротковолновой части спектра, которая меняет свое положение от 330 до 390 нм в зависимости от природы заместителей в триазафеналеновом цикле. Следующая по интенсивности полоса также чувствительна к особенностям строения триазафеналенов и проявляется для разных соединений в диапазоне 420-430 нм. Имеется также четкая полоса поглощения при 400-410 нм. Наиболее интересной особенностью спектров поглощения триазафеналенов является наличие очень широкой полосы при 450-700 нм. Эта полоса закрывает собой весь видимый диапазон, что придает триазафеналенам яркую окраску в растворах и в тонких пленках. Заметим, что описанные в литературе тетрааза- и гексаазафеналены являются бесцветными или слабоокрашенными соединениями. Поэтому яркая окраска заявляемых нами тетрацианозамещенных 1,4,9b-триазафеналенов общей формулы 1 является их важнейшей отличительной особенностью. По-видимому, появление широкой полосы в видимой части спектра связано с внутримолекулярным переносом заряда в этих соединениях, индуцированным присутствием четырех электронодефицитных цианогрупп и электронодонорной аминогруппы в молекулах соединений формулы 1.
Обнаружено, что положение полос в спектрах поглощения триазафеналенов сильно меняется в зависимости от растворителя, в котором проводится измерение спектра. Подобное явление сольватохромизма лежит в основе многих практических приложений, в частности в разработке индикаторов для оптохемосенсорных систем, предназначенных для обнаружения примесей тех или иных органических соединений в газах и жидкостях.
В то же время почти все триазафеналены демонстрируют интенсивную красную фотолюминесценцию. В спектрах фотолюминесценции наблюдается лишь узкие полосы с максимумом 620-635 нм и шириной у основания около 100 нм (Фиг.34-35). Положение максимума также сдвигается на 5-10 нм в зависимости от того, в каком растворителе регистрируется спектр фотолюминесценции. Более того, интенсивность люминесценции также сильно меняется в зависимости от растворителя. Сольватохромизм в спектрах фотолюминесценции является редким явлением, которое интенсивно изучается с целью разработки оптохемосенсоров нового поколения. В таких оптохемосенсорах используются флуоресцентные красители в качестве индикаторов, реагирующих на присутствие тех или иных аналитов. Обнаруженные свойства триазафеналенов указывают на перспективы их испытания и возможно также последующего практического использования в качестве флуоресцентных индикаторов для оптохемосенсоров нового поколения.
Более того, люминесцентные свойства тетрацианозамещенных триазафеналенов позволяют их использовать в качестве материалов для светоизлучающих диодов, о чем свидетельствует пример 11.
Заявляемое изобретение иллюстрируется, но не ограничивается, следующими примерами:
Пример 1. Синтез 4-амино-2,8-ди(4-метилфенил)-3,6,7,9-тетрациано-1,4,9b-триазафеналена 1а.
Исходный 3-п-толилциклопропан-1,1,2,2-тетракарбонитрил (500 мг, 2.16 ммоль) растворили в 50 мл 1,2-дихлорбензола. Полученный раствор кипятили с обратным холодильником в атмосфере аргона в течение 30-40 часов. Цвет реакционной смеси изменялся от бесцветного к ярко-красному и затем к темно-коричневому. После окончания синтеза реакционную смесь охлаждали и фильтровали через бумажный фильтр. Фильтрат концентрировали на роторном испарителе. Полученный остаток растворяли в толуоле и наносили на хроматографическую колонку с силикагелем (Acros Organics, 40-60 µ, 60 Å). Целевой продукт 1а элюировали смесью толуол-метанол в соотношении 99.6:0.4 по объему. Выход продукта 1а составил 57% от теоретического (285 мг).
1
6
13
6
ЯМР Н (600 МГц, ДМСО-D), δ=2.41 (s, 6H), 7.42 (m, 6H), 7.92 (d, 2H), 8.61 (s, 1Н), 9.23 (s, 1H) м. д. ЯМР С (150 МГц, ДМСО-D) δ=21.51, 21.69, 73.57, 79.64, 88.14, 89.54, 94.86, 112.97, 114.17, 114.72, 115.55, 127.69, 128.47, 128.65, 129.08, 129.37, 129.9, 129.94, 130.92, 131.49, 141.78, 144.07, 150.21, 152.44, 156.04, 161.35, 162.41, 166.61 м. д.
Пример 2. Синтез 4-амино-2,8-ди(4-фторфенил)-3,6,7,9-тетрациано-1,4,9b-триазафеналена 1b.
Исходный 3-п-фторфенилциклопропан-1,1,2,2-тетракарбонитрил (500 мг, 2.12 ммоль) растворили в 50 мл 1,2-дихлорбензола. Полученный раствор кипятили с обратным холодильником в атмосфере аргона в течение 30-40 часов. Цвет реакционной смеси изменялся от бесцветного к ярко-красному и затем к темно-коричневому. После окончания синтеза реакционную смесь охлаждали и фильтровали через бумажный фильтр. Фильтрат концентрировали на роторном испарителе. Полученный остаток растворяли в толуоле и наносили на хроматографическую колонку с силикагелем (Acros Organics, 40-60 µ, 60 Å). Целевой продукт 1b элюировали смесью толуол-метанол в соотношении 99.8:0.2 по объему. Выход продукта 1b составил 23% от теоретического (115 мг).
1
6
ЯМР Н (600 МГц, ДМСО-D), δ=7.47 (m, 4H), 7.62 (d, 2H), 8.06 (d, 2H) 8.69 (s, 1Н), 9.30 (s, 1Н) м. д.
Пример 3. Синтез 4-амино-2,8-ди(4-метоксифенил)-3,6,7,9-тетрациано-1,4,9b-триазафеналена 1с.
Исходный 3-п-метоксифенилциклопропан-1,1,2,2-тетракарбонитрил (500 мг, 2.02 ммоль) растворили в 50 мл 1,2-дихлорбензола. Полученный раствор кипятили с обратным холодильником в атмосфере аргона в течение 30-40 часов. Цвет реакционной смеси изменялся от бесцветного к ярко-красному и затем к темно-коричневому. После окончания синтеза реакционную смесь охлаждали и фильтровали через бумажный фильтр. Фильтрат концентрировали на роторном испарителе. Полученный остаток растворяли в толуоле и наносили на хроматографическую колонку с силикагелем (Acros Organics, 40-60 µ, 60 Å). Целевой продукт 1 с элюировали смесью толуол-метанол в соотношении 99.6:0.4 по объему. Выход продукта 1 с составил 29% от теоретического (145 мг).
1
6
13
6
ЯМР Н (600 МГц, ДМСО-D), δ=3.87 (s, 6H), 7.16 (m, 4H), 7.51 (d, 2H), 8.10 (d, 2Н), 8.56 (s, 1H), 9.17 (s, 1H) м. д. ЯМР С (150 МГц, ДМСО-D) δ=55.92, 56.18, 73.33, 87.74, 88.36, 94.55, 113.09, 114.43, 114.74, 114.84, 115, 115.91, 125.62, 126.26, 129.32, 130.62, 131.18, 131.35, 150.19, 152.18, 156.08, 161.37, 161.85, 162.01, 163.7, 165.48 м. д.
Пример 4. Синтез 4-амино-2,8-ди(4-хлорфенил)-3,6,7,9-тетрациано-1,4,9b-триазафеналена 1d.
Исходный 3-п-хлорфенилциклопропан-1,1,2,2-тетракарбонитрил (500 мг, 1.98 ммоль) растворили в 50 мл 1,2-дихлорбензола. Полученный раствор кипятили с обратным холодильником в атмосфере аргона в течение 30-40 часов. Цвет реакционной смеси изменялся от бесцветного к ярко-красному и затем к темно-коричневому. После окончания синтеза реакционную смесь охлаждали и фильтровали через бумажный фильтр. Фильтрат концентрировали на роторном испарителе. Полученный остаток растворяли в толуоле и наносили на хроматографическую колонку с силикагелем (Acros Organics, 40-60 µ, 60 Å). Целевой продукт 1d элюировали смесью толуол-метанол в соотношении 99.2:0.8 по объему. Выход продукта 1d составил 27% от теоретического (135 мг).
1
6
13
6
ЯМР Н (600 МГц, ДМСО-D), δ=7.58 (d, 2Н), 7.70 (m, 4Н), 7.981 (d, 2Н), 8.72 (s, 1H), 9.33 (s, 1H) м. д. ЯМР С (150 МГц, ДМСО-D) δ=74.02, 88.47, 90.45, 94.89, 112.77, 113.92, 114.43, 115.18, 129.18, 129.57, 129.68, 130.48, 130.81, 131.24, 132.61, 133.01, 133.21, 136.57, 138.28, 150.16, 152.53, 155.9, 161.24, 161.36, 165.84 м. д.
Пример 5. Синтез 4-амино-2,8-ди(3-хлорфенил)-3,6,7,9-тетрациано-1,4,9b-триазафеналена 1е.
Исходный 3-м-хлорфенилциклопропан-1,1,2,2-тетракарбонитрил (500 мг, 1.98 ммоль) растворили в 50 мл 1,2-дихлорбензола. Полученный раствор кипятили с обратным холодильником в атмосфере аргона в течение 30-40 часов. Цвет реакционной смеси изменялся от бесцветного к ярко-красному и затем к темно-коричневому. После окончания синтеза реакционную смесь охлаждали и фильтровали через бумажный фильтр. Фильтрат концентрировали на роторном испарителе. Полученный остаток растворяли в толуоле и наносили на хроматографическую колонку с силикагелем (Acros Organics, 40-60 µ, 60 Å). Целевой продукт 1е элюировали смесью толуол-метанол в соотношении 98.8:1.2 по объему. Выход продукта 1е составил 19% от теоретического (95 мг).
1
6
13
6
ЯМР Н (600 МГц, ДМСО-D), δ=7.7-8.0 (m, 8Н), 8.75 (m, 1H), 9.33 (m, 1Н) м. д. ЯМР С (150 МГц, ДМСО-D) δ=73.95, 89.27,93.92,95.03, 112.18, 112.67, 113.31, 113.52, 127.79, 128.2, 129.44, 129.88, 130.07, 130.11, 130.46, 130.77, 132.46, 132.53, 133.96, 149.87, 152.57, 154.75, 160.07, 160.7, 167.66 м. д.
Пример 6. Синтез 4-амино-2,8-ди(4-нитрофенил)-3,6,7,9-тетрациано-1,4,9b-триазафеналена 1f.
Исходный 3-п-нитрофенилциклопропан-1,1,2,2-тетракарбонитрил (500 мг, 1.90 ммоль) растворили в 50 мл 1,2-дихлорбензола. Полученный раствор кипятили с обратным холодильником в атмосфере аргона в течение 30-40 часов. Цвет реакционной смеси изменялся от бесцветного к ярко-красному и затем к темно-коричневому. После окончания синтеза реакционную смесь охлаждали и фильтровали через бумажный фильтр. Фильтрат концентрировали на роторном испарителе. Полученный остаток растворяли в толуоле и наносили на хроматографическую колонку с силикагелем (Acros Organics, 40-60 µ, 60 Å). Целевой продукт 1f элюировали смесью толуол-метанол в соотношении 99.2:0.8 по объему. Выход продукта 1f составил 21% от теоретического (105 мг).
1
6
13
6
ЯМР Н (600 МГц, ДМСО-D), δ=7.86 (d, 2H), 8.15 (d, 2H), 8.45 (m, 4H) 8.84 (s, 1H), 9.46 (s, 1H) м. д. ЯМР С (150 МГц, ДМСО-D) δ=74.55, 88.76, 91.92, 94.89, 112.56, 113.63, 114.08, 114.69, 124.52, 124.72, 125.78, 128.67, 129.37, 130.29, 130.41, 137.81, 139.87, 139.92, 149.47, 150.06, 150.17, 152.74, 155.72, 160.75, 161.17, 165.67 м. д.
Пример 7. Синтез 4-амино-2,8-ди(3-нитрофенил)-3,6,7,9-тетрациано-1,4,9b-триазафеналена 1g.
Исходный 3-м-нитрофенилциклопропан-1,1,2,2-тетракарбонитрил (500 мг, 1.90 ммоль) растворили в 50 мл 1,2-дихлорбензола. Полученный раствор кипятили с обратным холодильником в атмосфере аргона в течение 30-40 часов. Цвет реакционной смеси изменялся от бесцветного к ярко-красному и затем к темно-коричневому. После окончания синтеза реакционную смесь охлаждали и фильтровали через бумажный фильтр. Фильтрат концентрировали на роторном испарителе. Полученный остаток растворяли в толуоле и наносили на хроматографическую колонку с силикагелем (Acros Organics, 40-60 µ, 60 Å). Целевой продукт 1g элюировали смесью толуол-метанол в соотношении 98.6:1.4 по объему. Выход продукта 1g составил 27% от теоретического (135 мг).
1
6
13
6
ЯМР Н (600 МГц, ДМСО-D), δ=7.91 (m, 2Н), 8.02 (m, 1Н), 8.36 (m, 1Н), 8.45 (m, 2Н), 8.48 (m, 1H), 8.72 (t, 1H), 8.78 (s, 1H), 9.41 (s, 1H) м. д. ЯМР С (150 МГц, ДМСО-D) δ=74.14, 88.63, 90.95, 94.56, 112.17, 113.35, 113.81, 114.41, 123.1, 123.16, 125.91, 127.1, 130.76, 131.07, 134.51, 134.69, 134.73, 135.1, 147.72, 147.8, 149.57, 152.21, 155.19, 159.72, 160.63, 164.42 м. д.
Пример 9. Синтез 4-амино-2,8-ди(4-трет-бутилфенил)-3,6,7,9-тетрациано-1,4,9b-триазафеналена 1h.
Исходный 3-п-трет-бутилфенилциклопропан-1,1,2,2-тетракарбонитрил (500 мг, 1.82 ммоль) растворили в 50 мл 1,2-дихлорбензола. Полученный раствор кипятили с обратным холодильником в атмосфере аргона в течение 30-40 часов. Цвет реакционной смеси изменялся от бесцветного к ярко-красному и затем к темно-коричневому. После окончания синтеза реакционную смесь охлаждали и фильтровали через бумажный фильтр. Фильтрат концентрировали на роторном испарителе. Полученный остаток растворяли в толуоле и наносили на хроматографическую колонку с силикагелем (Acros Organics, 40-60 µ, 60 Å). Целевой продукт 1h элюировали смесью толуол-метанол в соотношении 99.2:0.8 по объему. Выход продукта 1h составил 28% от теоретического (140 мг).
1
6
13
6
ЯМР Н (600 МГц, ДМСО-D), δ=1.32 (s, 9H), 1.33 (s, 9H), 7.48 (m, 2H), 7.63 (m, 4Н), 7.93 (d, 2H), 8.61 (s, 1H), 9.21 (s, 1H) м. д. ЯМР С (150 МГц, ДМСО-D) δ=31.23, 31.38, 35.26, 35.43, 73.6, 88.08, 89.64, 94.76, 112.99, 114.22, 114.79, 115.57, 126.17, 126.23, 128.49, 128.96, 129.38, 130.63, 130.8, 131.57, 132.26, 133.05, 150.31, 152.54, 154.56, 156, 156.67, 161.38, 162.18, 166.71, 164.42 м. д.
Пример 9. Синтез 4-амино-2,8-ди(4-бромофенил)-3,6,7,9-тетрациано-1,4,9b-триазафеналена 1i.
Исходный 3-п-бромфенилциклопропан-1,1,2,2-тетракарбонитрил (500 мг, 1.68 ммоль) растворили в 50 мл 1,2-дихлорбензола. Полученный раствор кипятили с обратным холодильником в атмосфере аргона в течение 30-40 часов. Цвет реакционной смеси изменялся от бесцветного к ярко-красному и затем к темно-коричневому. После окончания синтеза реакционную смесь охлаждали и фильтровали через бумажный фильтр. Фильтрат концентрировали на роторном испарителе. Полученный остаток растворяли в толуоле и наносили на хроматографическую колонку с силикагелем (Acros Organics, 40-60 µ, 60 Å). Целевой продукт 1i элюировали смесью толуол-метанол в соотношении 99.2:0.8 по объему. Выход продукта 1i составил 57% от теоретического (285 мг).
1
6
13
6
ЯМР Н (600 МГц, ДМСО-D), δ=7.46 (m, 2Н), 7.84 (m, 6Н), 8.68 (s, 1H), 9.29 (s, 1Н) м. д. ЯМР С (150 МГц, ДМСО-D) δ=74.07, 88.49, 90.45, 94.93, 112.6, 113.72, 114.18, 114.98, 123.6, 124.16, 125.23, 127.18, 130.16, 130.53, 132.53, 133.44, 135.32, 150.19, 152.6, 155.96, 161.37, 161.41, 166.02 м.д.
Пример 10. Синтез 4-амино-2,8-ди(2-нафтил)-3,6,7,9-тетрациано-1,4,9b-триазафеналена lj.
Исходный 3-(2-нафтил)циклопропан-1,1,2,2-тетракарбонитрил (500 мг, 1.86 ммоль) растворили в 50 мл 1,2,4-трихлорбензола. Полученный раствор кипятили с обратным холодильником в атмосфере аргона в течение 8 часов. Цвет реакционной смеси изменялся от бесцветного к ярко-красному и затем к темно-коричневому. После окончания синтеза реакционную смесь охлаждали и фильтровали через бумажный фильтр. Фильтрат концентрировали на роторном испарителе. Полученный остаток растворяли в толуоле и наносили на хроматографическую колонку с силикагелем (Acros Organics, 40-60 µ, 60 Å). Целевой продукт 1j элюировали смесью толуол-метанол в соотношении 99.4:0.6 по объему. Выход продукта 1j составил 37% от теоретического (185 мг).
1
6
13
6
ЯМР Н (600 МГц, ДМСО-D), δ=7.55-7.72 (m, 8H), 7.87 (d, 1H), 8.05 (m, 3H), 8.13 (m, 2Н), 8.73 (s, 1H), 9.34 (s, 1H) м. д. ЯМР С (125 МГц, ДМСО-D) δ=73.73, 90.46, 94.37, 96.79, 112.89, 113.58, 114.21, 114.56, 123.82, 124.48, 125.7, 126.11, 126.25, 127.25, 127.31, 127.44, 127.8, 129.28, 129.6, 129.9, 131.23, 131.72, 131.86, 132.88, 133.54, 133.62, 135.81, 150.27, 153.02, 155.65, 161.35, 162.39, 170.38 м.д.
Пример 11. Синтез 4-амино-2,8-ди(2-тиенил)-3,6,7,9-тетрациано-1,4,9b-триазафеналена 1j.
Исходный 3-(2-тиенил)циклопропан-1,1,2,2-тетракарбонитрил (500 мг, 2.23 ммоль) растворили в 50 мл 1,2,4-трихлорбензола. Полученный раствор кипятили с обратным холодильником в атмосфере аргона в течение 8 часов. Цвет реакционной смеси изменялся от бесцветного к ярко-красному и затем к темно-коричневому. После окончания синтеза реакционную смесь охлаждали и фильтровали через бумажный фильтр. Фильтрат концентрировали на роторном испарителе. Полученный остаток растворяли в толуоле и наносили на хроматографическую колонку с силикагелем (Acros Organics, 40-60 µ, 60 Å). Целевой продукт 1k элюировали смесью толуол-метанол в соотношении 99.4:0.6 по объему. Выход продукта 1k составил 14% от теоретического (70 мг).
1
6
13
6
ЯМР Н (600 МГц, ДМСО-D), δ=7.33 (m, 1H), 7.39 (m, 1H), 7.66 (dd, 1H), 8.06 (dd, 1Н), 8.18 (dd, 1H), 8.36 (dd, 1H), 8.64 (s, 1H), 9.24 (s, 1H) м. д. ЯМР С (150 МГц, ДМСО-D) δ=73.68, 85.81, 87.29, 93.94, 112.94, 114.33, 114.65, 115.61, 128.68, 130.52, 132.43, 132.74, 132.97, 133.61, 137.78, 138.93, 150.22, 152.05, 154.52, 155.65, 158.37, 161.20 м. Д.
Пример 12. Использование соединения 1а в качестве материала для органических светоизлучающих диодов.
-6
В камере, встроенной внутри аргонового бокса, на подложку с проводящим слоем ITO и дырочно-инжектирующим слоем PEDOT-PSS при давлении 10 мБар последовательно напыляли дырочно-транспортные слои 2-TNATA (60 нм) и 2-NPD (15 нм), а также слой электролюминесцентного материала - триазафеналена 1а (15 нм). Поверх органических слоев напыляли металлический кальциевый катод (150 нм) (Фиг.36).
2
Изготовленный ОСИД начинает излучать красный свет при приложенных напряжениях около 3.5 В, тогда как при напряжении 8.0 В его яркость составляет около 1000 кд/м (Фиг.37). Эффективность устройства по току невысока, но может быть улучшена путем оптимизации структуры ОСИДа и молекулярной структуры светоизлучающего материала.