含偶氮苯(喹啉)结构化合物的合成、表征及发光性能

齐程远，于世钧，齐召庆

含偶氮苯(喹啉)结构化合物的合成、表征及发光性能

齐程远1，于世钧2，齐召庆3

（1. 辽宁石油化工大学， 辽宁 抚顺 113001； 2. 辽宁师范大学 化学化工学院， 辽宁 大连 116029；3. 后勤工程学院化学与材料工程系，重庆 401311）

以间苯二甲酸为原料，合成了新型偶氮苯-喹啉化合物—5-（8-羟基喹啉-5-偶氮）-1，3-苯二甲酸二乙酯，通过IR、UV-vis、1H NMR对其结构和性能进行了表征，利用荧光发射光谱研究了目标化合物的发光性能。结果表明，目标化合物（2.0×10-5mol/L的THF溶液）以311 nm光激发，在450 nm处发射蓝紫色荧光。

偶氮苯；8-羟基喹啉；合成；表征

偶氮化合物广泛用作染料、分析试剂[1]、非线性光学材料[2]、激光盘信息存储材料[3,4]和现代彩色照相技术中的油溶性染料，偶氮苯衍生物具有很好的光电性能[5]。近年来许多研究表明,一些偶氮液晶膜具有热释电和压电效应,可用于制备各种滤色器、光电设备、光敏感元件、光电池、电子发光设备中的释电薄膜等[6]。8-羟基喹啉是一个重要的有机合成中间体，其合成工艺及衍生物的制备、生物活性的研究是目前化学、药学和医学界的热点内容之一[7]，且配位能力良好，广泛用于药物中间体的合成[8]，在分析、环境和材料以及电致发光、导电聚合物等方面有广阔的应用前景。

本文设计合成含偶氮苯-喹啉结构的新型化合物，对其结构进行表征，并研究其发光性能。目标化合物的合成路线如下所示。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

WGD-30/6型双光束红外分光光度计（美国Bruck公司），KBr压片；Bruker-AVANCE 500 Hz型核磁共振仪（瑞士）；X4型熔点测定仪(北京泰克)；UV-240紫外可见光谱仪（日本岛津）；F-7000荧光光谱仪（日本日立）。

间苯二甲酸、钯碳催化剂、8-羟基喹啉等化学试剂均为分析纯。

1.2 目标化合物的合成

[9]方法，以间苯二甲酸为原料通过硝化、酯化、还原制得化合物3。

在250 mL烧杯中加入50 mL无水乙醇，0.62 g 8-羟基喹啉，搅拌溶解后，用10% NaOH水溶液调至pH=8～9，置于冰浴中冷却。将1.0 g化合物3，10 mL水，1.3 mL浓盐酸，加入到100 mL锥形瓶中，冷却到0 ℃后，滴加NaNO2液（0.43 g NaNO2溶解于2 mL水中），维持0 ℃下反应15 min，得到澄清重氮盐溶液，于0～5 ℃下，将重氮盐溶液滴加到上述苯酚钠8-羟基喹啉溶液中，搅拌反应1 h，滤出橙红色沉淀，乙醇重结晶得橙黄色固体，收率：73.6 %，熔点：169.8～171.2 ℃。

2 结果与讨论

2.1 结构表征

2.1.1 红外谱图

图1为化合物4的 IR谱图。化合物4中3 316 cm-1为-OH的伸缩振动吸收峰；3 088 cm-1为苯环中不饱和C-H伸缩振动吸收峰；2 984, 2 936 cm-1为饱和C-H伸缩振动吸收峰；1 724 cm-1为酯C=O特征吸收峰；1 576, 1 510, 1 476, 1 430 cm-1为苯环和喹啉环骨架振动吸收峰；1 370, 1 314 cm-1为C-N伸缩振动吸收峰；1 228, 1 162 cm-1为C-O-C反对称与对称伸缩振动吸收峰；1 024 cm-1为C-O伸缩振动吸收峰；816,786,754,714 cm-1为苯环和喹啉环中不饱和C-H弯曲振动吸收峰。

图2为化合物4（2.0×10-5mol/L的THF溶液）的UV-vis吸收光谱。图中403nm处为偶氮苯（喹啉）结构的K带π-π*跃迁吸收峰，527 nm处为偶氮苯（喹啉）结构的R带n-π*跃迁吸收峰。

2.1.3 核磁氢谱

图3为化合物4的1H NMR(CDCl3)谱图，9.32 ×10-6处双峰为喹啉环10号氢质子信号峰；8.88× 10-6处双峰为喹啉环9号氢质子信号峰；8.74～8.78 ×10-6处单峰为苯环6,7,8号氢质子信号峰；8.11× 10-6处双峰为喹啉环5号氢质子信号峰；7.64×10-6处三重峰为喹啉环 4号氢质子信号峰；7.26×10-6处双峰为喹啉环3号氢质子信号峰；4.48×10-6处四重峰为2号氢质子信号峰；1.47×10-6处三重峰为1号氢质子信号峰。

2.2 发光性能

2.1.2 紫外谱图

图4 为化合物4（2.0×10-5mol/L的THF溶液）的荧光谱图，以397 nm为激发波长，在450 nm处发射荧光宽峰，表明化合物4发射蓝紫光，由于结构中存在偶氮苯（喹啉）基团，从而导致化合物发射荧光。

3 结 论

以间苯二甲酸为原料合成了新型含偶氮苯-喹啉结构的化合物，通过IR、UV-vis和1H NMR对其结构进行了表征，利用荧光发射光谱研究表明其具有一定的荧光性能，期望在光电功能高分子及金属配位领域具有应用研究价值。

参考文献：

［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］张淑琼,熊俊如,曹优明.8-羟基喹啉衍生物的合成[J].四川大学学报:自然科学版,2001,24(3):280-282.

［8］李会丽,潘宁,李奇,王晓,徐峰.新型8-羟基喹啉衍生物及其金属锌配合物的制备与荧光性能[J].陕西师范大学学报（自然科学版）,2011,39(1):54-59.

［9］于世钧，王红，高永久．烷氧基偶氮苯化合物的合成、表征及光响应性能[J]．辽宁师范大学学报：自然科学版，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

国家自然科学基金项目(21173109)；辽宁省教育厅科学技术研究项目(L2012383)；辽宁省大学生创新创业训练计划项目(20120165004)。

2015-01-10

齐程远（1987-），辽宁盘锦人，助理实验师，硕士，2012年毕业于辽宁师范大学高分子化学与物理专业。E-mail：cyqi87@163.com。