3,6‑二碘‑N‑(4‑溴苯基)咔唑的晶体结构及其应用的制作方法

本发明属于光电材料、精细化工领域，主要涉及一种双碘代溴苯基咔唑衍生物的晶体结构研究。

背景技术：

咔唑及其衍生物是一类非常重要的有机共轭化合物，因其具有较好的吸收和发射光谱，较优的空穴传输能力以及较宽的能级，因而被广泛的应用于电致发光，非线性光学和光折射材料（秦元成等，功能材料，2014,45（8），08067-08074）。同时，聚咔唑及其衍生物被用作聚合物发光二极管以及有机晶体管时，以其良好的P一型传输性能、化学稳定性而受到关注（苏雪花等，广州化工，2012,40（24），38-39）。

咔唑作为一个共轭体系，是一种重要的有机合成中间体。N原子具有更大的电负性，具有吸附电子的能力，所以咔唑的1、3、6和8位碳上电子云密度相对较低，1、8位距离N原子太近，在发生取代反应时空间位阻大，所以其3、6碳的位置更容易被其他基团所取代。3、6位上发生的反应类型都属于亲电取代反应。具体的反应类型包括卤化反应、硝化反应和酰化反应。另外，氮原子位置也容易发生酰基化，烷基化和亚硝化等化学反应。

正如上所述，这类化合物具有良好的光学性质，然而其晶体结构研究报道比较少。尤其是双碘代溴苯基咔唑衍生物的晶体结构研究仍然未见文献报道。这类双碘代溴苯基咔唑是合成其它更优良的光电材料中间体。本发明旨在研究这种双碘代溴苯基咔唑衍生物的晶体结构。

技术实现要素：

本发明提供一种3,6-二碘-N-(4-溴苯基)咔唑的晶体结构及其制备方法。这个双碘代咔唑衍生物由于碘原子很活泼，为以后合成其他含咔唑的单体或聚合物的设计和构筑提供了更多可能。

本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：一种3,6-二碘-N-(4-溴苯基)咔唑晶体结构的制备方法如下：将N-(4-溴苯基)咔唑(0.3222 g, 0.1 mmol)、碘化钾(0.4980 g, 3.0 mmol)和碘酸钾(0.3210 g, 1.5 mmol)与20ml冰醋酸室温下混合。加热至135℃，回流18小时后。反应液自然冷却至室温。抽滤，用50mL 10%硫代硫酸钠溶液和30ml蒸馏水洗涤沉淀。称取0.1克的3,6-二碘-N-（4-溴苯基）咔唑，溶解在5毫升氯仿中，过滤，静置3天后，得到一种粉色块状晶体。其晶体结构属于单斜晶系，P2₁/c空间群，晶胞参数为。

本发明的有益效果：结合了咔唑类化合物的优点，这种双碘代咔唑化合物很容易与含炔基、硼酸基芳香化合物进行反应，为以后构筑其他含咔唑类的单体或聚合物提供了更多可能性。而所得的咔唑化合物中咔唑环具有荧光性能的芳香环，为光学材料提供了一个可能。

附图说明

图1、本发明的3,6-二碘-N-(4-溴苯基)咔唑的晶体结构图。

图2、本发明的3,6-二碘-N-(4-溴苯基)咔唑的一维链图。

图3、本发明的3,6-二碘-N-(4-溴苯基)咔唑的二维图。

图4、本发明的3,6-二碘-N-(4-溴苯基)咔唑的堆积图。

图5、本发明的3,6-二碘-N-(4-溴苯基)咔唑的紫外可见光谱图。

图6、本发明的3,6-二碘-N-(4-溴苯基)咔唑的红外光谱图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细的说明，实施例仅是本发明的优选实施方式，不是对本发明的限定。

实施例 3,6-二碘-N-(4-溴苯基)咔唑化合物的制备。

将9-（4-溴苯基）咔唑(0.3222 g, 0.1 mmol)、碘化钾(0.6640 g, 4.0 mmol)和碘酸钾(0.4277 g, 2.0 mmol)与50ml冰醋酸室温下混合。加热至135℃，回流18小时后。反应液自然冷却至室温。抽滤，用50mL 10%硫代硫酸钠溶液和30ml蒸馏水洗涤沉淀。称取0.1克的3,6-二碘-N-(4-溴苯基)咔唑，溶解在5毫升氯仿中，过滤，静置3天后，得到一种粉色块状晶体。

对上述3,6-二碘-N-(4-溴苯基)咔唑化合物进行结构表征。

该3,6-二碘-N-(4-溴苯基)咔唑化合物通过单晶结构衍射，并在计算机上用SHELXTL程序包完成结构确定和精修。化合物3,6-二碘-N-(4-溴苯基)咔唑的晶体学参数见表1。

表1 3,6-二碘-N-(4-溴苯基)咔唑的晶胞参数

。

由图1可知，在不对称单元中，只有一个独立的3,6-二碘-N-(4-溴苯基)咔唑的分子。晶体结构表明，在3,6-二碘-N-(4-溴苯基)咔唑的化合物中，C3与C6位分别连接着碘原子。

图2表示一维链。沿晶胞b轴两条的一维链。在相邻两个化合物之间，分子间靠π∙∙∙π作用力相互连接成一链。这些作用力发生在咔唑环之间、咔唑环与溴苯基芳香环之间。这些π∙∙∙π作用力分别是：Cg(1)∙∙∙Cg(3)^a3.645(5)Å;Cg(1)∙∙∙Cg(2)^b3.677(5)Å;Cg(2)∙∙∙Cg(1)^a3.677(5)Å;Cg(2)∙∙∙Cg(3)^a3.806(5)Å;Cg(3)∙∙∙Cg(1)^b3.645(5)Å;Cg(3)∙∙∙Cg(2)^b3.806(5) Å。这里Cg(1)、Cg(2)和Cg(3)分别由下列原子构成的芳香环：N(1)-C(6)-C(1)-C(7)-C(12); C(1)-C(2)-C(3)-C(4)-C(5)-C(6); C(7)-C(8)-C(9)-C(10)-C(11)-C(12)。另外，对称码a和b分别表示-1+x,y, z 和1+x,y,z。

图3表示沿bc面的二维层。通过分子间的π∙∙∙π作用力将多个一维链扩展成二维层。

图4表示化合物的堆积图。上述的二维层通过弱作用力进一步被扩展成一个三维超分子结构。

图5是紫外可见光谱图。从图中我们发现，该合物在358 nm处有个最大吸收峰，很明显该峰落在紫外区。

图6表示3,6-二碘-N-(4-溴苯基)咔唑的红外光谱图。在3134 cm^-1处强峰的出现可能归因于芳香C-H键。三个峰分别位于1425，1490和1585 cm^-1，分别存在咔唑环的伸缩振动。从1012-1276 cm^-1范围内，这是由于苯环的存在。C-H面外和芳香体系的平面变形振动在1068-630 cm^-1范围内观察。位于563和497 cm^-1有两个强峰，表明在芳环上的溴和碘的存在。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本发明的保护范围之内。