均苯四甲酸二胺，英文名為Pyromellitic diimide，常溫常壓下為白色至近白色粉末或晶體，它不溶于水但是可溶于常見的醇類有機(jī)溶劑。均苯四甲酸二胺可通過均苯四甲酸酐與1,2,4,5-苯四甲酰胺反應(yīng)制得，該物質(zhì)結(jié)構(gòu)中的分子間氫鍵和π-π弱相互作用可驅(qū)動(dòng)形成納米自組裝材料，熒光特性（激發(fā)/發(fā)射波長377nm/495nm）適用于三硝基甲烷檢測。

制備方法

圖1 均苯四甲酸二胺的制備方法

將4.0毫摩爾的氰酸鉀置于10毫升的N,N-二甲基甲酰胺（DMF）中，在持續(xù)攪拌條件下加熱回流反應(yīng)5小時(shí)，待反應(yīng)充分進(jìn)行后，將所得反應(yīng)混合物自然冷卻至室溫，隨后將其緩慢傾倒至冰水浴中以終止反應(yīng)并促使產(chǎn)物析出，最后通過減壓過濾或常壓過濾的方式收集析出的固體產(chǎn)物，并用乙醇進(jìn)行重結(jié)晶純化處理，從而得到目標(biāo)化合物均苯四甲酸二胺。[1]

硅基保護(hù)反應(yīng)

圖2 均苯四甲酸二胺的硅基保護(hù)反應(yīng)

在氬氣保護(hù)氛圍下，將均苯四甲酸二胺（3.0克，13.9毫摩爾）和二苯基叔丁基氯硅烷（7.5毫升，29.0毫摩爾）溶解于50毫升及15毫升的二氯甲烷（DCM）中，所得混合溶液冷卻至0°C后，再將三乙胺（3.9毫升，1309毫摩爾）的二氯甲烷溶液以滴加方式緩慢加入上述反應(yīng)體系中；待三乙胺完全滴加結(jié)束后，將反應(yīng)混合物加熱回流并持續(xù)攪拌反應(yīng)20小時(shí)，以確保反應(yīng)充分進(jìn)行。反應(yīng)完成后，對(duì)反應(yīng)液進(jìn)行過濾，所得濾液依次用5%鹽酸溶液洗滌兩次、用蒸餾水洗滌一次、用飽和食鹽水洗滌一次，最后經(jīng)無水硫酸鈉干燥處理。將干燥后的有機(jī)相在真空條件下濃縮蒸除溶劑，所得殘留物再用正己烷進(jìn)行洗滌純化即可得到目標(biāo)產(chǎn)物。[2]

化學(xué)應(yīng)用

作為一種功能材料，均苯四甲酸二胺具有聚集誘導(dǎo)發(fā)射特性。均苯四甲酸二胺通過調(diào)節(jié)取代基團(tuán)，可以實(shí)現(xiàn)熒光波長的調(diào)控以及可逆力致熒光變色行為[4]。在能源領(lǐng)域，含均苯四甲酸二胺的共軛聚合物被應(yīng)用于太陽能電池，其器件開路電壓最高可達(dá)0.86V，吸收范圍擴(kuò)展至630nm，能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)到0.27%。

參考文獻(xiàn)

[1] Ayyash, A. N.; et al, Synthesis of Some New Pyrrolo[3,4-f]isoindole Derivatives Bearing a 1,3-Thiazolidin-4-one Moiety, Russian Journal of Organic Chemistry 2022, 58, 363-367.

[2] Aaritalo, Timo; et al, Synthesis of silylamine and siloxyamine compounds: A novel approach to flame retardancy of polypropylene and Epoxy resins, Polymer Degradation and Stability 2023, 211, 110336.