專利名稱：并吡咯二酮-酞菁共軛衍生物及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種并吡咯ニ酮-酞菁共軛衍生物及其制備方法與應(yīng)用。
背景技術(shù)：
酞菁類(lèi)材料是ー類(lèi)重要的有機(jī)分子材料，這類(lèi)化合物具有很好的光穩(wěn)定性，熱穩(wěn)定性以及化學(xué)惰性，在太陽(yáng)能電池方面有著廣泛的應(yīng)用前景[MarkusK. R. Fischer, J. Am. Chem. Soc. 2009，131，8669 - 8676 ；Alessandro Varottoj J. Am. Chem.Soc. 2010，132，2552 - 2554 JeaUk Lee, J. Mater. Chem.，2011，21，17209 - 17218]。然而由于酞菁分子的溶液加工性能差，通常采用真空沉積的方法蒸鍍活性層，這在一定程度上限制了酞箐衍生物的應(yīng)用。并吡咯ニ酮(DPP)是常見(jiàn)的エ業(yè)染料，具有強(qiáng)的光吸收、寬的光吸收范圍，DPP共軛偶聯(lián)在酞菁上形成大的電子共軛化合物，化合物的帶隙降低，光吸收范圍増大，有利于化合物吸收太陽(yáng)光之后受激發(fā)形成激子，使光電流顯著増大。再者，DPP基團(tuán)與酞菁通過(guò)C-C單鍵連接，DPP的引入使化合物有良好的加工性能，將誘導(dǎo)酞菁基團(tuán)的在體相異質(zhì)結(jié)電池中與受體材料形成合理的相分離，使形成的激子能有效地分離并傳輸?shù)诫姃Q。目前為止還沒(méi)有對(duì)于并吡咯ニ酮共軛酞菁化合物及其衍生物的相關(guān)報(bào)道，因此提供ー種新的并吡咯ニ酮共軛酞菁衍生物及其制備方法具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種并吡咯ニ酮-酞菁共軛衍生物及其制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明提供的并吡咯ニ酮-酞菁共軛衍生物，其結(jié)構(gòu)如式I所示，
權(quán)利要求
1.式I所示并吡咯ニ酮-酞菁共軛衍生物，
2.式I所示并吡咯ニ酮-酞菁共軛衍生物的制備方法，包括如下步驟 (1)在無(wú)水無(wú)氧的條件下，4-溴苯-1，2-ニ氰基和雙聯(lián)頻哪醇硼酸酯在正丁基鋰的催化下進(jìn)行反應(yīng)得到式II所示化合物；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于步驟(I)中，4-溴苯-1，2-ニ氰基、雙聯(lián)頻哪醇硼酸酯和正丁基鋰的摩爾份數(shù)比為I (Γ . 3) (Γ . 3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的制備方法，其特征在于步驟(I)中，所述反應(yīng)的溶劑為四氫呋喃；所述溶劑的用量為姆lmmol4-溴苯-1，2- ニ氰基需要(3mL飛mL)所述溶剤。
5.根據(jù)權(quán)利要求2-4中任一所述的制備方法，其特征在于步驟(I)中，所述反應(yīng)的溫度為-400C _78°C，時(shí)間為I. 5h 3h。
6.根據(jù)權(quán)利要求2-5中任一所述的制備方法，其特征在干步驟(2)中，式II所示化合物與式III所示化合物的摩爾份數(shù)比為(fl. 5) 1 ;所述催化劑a為四(三苯基膦)鈀、[1，1’_雙(ニ苯基磷)ニ茂鉄]ニ氯化鈀或醋酸鈀，所述催化劑a與式II所示化合物的摩爾份數(shù)比為(O. 01 O. 05) :1。
7.根據(jù)權(quán)利要求2-6中任一所述的制備方法，其特征在于步驟(2)中，所述反應(yīng)的溶劑為甲苯、N’ N-ニ甲基甲酰胺或こ腈；所述溶劑的用量為每Immol式II所示化合物需要(4mL飛mL)所述溶劑；所述堿性化合物為碳酸鉀；所述反應(yīng)的溫度為100°C 135°C，時(shí)間為10tT24h。
8.根據(jù)權(quán)利要求2-7中任一所述的制備方法，其特征在于步驟(3)中，所述催化劑b為氯化鋅或氯化銅；式IV所示化合物、1，8-ニ氮雜ニ環(huán)[5. 4. O] i^一碳-7-烯與催化劑b的摩爾份數(shù)比為I :(fl. 2) :(1.31. 6);所述反應(yīng)的溶劑為正戊醇，所述溶劑的用量為每Immol式IV所示化合物需要(20mL 35mL)所述溶劑；所述反應(yīng)的溫度為125°C 140°C，時(shí)間為4. 5 6h。
9.式I所示并吡咯ニ酮-酞菁共軛衍生物在制備有機(jī)太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用。
10.一種有機(jī)太陽(yáng)能電池，其特征在于所述有機(jī)太陽(yáng)能電池的活性層包括式I所示并吡咯ニ酮-酞菁共軛衍生物。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種并吡咯二酮-酞菁共軛衍生物及其制備方法與應(yīng)用。式I所示并吡咯二酮-酞菁共軛衍生物中，R1為C1~C30烷基；R2為氫或C1~C30烷基；X為O、S或Se原子；M為Zn、Cu、Ni、Al-Cl、Mn、Ru、Fe或Co；本發(fā)明提供的共軛衍生物的制備方法包括如下步驟(1)4-溴苯-1,2-二氰基和雙聯(lián)頻哪醇硼酸酯在正丁基鋰的催化下進(jìn)行反應(yīng)得到式Ⅱ所示化合物；(2)式Ⅱ所示化合物和式Ⅲ所示化合物在堿性化合物和催化劑a的作用下進(jìn)行反應(yīng)得到式Ⅴ所示化合物；(3)式Ⅳ所示化合物和1,8-二氮雜二環(huán)[5.4.0]十一碳-7-烯在催化劑b的作用下進(jìn)行反應(yīng)即得；式I所示并吡咯二酮-酞菁共軛衍生物可以作為太陽(yáng)能電池活性層中的給體材料。
文檔編號(hào)C09B47/32GK102675349SQ20121013555
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月3日
發(fā)明者姚建年, 詹傳郎, 賈慧 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所