[發明專利]酰腙鋅卟啉及其配合物的合成和應用

無效

• 申請號: 201110283628.3
• 申請日: 2011-09-22
• 公開（公告）號: CN102417511A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發明（設計）人: 劉家成;李蒙;陳立偉;曹靖;郭國哲;梁莉莉
• 申請（專利權）人: 西北師范大學
• 主分類號: C07D487/22
• 分類號: C07D487/22;C09B47/00;H01G9/042;H01G9/20;H01L51/48;H01L51/46
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心 62100
• 代理人: 張英荷

1.一種酰腙鋅卟啉化合物，其化學結構式為：

?

其中，R為?2-吡啶甲醛、水楊醛、2-乙酰苯并咪唑。

2.如權利要求1所述酰腙鋅卟啉化合物的合成方法，包括以下工藝步驟：

（1）5,10,15,20-四(4-甲氧基羰基)苯基卟啉的合成

將吡咯和4-甲酰基苯甲酸甲酯以?1:1~1:1.2的摩爾比溶解在二氯甲烷中，加入吡咯摩爾量0.6~0.7倍的甲烷磺酸作為催化劑，室溫反應25~30分鐘；再加入吡咯摩爾量0.8~0.9倍的二氯二氰對苯醌，均勻攪拌，然后加入三乙胺中和甲烷磺酸，使體系的?pH=6.8~7.2；反應液經旋蒸濃縮，二氯甲烷洗脫，干燥，得紫色粉末狀產物5,10,15,20-四(4-甲氧基羰基)苯基卟啉；

（2）5,10,15,20-四(4-甲氧基羰基)苯基鋅卟啉的合成

將5,10,15,20-四(4-甲氧基羰基)苯基卟啉溶解在三氯甲烷中，加入Zn(OAc)₂·2H₂O的甲醇溶液，回流反應3~5小時；除去溶劑，收集紫紅色固體，用乙醇、水洗滌，干燥，得產物5,10,15,20-四(4-甲氧基羰基)苯基鋅卟啉；

所述Zn(OAc)₂·2H₂O的甲醇溶液的濃度1~1.5?mmol/L，Zn(OAc)₂·2H₂O的用量為5,10,15,20-四(4-甲氧基羰基)苯基卟啉摩爾量的4~5倍；

（3）5,10,15,20-四(4-苯甲酰肼)基鋅卟啉的合成

將5,10,15,20-四(4-甲氧基羰基)苯基鋅卟啉攪拌溶解在三氯甲烷中；將水合肼溶解在乙醇中，攪拌下混合這兩種溶液后，在70~80℃下回流20~24小時；旋蒸濃縮，用蒸餾水析出綠色沉淀，抽濾，濾餅用水、三氯甲烷分別洗滌；于70~80℃下恒溫干燥，收集墨綠色產物5,10,15,20-四(4-苯甲酰肼)基鋅卟啉；

所述5,10,15,20-四(4-甲氧基羰基)苯基鋅卟啉與水合肼的摩爾量比為1:4~1:5；?

（4）酰腙鋅卟啉化合物的合成

將5,10,15,20-四(4-苯甲酰肼)基鋅卟啉攪拌溶解在DMF中；將5,10,15,20-四(4-苯甲酰肼)基鋅卟啉摩爾量4~5倍的氮雜環醛或氮雜環酮溶解在乙醇中；攪拌下混合兩種溶液，在70~80℃下回流7~8小時；反應完成后除去溶劑，用乙醚析出沉淀，抽濾，重結晶，收集沉淀粉末，得到酰腙鋅卟啉化合物；

所述氮雜環醛為2-吡啶甲醛或水楊醛，所述氮雜環酮為2-乙酰苯并咪唑。

3.如權利要求1所述酰腙鋅卟啉作為染料敏化劑在制備染料敏化太陽能電池中的應用。

4.如權利要求3所述酰腙鋅卟啉作為染料敏化劑在制備染料敏化太陽能電池中的應用，其特征在于：先將TiO₂納米結構雙層膜電極在0.3~2mmol?的錨釘分子——4-[(吡啶基-4-甲基)氨基]苯甲酸的水溶液中浸泡1~24h，晾干；再在1.5~2.5mmol的酰腙鋅卟啉三氯甲烷溶液中浸泡1~24h；這時，錨釘分子和酰腙鋅卟啉分子以軸向配位的方式吸附在電極上，并能保證90%的以上的覆蓋率；然后將納米鉑的玻璃電極同TiO₂納米結構雙層膜電極加熱熔融密封，最后將電解質材料注入到兩個電極的縫隙中，即構成染料敏化太陽能電池。

5.如權利要求3所述酰腙鋅卟啉作為染料敏化劑在制備染料敏化太陽能電池中的應用，其特征在于：將TiO₂納米結構雙層膜電極在0.3~2mmol的錨釘分子——?4-[(吡啶基-4-甲基)氨基]苯甲酸的水溶液中浸泡1~24h，晾干；再在1.5~2.5mmol的（Zn(NO₃)₂·6H₂O或Co(NO₃)₂·6H₂O的水溶液中浸泡1~24h，然后在1.5~2.5mmol的酰腙鋅卟啉的三氯甲烷溶液中浸泡1~24h；這時，錨釘分子和金屬、酰腙鋅卟啉以側向配位的方式吸附在電極上，并能保證保證90%的以上的覆蓋率；最后將納米鉑的玻璃電極同TiO₂納米結構雙層膜電極加熱熔融密封，將電解質材料注入到兩個電極的縫隙中，即構成了染料敏化太陽能電池。