[發明專利]多功能的自供能電致變色材料的設計與集成的電致變色器件

有效

• 申請號: 201210517631.1
• 申請日: 2012-12-06
• 公開（公告）號: CN102936494A
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 徐春葉;陳梅;楊樹威;鄭建明
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: C09K9/02
• 分類號: C09K9/02;C07F9/38;G02F1/153;H01L51/46
• 代理公司: 北京維澳專利代理有限公司 11252
• 代理人: 馬佑平

技術領域

本發明屬于功能材料技術領域，具體涉及了一種多功能的自供能電致變色材料的設計與集成的電致變色器件

背景技術

光伏材料和電致變色材料是近年來的研究熱點。在眾多的材料中，三苯胺及其衍生物憑借其優秀的熱學和電化學穩定性、給電子能力以及光電性質而備受關注。2011年，Hung-Ju?Yen[Novel?Starburst?Triarylamine-ContainingElectroactive?Aramids?with?Highly?Stable?Electrochromism?in?Near-Infrared?andVisible?Light?Regions]報道了一系列的三苯胺基芳環聚酰胺，這些聚合物在近紅外和可見光區的有很穩定的電致變色性能。2010年，王鵬課題組[EfficientDye-Sensitized?Solar?Cells?with?an?Organic?Photosensitizer?Featuring?OrderlyConjugated?Ethylenedioxythiophene?and?Dithienosilole?Blocks]報道了一種三苯胺類染料C219，其光電轉化效率可以達到10.0-10.3%。但是，同時具有電致變色性能和光電轉化性能的三苯胺衍生物卻不見報道。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種三苯胺類自供能電致變色材料。

本發明的另一目的是提供一種制備三苯胺類自供能電致變色材料的方法。

本發明的還一目的是提供一種自供能電致變色器件。

為了實現本發明的目的，本發明的技術方案如下：

一種三苯胺化合物電致變色材料，其為化合物(4-((4-(N,N-二甲基胺)苯基)(苯基)氨基)芐基)膦酸（TPAPA），其結構式如下：

進一步地，本發明提供了一種制備三苯胺化合物電致變色材料的方法，其包括如下步驟（可參考圖1）：

（1）化合物1的合成：在惰性氣體保護下，將反應物苯胺、4-溴-N,N-二甲基苯胺按比例溶解于有機溶劑中，并加入一定量的堿和含鈀化合物作為催化劑，反應之后除去有機溶劑，所得產物依次進行溶解、過濾、洗滌、干燥、分離得黃色化合物1；

（2）化合物2的合成：在惰性氣體保護下，將化合物1、對溴苯甲醛按比例溶解于有機溶劑中，并加入一定量的堿和含鈀催化劑，反應之后除去有機溶劑，所得產物依次進行溶解、過濾、洗滌、干燥、過濾、旋干、分離得綠色晶體化合物2；

（3）化合物3的合成：低溫下將化合物2、硼氫化鈉按比例溶解在有機溶劑中，反應一段時間后，轉移到室溫下繼續反應2~5h，隨后將體系調至中性后萃取，所得產物依次進行洗滌、干燥、過濾、旋干得黃色固體化合物3；

（4）化合物4的合成：將化合物3、碘、亞磷酸三乙酯按比例混合，反應一段時間后，將反應體系轉移到室溫繼續反應8~20h，分離得到化合物4；

（5）目標產物的合成：將化合物4溶解在一定量的鹽酸中，回流攪拌，所得產物依次進行萃取、干燥、過濾和旋干得目標產物黃色固體。

其中：

優選的，步驟（1）中所述反應物苯胺和4-溴-N,N-二甲基苯胺的摩爾比為1~2：1；所述堿和含鈀化合物的摩爾比為1：0.5~2：0.5；所述催化劑總量與反應物苯胺和4-溴-N,N-二甲基苯胺的摩爾比為0.05：1：1~0.05：2：1；步驟（1）中所述反應溫度為70~100℃，反應時間為1~4天。

優選的，步驟（2）中所述化合物1和對溴苯甲醛摩爾比為1：1~2；所述堿和含鈀化合物的摩爾比為1：0.05~5：0.05；所述催化劑總量與反應物化合物1和對溴苯甲醛的摩爾比為0.05：1：1~0.05：1：2；步驟（2）中所述反應溫度為70~100℃，反應時間為1~4天。

優選的，步驟（3）中所述化合物2和硼氫化鈉的摩爾比為1:2~5；所述反應一段時間為0.5~1.5小時；所述低溫為-3~1℃；所述將體系調至中性所用的溶液為稀鹽酸。

優選的，步驟（4）中所述化合物3、碘和亞磷酸三乙酯的摩爾比為1:1.2~1.8:3~5；所述反應一段時間為1~2h小時。

優選的，步驟（5）中所述化合物4與鹽酸的摩爾比為1∶1~1:3；所述回流攪拌時間為2~5h。

優選的，步驟（1）、步驟（2）和步驟（3）中所述有機溶劑為甲苯、氯仿或四氫呋喃等。這些溶劑的用量無限制，只要將化合物充分溶解即可。