[發明專利]一種含噻吩并咔唑類七元稠環的A–D–A型有機小分子受體及其制備方法

有效

• 申請號: 201710043515.3
• 申請日: 2017-01-19
• 公開（公告）號: CN106831815B
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 陳華杰;曹群芳;蔡國勝;鄭麗萍
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: C07D495/14
• 分類號: C07D495/14;H01L51/42;H01L51/46
• 代理公司: 北京卓恒知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11394
• 代理人: 唐曙暉;徐樓

1.一種含噻吩并咔唑類七元稠環的A–D–A型有機小分子受體，其特征在于具有式(I)所示的結構：

其中，R₁為C₁-C₁₆直鏈或支鏈烷基；R₂為式(II)、式(III)、式(IV)、式(VI)、式(VII)、式(VIII)所示結構中的一種，其中，R為C₁-C₁₆直鏈或支鏈烷基

2.權利要求1所述的含有噻吩并咔唑類七元稠環的A–D–A型有機小分子受體的制備方法，其特征在于包括如下合成步驟：

(1)咔唑硼酸酯與噻吩酯鹵代化合物反應，得到中間體a，所述咔唑硼酸酯的結構式為:

其中，R₁是C₁-C₁₆直鏈或支鏈烷基；所述噻吩酯鹵代化合物結構式為:

所述中間體a的結構式為:

其中，R₁是C₁-C₁₆直鏈或支鏈烷基；

(2)在100℃下，中間體a先與R₂的格式試劑反應，再經過乙酸關環，得到中間體b：所述中間體b的結構式為：

其中，R₂的格式試劑結構式為R₂-MgBr，R₂為上述式(II)、式(III)、式(IV)、式(VI)、式(VII)、式(VIII)所示結構中的一種；R₁可為C₁-C₁₆直鏈或支鏈烷基；

(3)在110℃下，中間體b與三氯氧磷和N,N’-二甲基甲酰胺反應，得到中間體c,所述中間體c的結構式為：

其中，R₁為C₁-C₁₆直鏈或支鏈烷基；

所述R₂為上述式(II)、式(III)、式(IV)、式(VI)、式(VII)、式(VIII)所示結構中的一種；

(4)在100℃下，中間體c與中間體d反應，得到含有噻吩并咔唑類七元稠環的A–D–A型有機小分子受體，所述中間體d的結構式為：

所述步驟(1)的具體操作為：將10mmol咔唑硼酸酯，20–100mmol噻吩酯鹵代化合物，10–100mmol無水K₂CO₃，適量的水，1–10mmol四丁基溴化銨，0.1–0.5g鈀催化劑，200mL甲苯，加入到反應瓶中。氮氣保護，避光，100℃下反應10–15小時，冷卻至室溫，用二氯甲烷和水萃取，無水MgSO₄干燥，旋干過柱，得到黃色固體，即為中間體a；

所述步驟(2)的具體操作為：將10mmol鎂屑，適量單質碘作為催化劑，10–30mmol溴代化合物，50–150mL THF，加入到反應瓶中，氮氣保護，100℃下將其引發，該溫度下反應8–20小時后，1–3mmol中間體a的THF溶液在常溫下加入到反應體系中，隨后溫度升至110℃攪拌10–15小時，冷卻至室溫，用二氯甲烷和水萃取，經無水MgSO₄干燥，旋干過柱后，加入50–150mL乙酸，在氮氣保護，100℃下攪拌3–8小時，反應停止后，直接進行抽濾，得到黃色固體，即為中間體b；

所述步驟(3)的具體操作為：將0.5mmol中間產物c，10–30mmol三氯氧磷，30–100mLDMF，加入到反應瓶中，氮氣保護，110℃下攪拌15–30小時，冷卻至室溫，用二氯甲烷和水萃取，無水MgSO₄干燥，旋干過柱，得到黃色固體，即為中間體c；

所述步驟(4)的具體操作為：將0.5mmol中間體c，1–10mmol中間體d，吡啶1–4mL，20–40mL氯仿，加入到反應瓶中，氮氣保護，100℃下反應8–15小時，停止反應后，過柱，得到深藍色固體，即為含有噻吩并咔唑類七元稠環的A–D–A型有機小分子受體。

3.權利要求1所述的含有噻吩并咔唑類七元稠環的A–D–A型有機小分子受體在太陽能電池中的應用，以含有噻吩并咔唑類七元稠環的A–D–A型有機小分子受體作為太陽能電池的受體。

4.權利要求1所述的含有噻吩并咔唑類七元稠環的A–D–A型有機小分子受體制備的太陽能電池器件，采用商業購買的PCE10作為太陽能電池的給體，以含噻吩并咔唑類七元稠環的A–D–A型有機小分子受體為太陽能電池的受體，采用經典三明治器件結構構造太陽能器件。