[發明專利]一種四氟取代異靛藍衍生物及其制備方法

有效

• 申請號: 201710523552.4
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN107245049B
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 郭旺軍;高潮;周繼華;劉建群;劉亞東;安忠維
• 申請（專利權）人: 西安近代化學研究所
• 主分類號: C07D209/04
• 分類號: C07D209/04
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 梁勇

本發明屬于有機光電材料技術領域，具體涉及一種四氟取代異靛藍衍生物的制備方法。本發明將5?溴?4,6?二氟吲哚?2,3?二酮與5?溴?4,6?二氟?1,3?二氫吲哚?2?酮溶于醋酸中，回流反應24小時，然后與碳酸鉀及溴代烷烴反應，即可以35％的產率得到(E)?5,5?二溴?4,4,6,6?四氟?1,1?二辛基?3,3?二吲哚?2,2?二酮衍生物。本發明具有制備新穎、操作簡單、產物易分離純化的優點。此外，本發明所涉及的四氟取代異靛藍衍生物結構中含有多氟原子取代，共軛性和缺電性強，有望用作有機光伏材料領域。

技術領域

本發明屬于有機光伏技術領域，具體涉及一種四氟取代異靛藍衍生物及其制備方法。

背景技術

由于靛藍的染著和耐光堅牢度的特殊性質，一直被廣泛應用于染料工業和研究中。對于引起靛藍特殊光學性質的發色基團的研究證明，連接兩個環狀結構的碳碳雙鍵和雜環上的氮原子以及羰基是直接影響靛藍光學性質的因素。由此而發展起來的相應發色基團的取代物的實驗制備和理論研究極大地促進了靛藍系列染料在化學工業生產及生物醫學上的應用。靛藍作為典型的有機染料分子，在化學研究中常用作指示劑檢測微量金屬離子，而異靛藍是一種重要染料——靛藍的異構體，與靛藍具有相似的性質，同時還具有較窄的帶隙，良好的共平面、共軛性能、寬光譜吸收等特點，廣泛應用于有機場效應二極管、有機光伏技術等領域。

異靛藍具有良好的化學修飾性，易通過引入烷基改善溶解性，優化分子的加工性能，也可引入D-A體系，改變分子的電荷分布，調控分子的軌道能級，常用作有機光電分子的受體單元，在已知材料體系中占有較大比重。目前，異靛藍的修飾常表現在氮原子上取代基的改變，通過改變烷基鏈的長度和支化程度調節材料在常規溶劑中的溶解性，但是在調節異靛藍共軛性能上效果甚微。近期，研究人員通過在異靛藍共軛苯環中引入一個氟原子，制備合成了具有對稱和不對稱的單氟取代的異靛藍(J.Am.Chem.Soc.,2012,134,20025；Adv.Mater.,2014,26,471；Energy Environ.Sci.,2015,8,585；Chem.Commun.,2014,50,439；Poly.Chem.,2014,5,4984；Poly.Chem.,2015,6,6040)，能夠精細調節分子的共軛性能和電子性能，能大幅度調節材料的能級結構，在薄膜晶體管、有機太陽能電池等領域具有廣泛應用前景。

目前，針對異靛藍苯環氟原子取代材料多為單氟取代材料，而對于同一個苯環中引入兩個甚至是多個氟原子未見報道。眾所周知，異靛藍分子含有兩個氧原子，當在單氟取代的基礎上再引入氟原子，縮短了與異靛藍鄰近氧原子原子間距離，當有相應的氫原子會形成穩定的六元環分子內氫鍵，這樣增強了整個分子的剛性結構，形成較大的共軛體系，增強材料的吸收性能，但是在國內外仍未見相關報道。

發明內容

為了克服現有多氟受體單元的有機光電材料及中間體種類少、制備困難、路線繁瑣、條件苛刻等不足，本發明提供一種四氟取代異靛藍衍生物，在單氟取代異靛藍基礎上在特定位置再引入氟原子增強材料共軛性能和缺電性能并考察其制備方法。該方法操作簡單、產物易分離純化、易于修飾改性、易用于構建復雜有機光電功能分子，在有機光電領域具有較好的應用前景。

發明構思：氟原子半徑較小、可極化率高、電負性強等優點，常用作缺電子基團引入受體單元，進一步降低受體單元的缺電子性，在D-A體系中常用來改變體系電荷分布，降低分子的軌道能級，在有機光伏領域常用來提升開路電壓。基于以上思考，本發明將異靛藍結構中苯環進行多氟原子取代，設計出了四氟取代異靛藍衍生物及其制備路線，以期在有機光電材料領域得到應用。

一種四氟取代異靛藍衍生物，其結構式為：