[發明專利]基于炔基三苯胺和苝二酰亞胺的近紅外吸收的有機染料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201810030698.X
• 申請日: 2018-05-11
• 公開（公告）號: CN108250790B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 李剛;李丹丹;王帥花;張羽;王苒;唐波
• 申請（專利權）人: 山東師范大學
• 主分類號: C09B57/00
• 分類號: C09B57/00;C07D471/06;C07D491/16
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王志坤

本發明一種基于炔基三苯胺和苝二酰亞胺的近紅外吸收的有機染料及其制備方法和應用，該有機染料以炔基三苯胺和苝二酰亞胺為原料，采用Sonogashira反應制備，制備方法簡單，條件溫和，同時制備得到的有機染料與苝二酰亞胺相比，顯著改變苝二酰亞胺的LUMO和HOMO的分布。使得苝二酰亞胺的LOMO和HOMO的能級以及它們之間的能級差發生改變，從而使得有機染料的UV吸收光譜發生了很大的紅移并幾乎覆蓋整個可見光區，從而有效提高其在光電領域應用范圍。

技術領域

本發明屬于有機化合物合成技術領域，具體涉及基于炔基三苯胺和苝二酰亞胺的近紅外吸收的有機染料及其制備方法和應用。

背景技術

苝二酰亞胺及其衍生物是一種具有優異物理及化學性質的平面共軛稠環大分子。因其獨特的光物理性質和電化學性質及在常見有機溶劑中優異的溶解性使得它在有機太陽能轉化、光導體、信號放大、激光染料、熒光探針、熒光聚集體、液晶材料等許多領域有著廣泛的應用前景。

三苯胺及其衍生物具有獨特的自由基性質，氮原子周圍所連著三個呈一定角度排列的苯環，使得三苯胺自由基中心的張力得到消除，增加了它的穩定性，此外，較大的空間位阻因素也不利于自由基發生反應，而且超共軛電子效應也更增加了自由基的穩定性。這種獨特的自由基性質使得三苯胺及其衍生物具有較高的空穴遷移率和良好的傳輸性能，而炔基取代的三苯胺合成簡便，產率高，因此被廣泛的應用于光電材料和空穴傳輸材料。

現有技術中公開了一類基于三苯胺-苝二酰亞胺的星型三維共軛分子(CN201310594918.9)，其將三苯胺和苝二酰亞胺直接相連作為分子核心結構，以此為基礎進行分子設計獲得了一系列可溶液加工的具有高能量轉化效率的有機小分子太陽能電池受體材料。但合成產物的紫外-可見吸收光譜僅在350～750nm之間，限制了其在光電領域的應用。

發明內容

針對上述現有技術的不足，發明人經長期的技術與實踐探索，意外發現一種基于炔基三苯胺和苝二酰亞胺的近紅外吸收的有機染料，該染料以炔基三苯胺和苝二酰亞胺為原料，采用Sonogashira反應制備，制備方法簡單，條件溫和，同時制備得到的有機染料與苝二酰亞胺相比，顯著改變苝二酰亞胺的LUMO和HOMO的分布。使得苝二酰亞胺的LOMO和HOMO的能級以及它們之間的能級差發生改變，從而使得有機染料的UV吸收光譜發生了很大的紅移并幾乎覆蓋整個可見光區，從而有效提高其在光電領域應用范圍。

具體的，本發明涉及以下技術方案：

本發明的第一個方面，提供了一種基于炔基三苯胺和苝二酰亞胺的近紅外吸收的有機染料，該有機染料具有如下通式結構：

其中，

式I中的R代表氫原子、烷基或烷氧基；

優選的，R代表氫原子、C1～C20的烷基或C1～C22的烷氧基；

進一步優選的，R代表-CH₂CH(C₈H₁₇)C₁₀H₂₁；

式I中的R₁代表氫原子、烷基或烷氧基；

優選的，R₁代表氫原子、C1～C10的烷基或C1～C10的烷氧基；

進一步優選的，R₁代表氫原子或甲氧基；

式II中的R代表氫原子、烷基或烷氧基；

優選的，R代表氫原子、C1～C20的烷基或C1～C22的烷氧基；

進一步優選的，R代表-CH₂CH(C₈H₁₇)C₁₀H₂₁；