[發明專利]一種并二咔唑為電子給體的空穴傳輸材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010063944.9
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111153913B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 梁茂;劉建;薛松;孫喆;陳瑜;宗雪平
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: C07D495/14
• 分類號: C07D495/14;H01L51/46;H01L51/42
• 代理公司: 淮安市科文知識產權事務所 32223
• 代理人: 謝觀素

1.一種并二咔唑為電子給體的空穴傳輸材料，其特征在于，化學結構式如式GR-10所示：

。

2.制備如權利要求1所述的一種并二咔唑為電子給體的空穴傳輸材料的方法，其特征在于，包括如下步驟：使式（1）化合物發生烷基化反應生成中間體（2）；使中間體（2）發生取代反應生成中間體（3）；使中間體（3）發生取代反應生成中間體（4）；使式（5）化合物發生環合反應生成中間體（6）；使中間體（6）發生取代反應生成中間體（7）；使中間體（7）與中間體（4）發生偶聯反應生成空穴傳輸材料GR-10；

。

3.根據權利要求2所述的一種并二咔唑為電子給體的空穴傳輸材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

中間體（2）的合成：以二甲基亞砜為溶劑，在強堿的作用下，式（1）化合物與1-溴己烷發生烷基化反應生成中間體（2）；所述式（1）化合物、1-溴己烷以及強堿的摩爾比為1:1.28~1.32:3.8~4.2；

中間體（3）的合成：以甲苯為溶劑，氮氣氛圍下，中間體（2）與咔唑在催化劑、堿以及螯合配體的共同作用下，加熱回流反應生成中間體（3）；所述中間體（2）、咔唑、催化劑、堿以及螯合配體的摩爾比為1:0.2~0.3:0.1~0.15:0.6~0.65:0.1~0.15；

中間體（4）的合成：以1,4-二氧六環為溶劑，氮氣氛圍下，中間體（3）與聯硼酸頻那醇酯在堿和催化劑的作用下，加熱回流反應生成中間體（4）；所述中間體（3）、聯硼酸頻那醇酯、堿以及催化劑的摩爾比為1:1.8~2.2:2.8~3.2:0.02~0.04；

中間體（6）的合成：以甲苯為溶劑，氮氣氛圍下，式（5）化合物與對甲氧基苯胺在強堿、有機膦配體以及鈀催化劑的共同作用下，加熱回流反應生成中間體（6）；所述式（5）化合物、對甲氧基苯胺、強堿、有機膦配體以及鈀催化劑的摩爾比為1:1.8~2.2:3.8~4.2:0.02~0.06:0.008~0.012；

中間體（7）的合成：以四氫呋喃為溶劑，中間體（6）與NBS反應生成中間體（7）；所述中間體（6）與NBS的摩爾比為1:2.2~2.8；

空穴傳輸材料GR-10的合成：以1,4-二氧六環和水為混合溶劑，氮氣氛圍下，中間體（7）與中間體（4）在堿、有機膦配體以及鈀催化劑的共同作用下，加熱回流反應生成空穴傳輸材料GR-10；所述中間體（7）、中間體（4）、強堿、有機膦配體以及鈀催化劑的摩爾比為1:2.45~2.55:5.9~6.1:0.24~0.26:0.1~0.14。

4.根據權利要求3所述的一種并二咔唑為電子給體的空穴傳輸材料的制備方法，其特征在于：中間體（2）的合成時，先將式（1）化合物與強堿在二甲基亞砜中攪拌0.5~1.5小時，再加入1-溴己烷繼續反應8~12小時，反應溫度為20℃~25℃；中間體（3）的合成時，110℃~120℃加熱回流，反應時間為40~60小時；中間體（4）的合成時，100℃~120℃加熱回流，反應時間為10~14小時；中間體（6）的合成時，110℃~120℃加熱回流，反應時間為10~14小時；中間體（7）的合成時，0℃~10℃冰浴條件下，分批將NBS加入反應體系，加完后，20℃~25℃室溫避光反應50~100分鐘；空穴傳輸材料GR-10的合成時，100℃~110℃加熱回流，反應時間為20~30小時。

5.根據權利要求3所述的一種并二咔唑為電子給體的空穴傳輸材料的制備方法，其特征在于：中間體（2）的合成時，所述強堿為氫氧化鉀；中間體（3）的合成時所述堿為磷酸三鉀，所述催化劑為碘化亞銅，所述螯合配體為1,10-鄰菲羅啉；中間體（4）的合成時，所述堿為乙酸鉀，所述催化劑為[1,1'-雙（二苯基膦基）二茂鐵]二氯化鈀；中間體（6）的合成時，所述強堿為叔丁醇鈉，所述有機磷配體為1,1'-雙（二苯基膦基）二茂鐵，所述鈀催化劑為三（二亞芐基丙酮）二鈀；空穴傳輸材料GR-10的合成時，所述堿為磷酸三鉀，所述有機磷配體為2-雙環己基膦-2',6'-二甲氧基聯苯，鈀催化劑為醋酸鈀。

6.根據權利要求2所述的一種并二咔唑為電子給體的空穴傳輸材料的制備方法，其特征在于：該方法的各個步驟中還包括分離純化的步驟。

7.如權利要求1所述的一種并二咔唑為電子給體的空穴傳輸材料在鈣鈦礦太陽能電池中的應用。