[發(fā)明專利]一種基于苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩的化合物及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010561358.7
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111606921A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 秦瑜;李旭;劉海濤;張陸軍;劉贛東;張淼淼;朱向珺;楊霞;梁雨濤;張淑芳;王金良;李玉寧
• 申請（專利權(quán)）人: 河南省科學院化學研究所有限公司
• 主分類號: C07D495/04
• 分類號: C07D495/04;H01L51/42;H01L51/44
• 代理公司: 西安銘澤知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61223
• 代理人: 梁靜

本發(fā)明提供了一種基于苯并[1,2?b:4,5?b']二噻吩的化合物，具有如式(Ⅰ)所示的結(jié)構(gòu)，其中，R₁為?C_nH_2n+1，且R₂為?C_n+2H_2n+5，n選自1～20的偶數(shù)。本發(fā)明還提供了一種基于苯并[1,2?b:4,5?b']二噻吩的化合物的制備方法。本發(fā)明提供的化合物體系中，π電子有更大離域范圍，能夠使分子間更好地π?π堆疊，有利于電荷的傳輸，能夠有效提高基于該化合物有機小分子太陽能電池的開路電壓及光電轉(zhuǎn)換效率。而且制備方法簡單高效，產(chǎn)率高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及有機合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩的化合物及其制備方法。

背景技術(shù)

有機小分子太陽能電池是有機太陽能電池重要的研究領(lǐng)域之一，它是以有機小分子材料作為活性材料的太陽能電池，相對于聚合物材料，小分子材料具有以下優(yōu)點：(1)具有確定的結(jié)構(gòu)和分子量，不存在不同批次材料性能有差異的問題，(2)分子的設(shè)計和調(diào)控空間大，合成相對簡單，(3)能級及帶隙易于進行有效調(diào)控，(4)載流子遷移率相對較高，見相關(guān)文獻：Zhao w,Qian D,Zhang S,et al.Fullerene-free polymer solar cells withover 11％efficiency and excellent thermal stability Adv Mater,2016,28:4734-4739；同時通過近些年來對分子的結(jié)構(gòu)的持續(xù)優(yōu)化，有機小分子太陽能電池已經(jīng)獲得了良好光吸收和溶解度改善的材料，同時器件工藝的改進，已經(jīng)使得此類材料的器件效率有了顯著的提高，展現(xiàn)了巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

合成新的給體材料是提高電池效率一個重要的途徑之一，合成窄帶隙的材料有利于更好的吸收太陽光，而降低有機半導體材料帶隙的主要方法有：(1)利用分子內(nèi)給受體單元之間的分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移，(2)降低共軛主鏈的芳香性，鑒于此，許多研究者通過設(shè)計合成含有D-A單元的材料調(diào)控材料能級，一些研究者已經(jīng)設(shè)計合成含有A-D-A和D1-A-D2-A-D1的小分子材料用于有機小分子太陽能電池，見有關(guān)文獻：Lin Y,Li Y,Zhan X.Smallmolecule organic semiconductors for high-efficiency organicphotovoltaics.Chem Soc Rev,2012,41:4245-4272。

苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩(BDT)作為合成中間體，因為其具有較大的共軛體系，很好的對稱平面性和優(yōu)越的電荷傳輸性能，已經(jīng)得到廣泛關(guān)注，被研究者用于有機光電材料的合成中，見有關(guān)文獻：Zhou J,Zuo Y,Wan X,et al.Solution-processed and high-performance organic solar cells using small molecules with a benzodithiopheneunit.J Am Chem Soc,2013,135:8484-8487，為此，基于苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩(BDT)開發(fā)出具有D-A結(jié)構(gòu)的小分子材料具有重要的經(jīng)濟價值和社會意義。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述中的不足，本發(fā)明提供了一種基于苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩的化合物及其制備方法，該化合物體系中的π電子有更大離域范圍，能夠使分子間更好地π-π堆疊，有利于電荷的傳輸，能夠有效提高基于此化合物有機小分子太陽能電池的開路電壓及光電轉(zhuǎn)換效率，另外制備苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩的化合物的方法簡單高效，產(chǎn)率高。

本發(fā)明第一個目的提供一種基于苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩(BDT)的化合物，具有如式(Ⅰ)所示的結(jié)構(gòu)，