[發明專利]一種氟取代苝酰亞胺衍生物的制備方法及其應用

在審

• 申請號: 202210692240.7
• 申請日: 2022-06-17
• 公開（公告）號: CN115073455A
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 張志國;姚嘉;丁詩雨;白陽
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C07D471/06
• 分類號: C07D471/06;H01L51/42;H01L51/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種氟取代苝酰亞胺衍生物的制備方法及其應用，其特征在于合成具有下列結構通式的由共軛骨架和胺基極性側鏈構成的苝酰亞胺分子：

式Ⅰ中，R1和R2均獨立地選自H或F；

R3選自C1-C10的烷基；R4和R5均獨立地選自H，C1-C10的烷基，C1-C10的烷氧基，C1-C10的脂肪胺基。

2.根據權利要求1所述的氟取代苝酰亞胺材料結構，本發明所提供的氟取代苝酰亞胺衍生物具體為式Ⅱ所示化合物中任一種，但并不局限于此。

3.根據權利要求1所述的氟取代苝酰亞胺材料結構，其特征在于按照下述方法制備，包括如下步驟：

式Ⅲ所示苝四甲酸酐與式Ⅳ所示的伯胺衍生物進行縮合反應，即得到式Ⅰ所示氟取代芳香酰亞胺衍生物；

式Ⅲ中，R1和R2的定義與式Ⅰ相同；

所述伯胺衍生物的結構式如式Ⅳ所示：

式Ⅳ中，R3，R4和R5的定義與式Ⅰ相同；

式Ⅳ所示伯胺衍生物具體為式Ⅴ所示化合物中任一種，但并不局限于此：

上述的制備方法中，反應溶劑為甲醇、正丁醇、乙醇、異丙醇、異丁醇、三氯甲烷中的一種；

所述反應溶劑中需加入乙酸，乙酸和甲醇的體積比為1:10-50，優選為1:25；

所述反應時間為1小時-48小時；

所述反應結束后，反應液在丙酮、乙醚或者石油醚中進行沉降，得到式Ⅰ所示化合物；

所述反應在惰性氣氛中進行；

本發明還進一步提供了一種通過式Ⅵ所示氟取代苝酯制備式Ⅲ所示氟取代苝四甲酸酐的制備方法：

式Ⅵ中，R1和R2的定義與式Ⅰ相同；

所述反應溶劑為甲苯，二甲苯；

所述反應溶劑中需加入對甲苯磺酸一水化合物，氯磺酸，優選為甲苯磺酸一水化合物；

所述反應溶劑對甲苯磺酸一水化合物的摩爾量為中間體式Ⅵ化合物的10-100倍；

反應溫度為30℃-120℃，優選為100℃；

反應時間為12小時-72小時；

所述反應在空氣中進行，無需惰性氣氛保護；

本發明還進一步提供了一種通過式Ⅶ所示硝基取代苝酯制備式Ⅵ所示氟取代苝酯的制備方法：

式Ⅶ中，R6和R7均獨立的選自H或則NO₂；

所述反應中需加入氟化鉀、四丁基氟化銨為氟化試劑，優選為四丁基氟化銨；

所述氟化鉀的加入量為式Ⅶ所示化合物的1-20倍，優選為5倍；

所述反應中需要加入冠醚為相轉移催化劑；

所述冠醚為15-冠-5，18-冠-6，優選為18-冠-6；

所述的18-冠-6加入量為式Ⅶ所示化合物的2-50倍，優選為10倍；

所述反應溶劑為二甲基甲酰胺，二甲基亞砜，優選為二甲基亞砜；

所述反應溶劑中需加入對甲苯磺酸一水化合物，氯磺酸，優選為甲苯磺酸一水化合物；

所述反應溶劑對甲苯磺酸一水化合物的摩爾量為中間體式Ⅶ化合物的10-100倍；

反應溫度為120℃-170℃，優選為140℃-150℃；

反應時間為15分鐘-24小時，優選為20-60分鐘；

所述反應在空氣中進行，無需惰性氣氛保護。

4.權利要求1-2中任一項所述式所示氟取代修飾的芳香酰亞胺衍生物作為薄膜光伏器件中界面修飾層的應用。

5.一種薄膜光伏器件，其界面修飾層為權利要求1-2中任一項所述式所示氟取代修飾修飾的芳香酰亞胺衍生物。

6.根據權利要求4所述的應用或權利要求5所述的薄膜光伏器件，其特征在于：所述薄膜光伏器件為薄膜光伏電池；所述薄膜光伏電池為有機/聚合物太陽能電池。