一种吩噻嗪类有机小分子给体及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种吩噻嗪类有机小分子给体及其制备方法。包括以下步骤：N2氛围下，向N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中加入POCl3搅拌反应；加入7,14-二烷基-苯并[1,4]噻嗪并[2,3-b]吩噻嗪的DMF溶液，升温回流反应，水洗过滤除去DMF和POCl3，干燥后柱层析分离得到中间体1；取中间体1、醋酸铵和3-烷基绕丹宁溶于乙酸中回流反应，反应结束后将反应液倒入冷水中，以二氯甲烷萃取，有机相干燥旋干后进行柱层析分离得到目标产物。本发明专利技术给体小分子拥有大的共轭结构，空穴传输性能好，并且具有带隙窄、光吸收性能好、溶解性好、能级与PCBM匹配度高等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于有机合成领域，具体设及一种吩嚷嗦类有机小分子给体及其制备方 法。
技术介绍
太阳能电池技术是解决当今世界能源短缺的一个有效手段。吩嚷嗦含富电子的硫 原子和氧原子，是著名的强给电子组分，常用作空穴传输材料，应用于太阳能电池领域具有 很大的潜力，但其在太阳能电池方面的应用并不多见，且效率较低。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种吩嚷嗦类有机小分子给体及其制备方法，提供一种效率 更局的至穴传输材料。 为达到上述目的，采用技术方案如下： 阳〇化]一种吩嚷嗦类有机小分子给体，具有W下分子结构：? 其中，R、Ri分别代表氨原子或烷基。 按上述方案，R为2-辛基十二烷基，Ri为乙基。 上述吩嚷嗦类有机小分子给体的制备方法，包括W下步骤： 1)通过Vilsmeier反应在核屯、单元的3和10位取代醒基：成氛围下，向N,N-二 甲基甲酯胺值M巧中加入pocyt拌反应；加入7, 14-二烷基-苯并嚷嗦并巧，3-b] 吩嚷嗦的DMF溶液，升溫回流反应，水洗过滤除去DMF和POCI3,干燥后柱层析分离得到中间 体1黄色粉末7, 14-二烷基-苯并嚷嗦并巧，3-b]吩嚷嗦-3, 10-二醒； 2)通过Knoevenagel缩合反应制备目标产物：取中间体1、醋酸锭和3-烷基绕丹 宁溶于乙酸中回流反应，反应结束后将反应液倒入冷水中，W二氯甲烧萃取，有机相干燥旋 干后进行柱层析分离得到目标产物。 一种吩嚷嗦类有机小分子给体，具有W下分子结构： 其中，R、Ri分别代表氨原子或烷基。 按上述方案，R为2-辛基十二烷基，Ri为乙基。 上述吩嚷嗦类有机小分子给体的制备方法，包括W下步骤： 1)通过漠代反应将核屯、单元3和10位取代为漠原子：将原料7, 14-二烷基-苯并 嚷嗦并巧，3-b]吩嚷嗦溶于氯仿/醋酸溶液中，成氛围下，与NBS反应，用水/二氯 甲烧体系萃取反应液，有机相干燥后旋干后柱层析分离得到中间体2黄色油状物3, 10-二 漠-7, 14-二烷基-苯并嚷嗦并巧，3-b]吩嚷嗦； 阳01引。通过Suz址i偶联反应给核屯、单元接上嚷吩单元邮氛围下将中间体2、2-(4-己 基-2-嚷吩基）-4, 4, 5, 5-四甲基-1，3, 2-二氧戊棚烧、乙醇和Pd(P化3)4加入到甲苯溶液 中，然后加入饱和K2CO3溶液，揽拌回流反应；用水/二氯甲烧体系萃取反应液，有机相干燥 后旋干，柱层析分离得到中间体3黄色油状物3, 10-二（4-己基嚷吩-2-基）-7, 14-二烧 基-苯并嚷嗦并巧，3-b]吩嚷嗦； 扣通过Vilsmeier反应给嚷吩单元上醒基邮氛围下向DMF的1，2-二氯乙烧溶 液中加入POCls揽拌，加入中间体3的1，2-二氯乙烧溶液，回流反应后，水洗反应液，随后W 二氯甲烧萃取，有机相干燥旋干后进行柱层析分离得到中间体4黄色固体5, 5' -(7, 14-二 烷基-7, 14-二氨苯并 嚷嗦并巧，3-b]吩嚷嗦-3, 10-二基）二（3-己基嚷 吩-2-醒）； 4)通过Knoevenagel缩合反应制备目标产物：取中间体4、醋酸锭和3-烷基绕丹 宁溶于乙酸中回流反应，反应结束后将反应液倒入冷水中，W二氯甲烧萃取，有机相干燥旋 干后进行柱层析分离得到目标产物。 本专利技术通过Vilsmeier反应、漠化反应、SuzukiCoupling、Knoevenagel缩合等 合成了一系列基于苯并嚷嗦并巧，3-b]吩嚷嗦的新型给体材料。该系列分子W 苯并嚷嗦并巧，3-b]吩嚷嗦为核屯、单元和电子供体单元，W烷基绕丹宁为电子受体 单元，构成A-D-A型窄带隙给体分子，同时W嚷吩为JT键，增加共辆链长，进一步合成了 A-JT-D-JT-A型分子，减小了带隙。 本专利技术吩嚷嗦类有机小分子给体合成路线如下： 相对于现有技术，本专利技术有益效果如下： 本专利技术给体小分子拥有大的共辆结构，空穴传输性能好，并且具有带隙窄、光吸收 性能好、溶解性好、能级与PCBM匹配度高等优点。 目前W苯并嚷嗦并垃3-b]吩嚷嗦为核屯、单元，W绕丹宁为电子受体单元 的嚷吩嗦类有机小分子给体材料构成A-D-A型窄带隙给体分子，同时W嚷吩为JT键，增加 共辆链长，进一步合成了A- -D- -A型分子，减小了带隙。【附图说明】 图1 :实施例1、2所得小分子紫外可见光吸收光谱。【具体实施方式】 W下实施例进一步阐释本专利技术的技术方案，但不作为对本专利技术保护范围的限制。 本专利技术吩嚷嗦类有机小分子给体的制备过程如下： 1)通过Vilsmeier反应在核屯、单元的3和10位取代醒基：Nz氛围下，向N,N-二 甲基甲酯胺值M巧中加入pocyt拌反应；加入7, 14-二烷基-苯并嚷嗦并巧，3-b] 吩嚷嗦的DMF溶液，升溫回流反应，水洗过滤除去DMF和POCI3,干燥后柱层析分离得到中间 体1黄色粉末7, 14-二烷基-苯并嚷嗦并巧，3-b]吩嚷嗦-3, 10-二醒；DMF与POCI3 的摩尔比为1 : (0. 9-1. 1) ;7, 14-二烷基-苯并吩嚷嗦与POCls的 摩尔比为1 : (15~25) ;DMF与P0C13揽拌反应的条件为0~20°C揽拌半个小时后，恢复至 25~35°C揽拌。1~化后，恢复至0~升溫回流反应溫度为80~110°C;水洗过滤 方式为将反应液倒入冰水中，加入少量醋酸锭W促进水解，揽拌，沉淀完全后，真空抽滤；柱 层析所用洗脱剂为二氯甲烧/正己烧（v/v=1/2~2/1)。 通过Knoevenagel缩合反应制备目标产物：取中间体、醋酸锭和3-烷基绕丹宁溶 于乙酸中回流反应，反应结束后将反应液倒入冷水中，W二氯甲烧萃取，有机相干燥旋干后 进行柱层析分离得到目标产物DR。 阳〇3引 2)通过漠代反应将核屯、单元3和10位取代为漠原子：将原料7, 14-二烷基-苯并 嚷嗦并巧，3-b]吩嚷嗦溶于氯仿/醋酸溶液中，成氛围下，与NBS反应，用水/二氯 甲烧体系萃取反应液，有机相干燥后旋干后柱层析分离得到中间体2黄色油状物3, 10-二 漠-7, 14-二烷基-苯并嚷嗦并巧，3-b]吩嚷嗦；所述的7, 14-二烷基-苯并 嚷嗦并巧，3-b]吩嚷嗦和NBS的摩尔比为1 : (2~4);反应时间为12~36h;柱层析所用 洗脱剂为正己烧或石油酸。 阳03引扣通过Suz址i偶联反应给核屯、单元接上嚷吩单元邮氛围下将中间体2、2-(4-己 基-2-嚷吩基）-4, 4, 5, 5-四甲基-1，3, 2-二氧戊棚烧、乙醇和Pd(P化3)4加入到甲苯溶液 中，然后加入饱和K2CO3溶液，揽拌回流反应；用水/二氯甲烧体系萃取反应液，有机相干燥 后旋干，柱层析分离得到中间体3黄色油状物3, 10-二（4-己基嚷吩-2-基）-7, 14-二烧 基-苯并嚷嗦并巧，3-b]吩嚷嗦；中间体2和2- (4-己基-2-嚷吩基）-4, 4, 5, 5-四 甲基-1，3, 2-二氧戊棚烧的摩尔比为1 :2~1 :4 ;回流反应溫度为90~130°C，反应时间 为10~20h;柱层析所用的洗脱剂为正己烧/二氯甲烧（v/v= 30/1~10/1)。 4)通过Vilsmeier反应给嚷吩单元上醒基：Nz氛围下向DMF的1, 2-二氯乙烧溶 液中加入POCls揽拌，加入中间体3的1，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吩噻嗪类有机小分子给体，其特征在于具有以下分子结构：其中，R、R1分别代表氢原子或烷基。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘治田，柳斌，吴瑶，张旗，高翔，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42