【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及有机光电材料，具体为一种氟代噻吩氰基化合物及其制备方法。
技术介绍
1、有机太阳电池(oscs)具有柔性、质轻、低成本、半透明、溶液可加工性和高通量卷对卷生产等优点，是一种很有发展前景的光伏技术。在过去的三十年，科研工作者致力于电子给体和电子受体等活性材料的设计和开发，有机太阳电池能量转换效率的提升至20％以上。
2、近年来科学家们围绕有机太阳能电池领域的核心科学问题,以构筑合成简单、效率高、稳定性好的体系为目标，设计合成了一系列新的具有非共价相互作用的非稠环小分子受体,并对其光学,电学及其器件性能进行了系统的研究。研究发现将氟原子引入到噻吩氰基化合物上,合成了拉电子能力更强的氟代噻吩氰基类非稠环小分子，具有更优异的光电性能。
3、以卤代噻吩氰基类为结构单元小分子在受体材料中发展迅速，对于这种非稠环类小分子受体结构单元相对简单，是一类良好的光敏材料，有良好的稳定性和高的摩尔消光系数，在合成步骤方面有特定的优势。特别是氟取代的噻吩氰基类化合物，研究者预估会表现出了更优异的性能。但通常氟代噻吩氰基类化合物价格非常昂贵，究其原因是相应氟代原料酸价格非常昂贵，通常价格在400-1000元/g。而且目前也没有文献报道相应f代噻吩氰基化合物的合成。
4、本专利技术则是降低原材料成本的基础上，进行氟代噻吩氰基化合物的合成。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种氟代噻吩氰基化合物及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题；本专利技术从优
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、本专利技术提供一种含氟噻吩类化合物的制备方法，所述含氟噻吩类化合物的结构式如下：
4、
5、具体地，上述式ⅲ化合物合成方法如下：
6、
7、具体的包括以下步骤：
8、s01、将式ⅵ化合物、无水氟化钾、四苯基溴化膦和邻苯二甲酰氯依次分散到溶剂环丁砜中，然后加热至180℃，反应1-5h后，停止加热，待反应冷却至室温，倒入水中，乙醚萃取反应，萃取后常压旋出大部分溶剂，然后常压蒸馏得到产品(式ⅶ化合物)；
9、s02、将式ⅶ化合物分散到1mol/l的氢氧化钠溶液中，回流1-4h后冷却，然后乙醚萃取，用1-6mol/l的盐酸将将萃取后的水相进行酸化处理，调节ph1-2，然后二氯甲烷萃取水相得到白色固体，即为式ⅲ化合物。
10、进一步地，步骤s01中，式ⅵ化合物与氟化钾、四苯基溴化膦和邻苯二甲酰氯的摩尔比为1:3-10:0.05-0.2:1.0-1.5，式ⅵ化合物与环丁砜的质量体积比为1:5-30。
11、进一步地，步骤s02中，式ⅶ化合物与氢氧化钠的摩尔比为1:2-10。
12、本专利技术还提供一种氟代噻吩氰基化合物，结构如式ⅰ或式ⅱ所示：
13、
14、进一步地，利用上述含氟噻吩羧酸合成的氟代噻吩氰基化合物的工艺路线如下所示：
15、
16、
17、进一步地，具体包括以下步骤：
18、s03、将式ⅲ所示原料酸置于氯化亚砜或者三氯甲烷和氯化亚砜混合溶液中回流2-6h，得到式ⅳ化合物；
19、s04、将三氯化铝分散到二氯甲烷或三氯甲烷中，然后滴加丙二酰氯，继续搅拌30min后，滴加式ⅳ化合物的二氯甲烷溶液，加热回流反应8-16h，薄层色谱验证反应结束后，淬灭反应，经二氯甲烷萃取反应得到粗品，提纯得到式ⅴ化合物；
20、s05、将式ⅴ化合物、丙二腈、无水乙酸钠分散到二甲基亚砜中，反应1-3h后，沉淀、过滤、过柱得到式ⅰ化合物和式ⅱ化合物。
21、进一步地，步骤s03中，原料酸与氯化亚砜的摩尔比是1:3-10，原料酸与三氯甲烷的摩尔体积比为0.5-10:1。
22、进一步地，步骤s04中，三氯化铝与步骤s03中原料酸的摩尔比为3-5:1，丙二酰氯与步骤s03中原料酸的摩尔比为3-6:1；步骤s03中原料酸与二氯甲烷或三氯甲烷的摩尔比为1:5-30。
23、进一步地，步骤s04中，式ⅳ化合物的二氯甲烷或三氯甲烷溶液中式iv化合物与二氯甲烷或三氯甲烷的摩尔比为1:50-100。
24、进一步地，步骤s05中，式ⅴ化合物、丙二腈、无水乙酸钠的摩尔比为1:1-3:1.5-3，式v化合物与二甲基亚砜的体积比为1:20-100。
25、进一步地，步骤s05中，沉淀采用盐酸进行沉淀，式v化合物与盐酸的摩尔比为1:2-6。
26、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
27、本专利技术提供新的含氟噻吩类化合物的简单高效合成方法，一方面将昂贵的原料酸合成简单化，且将两步反应步骤进行了优化，简单易于操作。另外根据产品性质采用更合理的提纯方式，提高了收率。另一方面，将得到的原料酸设计合成得到了含氟噻吩腈基类化合物，本专利技术是上述化合物的第一次合成，合成方法简单易于实现大批量合成。
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1.一种氟代噻吩氰基化合物，其特征在于，结构如式Ⅰ或式Ⅱ所示：
2.一种氟代噻吩氰基化合物的制备方法，其特征在于，所述氟代噻吩氰基化合物的合成工艺路线为：
3.根据权利要求2所述的一种氟代噻吩氰基化合物的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种氟代噻吩氰基化合物的制备方法，其特征在于，步骤S01中，式Ⅵ化合物与氟化钾、四苯基溴化膦和邻苯二甲酰氯的摩尔比为1:3-10:0.05-0.2:1.0-1.5，式Ⅵ化合物与环丁砜的质量体积比为1:5-30。
5.根据权利要求3所述的一种氟代噻吩氰基化合物的制备方法，其特征在于，步骤S02中，式Ⅶ化合物与氢氧化钠的摩尔比为1:2-10。
6.根据权利要求3所述的一种氟代噻吩氰基化合物的制备方法，其特征在于，步骤S03中，原料酸与氯化亚砜的摩尔比是1:3-10，原料酸与三氯甲烷的摩尔体积比为0.5-10:1。
7.根据权利要求3所述的一种氟代噻吩氰基化合物的制备方法，其特征在于，步骤S04中，三氯化铝与步骤S03中原料酸的摩尔比为3-5:1，丙
8.根据权利要求3所述的一种氟代噻吩氰基化合物的制备方法，其特征在于，步骤S04中，式Ⅳ化合物的二氯甲烷或三氯甲烷溶液中式IV化合物与二氯甲烷或三氯甲烷的摩尔比为1:50-100。
9.根据权利要求3所述的一种氟代噻吩氰基化合物的制备方法，其特征在于，步骤S05中，式Ⅴ化合物、丙二腈、无水乙酸钠的摩尔比为1:1-3:1.5-3，式V化合物与二甲基亚砜的体积比为1:20-100。
10.根据权利要求3所述的一种氟代噻吩氰基化合物的制备方法，其特征在于，步骤S05中，沉淀采用盐酸进行沉淀，式V化合物与盐酸的摩尔比为1:2-6。
...【技术特征摘要】
1.一种氟代噻吩氰基化合物，其特征在于，结构如式ⅰ或式ⅱ所示：
2.一种氟代噻吩氰基化合物的制备方法，其特征在于，所述氟代噻吩氰基化合物的合成工艺路线为：
3.根据权利要求2所述的一种氟代噻吩氰基化合物的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种氟代噻吩氰基化合物的制备方法，其特征在于，步骤s01中，式ⅵ化合物与氟化钾、四苯基溴化膦和邻苯二甲酰氯的摩尔比为1:3-10:0.05-0.2:1.0-1.5，式ⅵ化合物与环丁砜的质量体积比为1:5-30。
5.根据权利要求3所述的一种氟代噻吩氰基化合物的制备方法，其特征在于，步骤s02中，式ⅶ化合物与氢氧化钠的摩尔比为1:2-10。
6.根据权利要求3所述的一种氟代噻吩氰基化合物的制备方法，其特征在于，步骤s03中，原料酸与氯化亚砜的摩尔比是1:3-10，原料酸与三氯甲烷的摩尔体积比为0.5-1...
【专利技术属性】
技术研发人员：张慧丽，杨亚丽，肖淑勇，
申请(专利权)人：南京欧纳壹有机光电有限公司，
类型：发明
国别省市：
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