以异靛蓝衍生物为阴极界面修饰层的聚合物光伏电池转让专利

申请号 : CN201610321684.4

文献号 : CN105914298B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 王悦

申请人 : 吉林大学

摘要 :

一类以异靛蓝衍生物(其在醇/水中可溶)为阴极界面修饰层的聚合物光伏电池,属于聚合物光伏电池技术领域。异靛蓝衍生物界面修饰层处于光伏电池的活性层和阴极之间,能够有效地提高器件的能量转换效率。器件结构依次包括:附着在透光玻璃上的ITO作为阳极、PEDOT:PSS作为阳极修饰层、PTB7:PC71BM作为活性层,包含本发明所述的含有异靛蓝衍生物材料作为阴极界面修饰层,金属Al作为阴极。以PTB7:PC71BM为活性层的光伏器件,加入8纳米厚度的本发明化合物IIDTh‑C6NSB作为阴极界面修饰层后,器件性能得到明显提升,电流密度从13.98mA cm‑2提升至16.90mA cm‑2,电压从0.65V提升至0.75V,填充因子从54.0%提升至71.6%,光电转换效率从5.12%提升至9.08%。

权利要求 :

1.一种以异靛蓝衍生物为阴极界面修饰层的聚合物光伏电池,其特征在于:异靛蓝衍生物的结构式如下所示,其中,n是4到10的整数,R1是结构式如下所示的吡啶盐或磺酸二甲胺内盐两种基团,R2是H、噻吩、二连噻吩、三连噻吩或苯环;

2.如权利要求1所述的一种以异靛蓝衍生物为阴极界面修饰层的聚合物光伏电池,其特征在于:异靛蓝衍生物的结构式如下之一所示,

3.如权利要求1或2所述的一种以异靛蓝衍生物为阴极界面修饰层的聚合物光伏电池,其特征在于:器件结构顺次为附着在透光玻璃上的ITO阳极、阳极修饰层、活性层、异靛蓝衍生物阴极界面修饰层和金属Al阴极。

4.如权利要求3所述的一种以异靛蓝衍生物为阴极界面修饰层的聚合物光伏电池,其特征在于:是以PEDOT-PSS为阳极修饰层,以质量比为1.8~2.2:2.7~3.3的PTB7:PC71BM为活性层。

说明书 :

以异靛蓝衍生物为阴极界面修饰层的聚合物光伏电池

技术领域

[0001] 本发明属于聚合物光伏电池技术领域,具体涉及一类以异靛蓝衍生物(其在醇/水中可溶)为阴极界面修饰层的聚合物光伏电池。

背景技术

[0002] 聚合物光伏电池由于可以应用喷涂打印工艺制作出成本低廉而且柔性基底的器件所以受到了极大的关注。当前,聚合物光伏电池的能量转换效率(PCE)已经突破10.0%,在材料设计、器件优化和界面工艺方面取得了很大的进步,但是活性层和电极之间的阴极界面修饰层在激子传输和分离方面尤其重要,其决定了器件的性能和稳定性。
[0003] 改良阴极界面修饰层,减小电荷收集/分离的障碍形成欧姆接触提升PCE近年来引起越来越多的关注。常用的阴极界面修饰材料包括无机盐(如LiF,CsCO3等)、金属氧化物(ZnO,TiO2等)和具有醇/水溶解性质的有机小分子和聚合物,相比于其它的阴极界面修饰材料,醇/水溶解的有机小分子和聚合物的优势是在器件制作过程中用非真空蒸镀而且对环境友好的方法,还有对不同的活性层和金属电极有普遍适用性。因为溶解于醇/水的有机小分子或者聚合物可以避免破坏活性层。醇/水溶解的有机小分子和聚合物作为阴极界面修饰材料在聚合物光伏电池的发展中很有前景。相比于聚合物阴极界面修饰材料,有机小分子有着产物易于纯化和分子结构确定等优点,近年来发展非常迅速,2014年在Science杂志上Todd.Emrick等人合成了基于富勒烯的醇/水溶解性的小分子阴极界面修饰材料,以PTB7:PC71BM为活性层,PCE超过8.5%,而且还研究了界面层厚度和金属电极普适性的问题(Science,2014,346,441–444)。2015年,葛子义课题组在Nature Photonics杂志上发表合成了非共轭磺酸盐类小分子作为阴极界面修饰材料,以PTB7:PC71BM为活性层,实现了PCE达到10.02%这一极高的能量转换效率(Nat.Photonics,2015,9,502-524)。
[0004] 本发明中我们利用带有吡啶盐或磺酸盐修饰基团的异靛蓝衍生物,由于具有良好水或醇溶解性的吡啶盐或磺酸盐修饰基团引入,使该类材料在醇/水中溶解性良好。另外在异靛蓝基团的两侧还可以引入噻吩、二连噻吩、三连噻吩以及苯环基团进行取代基,以此来提高材料与有机光伏器件活性层的相互结合特性。因此这些材料可以作为阴极界面修饰层应用于聚合物光伏电池中。同时通过比较这一系列异靛蓝分子在器件上的表现可以有效地给予我们未来对于太阳能电池阴极界面修饰材料的合成方向。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一类在醇/水中可溶的异靛蓝衍生物的应用,即提供一类以异靛蓝衍生物为阴极界面修饰层的高性能聚合物光伏电池中的应用。
[0006] 本发明所涉及的异靛蓝衍生物阴极界面修饰材料,其结构通式如下所示:
[0007]
[0008] 其中,n是4到10的整数,R1可以是胺基吡啶盐或磺酸二甲胺内盐两种基团,R2可以是H、噻吩、二连噻吩、三连噻吩、苯环等基团。
[0009]
[0010] 具体描述,本发明所涉及的化合物代表性结构式包括如下所示化合物:
[0011]
[0012]
[0013] n=4~10的整数。
[0014] 本发明所涉及的化合物合成路线如下所示:
[0015]
[0016]
[0017] 本发明所述的化合物可以用于制备聚合物光伏电池,具体的是用于制备聚合物光伏电池的阴极界面修饰层,该界面修饰层处于光伏电池的活性层和阴极之间。如图1所示,具体的器件结构顺次为:附着在透光玻璃上的ITO为阳极、PEDOT-PSS(聚3,4-乙撑二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐,购买于德国Baytron公司,型号:PVP Al 4083)为阳极修饰层、PTB7:PC71BM(质量比为1.8~2.2:2.7~3.3)为活性层,本发明所述的化合物为阴极界面修饰层,金属Al为阴极。下图为PTB7,PC71BM,PEDOT以及PSS的分子结构式。
[0018]
[0019]
[0020] 以PTB7:PC71BM为活性层的光伏器件,加入8纳米厚度的本发明化合物IIDTh-C6NSB作为阴极界面修饰层后,器件性能得到明显提升,电流密度从13.98mA cm-2提升至16.90mA cm-2,电压从0.65V提升至0.75V,填充因子从54.0%提升至71.6%,光电转换效率从5.12%提升至9.08%,如图2所示。

附图说明

[0021] 图1:应用本发明所述材料制备的光伏器件结构示意图;
[0022] 图2:应用本发明所述化合物制备的光伏器件I-V性能图。
[0023] 如图1所示,各部件名称为:透明玻璃基底1、附着在玻璃表面上的阳极ITO氧化物导电层2、PEDOT-PSS阳极修饰层3、器件活性层PTB7:PC71BM(PTB7:聚[双(4,8-(2-乙基已基)氧基]苯并[1,2-b:4,5-b']2,6-双二噻吩][3-氟-2-[(2-乙基已基)羰基]噻吩并[3,4-b]噻吩酯],购买于加拿大1-Material公司;PC71BM:[6,6]-苯基-C71-丁酸甲酯,购买于美国ADS公司)4、包含本发明所述化合物的阴极界面修饰层5、金属Al阴极6。
[0024] 如图2所示,基于本发明化合物IIDTh-NSB的光伏器件其特性如下:开路电压为-20.75V,短路电流密度为16.90mAcm ,填充因子71.6%,经计算光电转化效率为9.08%。
[0025] 其中用于合成异靛蓝分子的原料:2-吲哚酮,吲哚2,3-二酮都是购买于百灵威J&K公司,用于合成6-溴异靛蓝分子的原料:6-溴靛红(购买于百灵威J&K公司,CAS:6326-79-0),6-溴吲哚-2-酮也都购买于百灵威J&K公司。而用于合成中间体的烷基链包括:1,4-二溴丁烷,1,5-二溴戊烷,1,6-二溴己烷,1,7-二溴庚烷,1,8-二溴辛烷,1,9-二溴壬烷,1,10-二溴癸烷以及盐酸二甲胺,1,3-丙烷磺酸内酯,苯硼酸,2-噻吩硼酸,二联噻吩硼酸,三连噻吩硼酸都是购买于安耐吉Energy公司。

具体实施方式

[0026] 实施例1:化合物IID-C4PyBr的合成:
[0027] 将根据文献合成的化合物异靛蓝(Eur.J.Med.Chem,2014,86,165-174)(2.0g,7.7mmol),1,4-二溴丁烷(8.2g,38.4mmol),石油醚清洗超声过的氢化钠(1.4g,60%,
38.4mmol),无水的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)100mL放置于250mL双口瓶中,氮气氛围中先常温搅拌4小时之后加热到105℃反应14小时,冷却到室温将溶液通过旋蒸方法得到红色固体,萃取干燥过滤旋蒸,然后用柱层析方法分离(硅胶,二氯甲烷/石油醚,体积比为1:1)得红色粉末状固体IID-C4Br之后,将化合物IID-C4Br(540.0mg,1.0mmol),吡啶20mL放置于
50mL双口瓶中,氮气氛围中加热回流8个小时,冷却到室温,过滤,滤饼以100mL CH2Cl2洗涤,烘干,得到(600.0mg,产率87.0%)。质谱分析确定的分子离子质量为:690.6(计算值为:
690.1);理论元素含量(%)C34H36Br2N4O2:C,58.97;H,5.24;N,8.09;实测元素含量(%):C,
59.37;H,5.66;N,8.18。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0028] 实施例2:化合物IID-C5PyBr的合成:
[0029] IID-C5PyBr的合成与IID-C4PyBr方法完全一致,只是使用1,5二溴戊烷作为原料(红色固体,产率86.0%)。质谱分析确定的分子离子质量为:718.7(计算值为:718.1);理论元素含量(%)C36H40Br2N4O2:C,60.01;H,5.60;N,7.78;实测元素含量(%):C,59.95;H,5.65;N,7.91。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0030] 实施例3:化合物IID-C6PyBr的合成:
[0031] IID-C6PyBr的合成与IID-C4PyBr方法完全一致,只是使用1,6-二溴己烷作为原料(红色固体,产率87.5%)。质谱分析确定的分子离子质量为:746.5(计算值为:746.1);理论元素含量(%)C38H44Br2N4O2:C,60.97;H,5.92;N,7.48;实测元素含量(%):C,60.85;H,5.85;N,7.71。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0032] 实施例4:化合物IID-C7PyBr的合成:
[0033] IID-C7PyBr的合成与IID-C4PyBr方法完全一致,只是使用1,7-二溴庚作为原料(红色固体,产率85.3%)。质谱分析确定的分子离子质量为:774.6(计算值为:774.2);理论元素含量(%)C40H48Br2N4O2:C,61.86;H,6.23;N,7.21;实测元素含量(%):C,61.95;H,6.41;N,7.04。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0034] 实施例5:化合物IID-C8PyBr的合成:
[0035] IID-C8PyBr的合成与IID-C4PyBr方法完全一致,只是使用1,8-二溴辛烷作为原料(红色固体,产率89.3%)。质谱分析确定的分子离子质量为:802.5(计算值为:802.2);理论元素含量(%)C42H52Br2N4O2:C,62.69;H,6.51;N,6.96;实测元素含量(%):C,62.51;H,6.33;N,6.84。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0036] 实施例6:化合物IID-C9Br的合成:
[0037] IID-C9Br的合成与IID-C4Br方法完全一致,只是使用1,9-二溴壬烷作为原料(红色固体,产率40.0%)。质谱分析确定的分子离子质量为:672.8(计算值为:672.2);理论元素含量(%)C34H46Br2N2O2:C,60.54;H,6.87;N,4.15;实测元素含量(%):C,60.35;H,6.96;N,4.04。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0038] 实施例7:化合物IID-C10PyBr的合成:
[0039] IID-C10PyBr的合成与IID-C4PyBr方法完全一致,只是使用1,10-二溴癸烷作为原料(红色固体,产率85.5%)。质谱分析确定的分子离子质量为:860.0(计算值为:858.3);理论元素含量(%)C46H60Br2N4O2:C,64.18;H,7.03;N,6.51;实测元素含量(%):C,64.28;H,6.97;N,6.20。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0040] 实施例8:化合物IID-C4NSB的合成:
[0041] 将根据文献合成的化合物异靛蓝(Eur.J.Med.Chem,2014,86,165-174)(2.0g,7.7mmol),1,4-二溴丁烷(8.2g,38.4mmol),石油醚清洗超声过的氢化钠(1.4g,60%,
38.4mmol),无水的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)100mL放置于250mL双口瓶中,氮气氛围中先常温搅拌4小时之后加热到105℃反应14小时,冷却到室温将溶液通过旋蒸方法得到红色固体,萃取干燥过滤旋蒸,然后用柱层析方法分离(硅胶,二氯甲烷/石油醚,体积比为1:1)得红色粉末状固体IID-C4Br之后,将化合物IID-C4Br(540.0mg,1.0mmol),盐酸二甲胺(850.0mg,5.1mmol),无水碳酸钾(710.0mg,5.1mmol),N,N-二甲基甲酰胺(DMF)25mL放置于
100mL双口瓶中,氮气氛围中加热到100℃反应20个小时,冷却到室温旋蒸去溶剂,萃取干燥过滤旋蒸,然后用柱层析的方法分离(硅胶,二氯甲烷/甲醇/三乙胺,体积比为100:2:1),得到红色粉末状固体IID-C4N,然后将化合物IID-C4N(200.0mg,0.4mmol),1,3-丙烷磺酸内酯(488.0mg,4.0mmol),无水四氢呋喃15mL放置于50mL双口瓶中,氮气氛围中加热回流12小时,冷却到室温蒸去溶剂,过滤,滤饼以100mL CH2Cl2洗涤,烘干,得到红色粉末状产物(235.0mg,产率83.3%)。质谱分析确定的分子离子质量为:707.1(计算值为:706.3);理论元素含量(%)C34H50N4O8S2:C,57.77;H,7.13;N,7.93;S,9.07;实测元素含量(%):C,57.44;
H,6.90;N,7.88;S,9.25。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0042] 实施例9:化合物IID-C5NSB的合成:
[0043] IID-C5NSB的合成与IID-C4NSB方法完全一致,只是使用1,5-二溴戊烷作为原料(红色固体,产率87.0%)。质谱分析确定的分子离子质量为:734.8(计算值为:734.3.5);理论元素含量(%)C36H54N4O8S2:C,58.83;H,7.41;N,7.62;S,8.72;实测元素含量(%):C,58.98;H,7.54;N,7.34;S,8.63。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0044] 实施例10:化合物IID-C6NSB的合成:
[0045] IID-C6NSB的合成与IID-C4NSB方法完全一致,只是使用1,6-二溴己烷作为原料(红色固体,产率86.4%)。质谱分析确定的分子离子质量为:763.2(计算值为:762.4);理论元素含量(%)C38H58N4O8S2:C,59.82;H,7.66;N,7.34;S,8.40;实测元素含量(%):C,59.62;H,7.65;N,7.41;S,8.58。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0046] 实施例11:化合物IID-C7NSB的合成:
[0047] IID-C7NSB的合成与IID-C4NSB方法完全一致,只是使用1,7-二溴庚烷作为原料(红色固体,产率82.0%)。质谱分析确定的分子离子质量为:791.0(计算值为:790.4);理论元素含量(%)C40H62N4O8S2:C,60.73;H,7.90;N,7.08;S,8.11;实测元素含量(%):C,60.95;H,7.87;N,7.04;S,7.96。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0048] 实施例12:化合物IID-C8NSB的合成:
[0049] IID-C8NSB的合成与IID-C4NSB方法完全一致,只是使用1,8-二溴辛烷作为原料(红色固体,产率90.0%)。质谱分析确定的分子离子质量为:819.1(计算值为:818.4);理论元素含量(%)C42H66N4O8S2:C,61.59;H,8.12;N,6.84;S,7.83;实测元素含量(%):C,61.37;H,8.07;N,6.534;S,7.91。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0050] 实施例13:化合物IID-C9NSB的合成:
[0051] IID-C9NSB的合成与IID-C4NSB方法完全一致,只是使用1,9-二溴壬烷作为原料(红色固体,产率87.5%)。质谱分析确定的分子离子质量为:847.1(计算值为:846.5);理论元素含量(%)C44H70N4O8S2:C,62.38;H,8.33;N,6.61;S,7.57;实测元素含量(%):C,62.56;H,8.17;N,6.33;S,7.28。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0052] 实施例14:化合物IID-C10NSB的合成:
[0053] IID-C10NSB的合成与IID-C4NSB方法完全一致,只是使用1,10-二溴癸烷作为原料(红色固体,产率82.5%)。质谱分析确定的分子离子质量为:875.1(计算值为:874.5);理论元素含量(%)C46H74N4O8S2:C,63.13;H,8.52;N,6.40;S,7.33;实测元素含量(%):C,63.01;H,8.73;N,6.45;S,7.10。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0054] 实施例15:化合物IIDTh-C4PyBr的合成:
[0055] 将根据文献合成的化合物6-溴代异靛蓝(Poly.Chem,2013,4(6),1836-1841),(2.0g,4.8mmol),1,4-二溴丁烷(9.3g,38.1mmol),石油醚清洗超声过的氢化钠(1.4g,60%,38.1mmol),无水的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)100mL放置于250mL双口瓶中,氮气氛围中先常温搅拌4小时之后加热到105℃反应14小时,冷却到室温将溶液通过旋蒸方法得到红色固体,萃取干燥过滤旋蒸,然后用柱层析方法分离(硅胶,二氯甲烷/石油醚,体积比为1:1)得红色粉末状产物IIDBr-C4Br,之后将化合物IIDBr-C4Br(500mg,0.7mmol),2-三丁基甲锡烷基噻吩(1.09g,2.8mmol),三(二亚苄基丙酮)二钯(37.0mg,0.04mmol),三(邻甲基苯基)膦(35.0mg,0.1mmol),置于100ml双口圆底烧瓶,氮气氛围下用注射器注入30ml蒸馏过的无水四氢呋喃,然后真空条件下在反应瓶外装置杜瓦加入液氮进行15分钟氮气置换操作,除去杜瓦后加热回流反应12小时,冷却至室温后,溶液通过旋蒸方法得到黑色固体,萃取干燥过滤旋蒸,然后用柱层析方法分离(硅胶,二氯甲烷/甲醇/三乙胺,体积比为100:2:1)得红黑色粉末状产物IIDTh-C4Br,最后将化合物IIDTh-C4Br(175.0mg,0.25mmol),吡啶20mL放置于50mL双口瓶中,氮气氛围中加热回流8个小时,冷却到室温,过滤,滤饼以100mL CH2Cl2洗涤,烘干,得到(170.0mg,产率79.9%)。质谱分析确定的分子离子质量为:854.6(计算值为:
854.1);理论元素含量(%)C42H40Br2N4O2S2:C,58.88;H,4.71;N,6.54;S,7.48;实测元素含量(%):C,58.99;H,,4.73;N,6.69;S,7.77。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0056] 实施例16:化合物IIDTh-C5PyBr的合成:
[0057] IIDTh-C5PyBr的合成与IIDTh-C4PyBr方法完全一致,只是使用1,5-二溴戊烷作为原料(红黑色固体,产率85.0%)。质谱分析确定的分子离子质量为:882.8(计算值为:882.1);理论元素含量(%)C44H44Br2N2O2S2:C,59.73;H,5.01;N,6.33;S,7.25;实测元素含量(%):C,59.97;H,4.95;N,6.29;S,7.38。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0058] 实施例17:化合物IIDTh-C6PyBr的合成:
[0059] IIDTh-C6PyBr的合成与IIDTh-C4PyBr方法完全一致,只是使用1,6-二溴己烷作为原料(红黑色固体,产率78.7%)。质谱分析确定的分子离子质量为:910.8(计算值为:910.2);理论元素含量(%)C46H48Br2N2O2S2:C,60.53;H,5.30;N,6.14;S,7.02;实测元素含量(%):C,60.77;H,5.36;N,6.03;S,6.99。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0060] 实施例18:化合物IIDTh-C7PyBr的合成:
[0061] IIDTh-C7PyBr的合成与IIDTh-C4PyBr方法完全一致,只是使用1,7-二溴庚烷作为原料(红黑色固体,产率80.9%)。质谱分析确定的分子离子质量为:938.4(计算值为:938.2);理论元素含量(%)C48H52Br2N2O2S2:C,61.27;H,5.57;N,5.95;S,6.81实测元素含量(%):C,61.53;H,5.68;N,5.77;S,6.80。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0062] 实施例19:化合物IIDTh-C8PyBr的合成:
[0063] IIDTh-C8PyBr的合成与IIDTh-C4PyBr方法完全一致,只是使用1,8-二溴辛烷作为原料(红黑色固体,产率86.0%)。质谱分析确定的分子离子质量为:966.7(计算值为:966.2);理论元素含量(%)C50H56Br2N2O2S2:C,61.98;H,5.83;N,5.78;S,6.62实测元素含量(%):C,61.90;H,5.92;N,5.88;S,6.51。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0064] 实施例20:化合物IIDTh-C9PyBr的合成:
[0065] IIDTh-C9PyBr的合成与IIDTh-C4PyBr方法完全一致,只是使用1,9-二溴壬烷作为原料(红黑色固体,产率81.5%)。质谱分析确定的分子离子质量为:994.6(计算值为:994.3);理论元素含量(%)C52H60Br2N2O2S2:C,62.64;H,6.07;N,5.62;S,6.43实测元素含量(%):C,62.78;H,6.22;N,5.43;S,6.40。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0066] 实施例21:化合物IIDTh-C10PyBr的合成:
[0067] IIDTh-C10PyBr的合成与IIDTh-C4PyBr方法完全一致,只是使用1,10-二溴癸烷作为原料(红黑色固体,产率79.2%)。质谱分析确定的分子离子质量为:1022.6(计算值为:1022.3);理论元素含量(%)C54H64Br2N2O2S2:C,63.27;H,6.29;N,5.47;S,6.26实测元素含量(%):C,63.55;H,6.17;N,5.50;S,6.10。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0068] 实施例22:化合物IIDTh-C4NSB的合成:
[0069] 将根据文献合成的化合物6-溴代异靛蓝(Poly.Chem,2013,4,1836-1841),(2.0g,4.8mmol),1,4-二溴丁烷(9.3g,38.1mmol),石油醚清洗超声过的氢化钠(1.4g,60%,
38.1mmol),无水的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)100mL放置于250mL双口瓶中,氮气氛围中先常温搅拌4小时之后加热到105℃反应14小时,冷却到室温将溶液通过旋蒸方法得到红色固体,萃取干燥过滤旋蒸,然后用柱层析方法分离(硅胶,二氯甲烷/石油醚,体积比为1:1)得红色粉末状产物IIDBr-C4Br,之后将化合物IIDBr-C4Br(500mg,0.7mmol),2-三丁基甲锡烷基噻吩(1.09g,2.8mmol),三(二亚苄基丙酮)二钯(37.0mg,0.04mmol),三(邻甲基苯基)膦(35.0mg,0.1mmol),置于100ml双口圆底烧瓶,氮气氛围下用注射器注入30ml蒸馏过的无水四氢呋喃,然后真空条件下在反应瓶外装置杜瓦加入液氮进行15分钟氮气置换操作,除去杜瓦后加热回流反应12小时,冷却至室温后,溶液通过旋蒸方法得到黑色固体,萃取干燥过滤旋蒸,然后用柱层析方法分离(硅胶,二氯甲烷/甲醇/三乙胺,体积比为100:2:1)得红黑色粉末状产物IIDTh-C4Br,再将化合物IIDTh-C4Br(700.0mg,1.0mmol),盐酸二甲胺(850.0mg,5.1mmol),无水碳酸钾(710.0mg,5.1mmol),N,N-二甲基甲酰胺(DMF)25mL放置于
100mL双口瓶中,氮气氛围中加热到100℃反应20个小时,冷却到室温旋蒸去溶剂,萃取干燥过滤旋蒸,然后用柱层析的方法分离(硅胶,二氯甲烷/甲醇/三乙胺,体积比为100:2:1),得到红黑色粉末状固体IIDTh-C4N,最后将化合物IIDTh-C4N(310.0mg,0.5mmol),1,3-丙烷磺酸内酯(488.0mg,4.0mmol),无水四氢呋喃15mL放置于50mL双口瓶中,氮气氛围中加热回流
12小时,冷却到室温蒸去溶剂,过滤,滤饼以100mL CH2Cl2洗涤,烘干,得到黑色粉末状产物IIDTh-C4NSB(黑色固体,335.0mg,产率78.1%)。质谱分析确定的分子离子质量为:870.8(计算值为:870.3);理论元素含量(%)C42H54N4O8S2:C,58.35;H,6.38;N,6.33;S,14.49;实测元素含量(%):C,58.15;H,6.54;N,6.34;S,14.63。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0070] 实施例23:化合物IIDTh-C5NSB的合成:
[0071] IIDTh-C5NSB的合成与IIDTh-C4NSB方法完全一致,只是使用1,5-二溴戊烷作为原料(黑色固体,产率82.8%)。质谱分析确定的分子离子质量为:898.8(计算值为:898.3);理论元素含量(%)C44H58N4O8S2:C,58.77;H,6.50;N,6.23;S,14.26;实测元素含量(%):C,58.42;H,6.78;N,6.10;S,14.37。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0072] 实施例24:化合物IIDTh-C6NSB的合成:
[0073] IIDTh-C6NSB的合成与IIDTh-C4NSB方法完全一致,只是使用1,6-二溴己烷作为原料(黑色固体,产率75.3%)。质谱分析确定的分子离子质量为:927.0(计算值为:926.4);理论元素含量(%)C46H62N4O8S2:C,59.58;H,6.74;N,6.04;S,13.83;实测元素含量(%):C,59.75;H,6.70;N,5.91;S,13.44。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0074] 实施例25:化合物IIDTh-C7NSB的合成:
[0075] IIDTh-C7NSB的合成与IIDTh-C4NSB方法完全一致,只是使用1,7-二溴庚烷作为原料(黑色固体,产率81.4%)。质谱分析确定的分子离子质量为:955.1(计算值为:954.4);理论元素含量(%)C48H66N4O8S2:C,60.35;H,6.96;N,5.86;S,13.42;实测元素含量(%):C,60.55;H,6.70;N,5.91;S,13.44。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0076] 实施例26:化合物IIDTh-C8NSB的合成:
[0077] IIDTh-C8NSB的合成与IIDTh-C4NSB方法完全一致,只是使用1,8-二溴辛烷作为原料(黑色固体,产率86.3%)。质谱分析确定的分子离子质量为:983.1(计算值为:982.4);理论元素含量(%)C50H70N4O8S2:C,61.07;H,7.18;N,5.70;S,13.04;实测元素含量(%):C,61.25;H,7.09;N,5.31;S,13.01上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0078] 实施例27:化合物IIDTh-C9NSB的合成:
[0079] IIDTh-C9NSB的合成与IIDTh-C4NSB方法完全一致,只是使用1,9-二溴壬烷作为原料(黑色固体,产率80.3%)。质谱分析确定的分子离子质量为:1015.0(计算值为:1010.4);理论元素含量(%)C52H74N4O8S2:C,61.75;H,7.37;N,5.54;S,12.68;实测元素含量(%):C,
61.99;H,7.21;N,5.38;S,13.00上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0080] 实施例28:化合物IIDTh-C10NSB的合成:
[0081] IIDTh-C10NSB的合成与IIDTh-C4NSB方法完全一致,只是使用1,10-二溴癸烷作为原料(黑色固体,产率85.5%)。质谱分析确定的分子离子质量为:1039.1(计算值为:1038.5);理论元素含量(%)C54H78N4O8S2:C,62.40;H,7.56;N,5.39;S,12.34;实测元素含量(%):C,62.31;H,7.59;N,5.42;S,12.55上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0082] 实施例29:化合物IIDDTh-C4PyBr的合成:
[0083] 将根据文献合成的化合物6-溴代异靛蓝(Poly.Chem,2013,4,1836-1841),(2.0g,4.8mmol),1,4-二溴丁烷(9.3g,38.1mmol),石油醚清洗超声过的氢化钠(1.4g,60%,
38.1mmol),无水的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)100mL放置于250mL双口瓶中,氮气氛围中先常温搅拌4小时之后加热到105℃反应14小时,冷却到室温将溶液通过旋蒸方法得到红色固体,萃取干燥过滤旋蒸,然后用柱层析方法分离(硅胶,二氯甲烷/石油醚,体积比为1:1)得红色粉末状产物IIDBr-C4Br,之后将化合物IIDBr-C4Br(500mg,0.7mmol),2-二连噻吩硼酸(590mg,2.8mmol),三(二亚苄基丙酮)二钯(37.0mg,0.04mmol),三(邻甲基苯基)膦(35.0mg,0.1mmol),置于100ml双口圆底烧瓶,氮气氛围下用注射器注入30ml蒸馏过的无水四氢呋喃,然后真空条件下在反应瓶外装置杜瓦加入液氮进行15分钟氮气置换操作,除去杜瓦后加热回流反应12小时,冷却至室温后,溶液通过旋蒸方法得到黑色固体,萃取干燥过滤旋蒸,然后用柱层析方法分离(硅胶,二氯甲烷/甲醇/三乙胺,体积比为100:2:1)得红黑色粉末状产物IIDDTh-C4Br,最后将化合物IIDDTh-C4Br(175.0mg,0.25mmol),吡啶20mL放置于50mL双口瓶中,氮气氛围中加热回流8个小时,冷却到室温,过滤,滤饼以100mL CH2Cl2洗涤,烘干,得到黑色固体,230mg,产率91.0%。质谱分析确定的分子离子质量为:1018.8(计算值为:1018.1);理论元素含量(%)C50H44Br2N4O2S4:C,58.82;H,4.34;N,5.49;S,12.56;实测元素含量(%):C,58.88;H,4.17;N,5.53;S,12.47。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0084] 实施例30:化合物IIDDTh-C5PyBr的合成:
[0085] IIDDTh-C5PyBr的合成与IIDDTh-C4PyBr方法完全一致,只是使用1,5-二溴戊烷作为原料(黑色固体,产率90.0%)。质谱分析确定的分子离子质量为:1046.8(计算值为:1046.1);理论元素含量(%)C52H48Br2N4O2S4:C,59.54;H,4.61;N,5.34;S,12.22;实测元素含量(%):C,59.67;H,4.57;N,5.12;S,12.05。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0086] 实施例31:化合物IIDDTh-C6PyBr的合成:
[0087] IIDDTh-C6PyBr的合成与IIDDTh-C4PyBr方法完全一致,只是使用1,6-二溴己烷作为原料(黑色固体,产率88.6%)。质谱分析确定的分子离子质量为:1074.6(计算值为:1074.1);理论元素含量(%)C54H52Br2N4O2S4:C,60.22;H,4.87;N,5.20;S,11.91;实测元素含量(%):C,60.35;H,4.75;N,5.34;S,11.85。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0088] 实施例32:化合物IIDDTh-C7PyBr的合成:
[0089] IIDDTh-C7PyBr的合成与IIDDTh-C4PyBr方法完全一致,只是使用1,7-二溴庚烷作为原料(黑色固体,产率84.8%)。质谱分析确定的分子离子质量为:1102.8(计算值为:1102.2);理论元素含量(%)C56H56Br2N4O2S4:C,60.86;H,5.11;N,5.07;S,11.60;实测元素含量(%):C,60.74;H,5.21;N,5.14;S,11.72。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0090] 实施例33:化合物IIDDTh-C8PyBr的合成:
[0091] IIDDTh-C8PyBr的合成与IIDDTh-C4PyBr方法完全一致,只是使用1,8-二溴辛烷作为原料(黑色固体,产率90.3%)。质谱分析确定的分子离子质量为:1130.8(计算值为:1130.2);理论元素含量(%)C58H60Br2N4O2S4:C,61.48;H,5.34;N,4.94;S,11.32;实测元素含量(%):C,61.55;H,5.42;N,4.85;S,11.12。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0092] 实施例34:化合物IIDDTh-C9PyBr的合成:
[0093] IIDDTh-C9PyBr的合成与IIDDTh-C4PyBr方法完全一致,只是使用1,9-二溴壬烷作为原料(黑色固体,产率93.3%)。质谱分析确定的分子离子质量为:1158.8(计算值为:1158.2);理论元素含量(%)C60H64Br2N4O2S4:C,62.06;H,5.56;N,4.82;S,11.04;实测元素含量(%):C,62.15;H,5.75;N,4.64;S,11.01。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0094] 实施例35:化合物IIDDTh-C10PyBr的合成:
[0095] IIDDTh-C10PyBr的合成与IIDDTh-C4PyBr方法完全一致,只是使用1,10-二溴癸烷作为原料(黑色固体,产率91.5%)。质谱分析确定的分子离子质量为:1186.8(计算值为:1186.3);理论元素含量(%)C62H68Br2N4O2S4:C,62.62;H,5.76;N,4.71;S,10.78;实测元素含量(%):C,62.78;H,5.83;N,4.52;S,10.66。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0096] 实施例36:化合物IIDTh-C4NSB的合成:
[0097] 将根据文献合成的化合物6-溴代异靛蓝(Poly.Chem,2013,4,1836-1841),(2.0g,4.8mmol),1,4-二溴丁烷(9.3g,38.1mmol),石油醚清洗超声过的氢化钠(1.4g,60%,
38.1mmol),无水的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)100mL放置于250mL双口瓶中,氮气氛围中先常温搅拌4小时之后加热到105℃反应14小时,冷却到室温将溶液通过旋蒸方法得到红色固体,萃取干燥过滤旋蒸,然后用柱层析方法分离(硅胶,二氯甲烷/石油醚,体积比为1:1)得红色粉末状产物IIDBr-C4Br,之后将化合物IIDBr-C4Br(500mg,0.7mmol),2-二连噻吩硼酸(590mg,2.8mmol),三(二亚苄基丙酮)二钯(37.0mg,0.04mmol),三(邻甲基苯基)膦(35.0mg,0.1mmol),置于100ml双口圆底烧瓶,氮气氛围下用注射器注入30ml蒸馏过的无水四氢呋喃,然后真空条件下在反应瓶外装置杜瓦加入液氮进行15分钟氮气置换操作,除去杜瓦后加热回流反应12小时,冷却至室温后,溶液通过旋蒸方法得到黑色固体,萃取干燥过滤旋蒸,然后用柱层析方法分离(硅胶,二氯甲烷/甲醇/三乙胺,体积比为100:2:1)得红黑色粉末状产物IIDDTh-C4Br,再将化合物IIDDTh-C4Br(800.0mg,1.0mmol),盐酸二甲胺(850.0mg,5.1mmol),无水碳酸钾(710.0mg,5.1mmol),N,N-二甲基甲酰胺(DMF)25mL放置于
100mL双口瓶中,氮气氛围中加热到100℃反应20个小时,冷却到室温旋蒸去溶剂,萃取干燥过滤旋蒸,然后用柱层析的方法分离(硅胶,二氯甲烷/甲醇/三乙胺,体积比为100:2:1),得到黑色粉末状固体IIDDTh-C4N,最后将化合物IIDDTh-C4N(450.0mg,0.5mmol),1,3-丙烷磺酸内酯(488.0mg,4.0mmol),无水四氢呋喃15mL放置于50mL双口瓶中,氮气氛围中加热回流
12小时,冷却到室温蒸去溶剂,过滤,滤饼以100mL CH2Cl2洗涤,烘干,得到黑色粉末状产物IIDDTh-C4NSB(黑色固体,410mg,产率83.1%)。质谱分析确定的分子离子质量为:1034.8(计算值为:1034.3);理论元素含量(%)C50H58N4O8S6:C,58.00;H,5.65;N,5.41;S,18.58;实测元素含量(%):C,58.12;H,5.75;N,5.32;S,18.50。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0098] 实施例37:化合物IIDDTh-C5NSB的合成:
[0099] IIDDTh-C5NSB的合成与IIDDTh-C4NSB方法完全一致,只是使用1,5-二溴戊烷作为原料(黑色固体,产率85.4%)。质谱分析确定的分子离子质量为:1062.8(计算值为:1062.3);理论元素含量(%)C52H62N4O8S6:C,58.73;H,5.88;N,5.27;S,18.09;实测元素含量(%):C,58.75;H,5.96;N,5.10;S,18.01。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0100] 实施例38:化合物IIDDTh-C6NSB的合成:
[0101] IIDDTh-C6NSB的合成与IIDDTh-C4NSB方法完全一致,只是使用1,6-二溴己烷作为原料(黑色固体,产率87.1%)。质谱分析确定的分子离子质量为:1090.8(计算值为:1090.3);理论元素含量(%)C54H66N4O8S6:C,59.42;H,6.10;N,5.13;S,17.62;实测元素含量(%):C,59.53;H,5.99;N,5.02;S,17.55。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0102] 实施例39:化合物IIDDTh-C7NSB的合成:
[0103] IIDDTh-C7NSB的合成与IIDDTh-C4NSB方法完全一致,只是使用1,7-二溴庚烷作为原料(黑色固体,产率86.8%)。质谱分析确定的分子离子质量为:1118.9(计算值为:1118.4);理论元素含量(%)C56H70N4O8S6:C,60.08;H,6.30;N,5.00;S,17.18;实测元素含量(%):C,59.97;H,6.12;N,5.15;S,17.22。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0104] 实施例40:化合物IIDDTh-C8NSB的合成:
[0105] IIDDTh-C8NSB的合成与IIDDTh-C4NSB方法完全一致,只是使用1,8-二溴辛烷作为原料(黑色固体,产率89.6%)。质谱分析确定的分子离子质量为:1147.0(计算值为:1146.4);理论元素含量(%)C58H74N4O8S6:C,60.70;H,6.50;N,4.88;S,16.76;实测元素含量(%):C,60.85;H,6.39;N,4.93;S,16.43。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0106] 实施例41:化合物IIDDTh-C9NSB的合成:
[0107] IIDDTh-C9NSB的合成与IIDDTh-C4NSB方法完全一致,只是使用1,9-二溴壬烷作为原料(黑色固体,产率90.1%)。质谱分析确定的分子离子质量为:1175.0(计算值为:1174.4);理论元素含量(%)C60H78N4O8S6:C,61.30;H,6.69;N,4.77;S,16.36;实测元素含量(%):C,61.56;H,6.79;N,4.83;S,16.50。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0108] 实施例42:化合物IIDDTh-C10NSB的合成:
[0109] IIDDTh-C10NSB的合成与IIDDTh-C4NSB方法完全一致,只是使用1,10-二溴癸烷作为原料(黑色固体,产率90.5%)。质谱分析确定的分子离子质量为:1203.0(计算值为:1202.5);理论元素含量(%)C62H82N4O8S6:C,61.87;H,6.87;N,4.65;S,15.98;实测元素含量(%):C,61.59;H,6.92;N,4.71;S,15.85。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0110] 实施例43:化合物IIDPh-C4PyBr的合成:
[0111] 将根据文献合成的化合物6-溴代异靛蓝(Poly.Chem,2013,4,1836-1841),(2.0g,4.8mmol),1,4-二溴丁烷(9.3g,38.1mmol),石油醚清洗超声过的氢化钠(1.4g,60%,
38.1mmol),无水的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)100mL放置于250mL双口瓶中,氮气氛围中先常温搅拌4小时之后加热到105℃反应14小时,冷却到室温将溶液通过旋蒸方法得到红色固体,萃取干燥过滤旋蒸,然后用柱层析方法分离(硅胶,二氯甲烷/石油醚,体积比为1:1)得红色粉末状产物IIDBr-C4Br,之后将化合物IIDBr-C4Br(500mg,0.7mmol),苯硼酸(300mg,
2.8mmol),三(二亚苄基丙酮)二钯(37.0mg,0.04mmol),三(邻甲基苯基)膦(35.0mg,
0.1mmol),置于100ml双口圆底烧瓶,氮气氛围下用注射器注入30ml蒸馏过的无水四氢呋喃,然后真空条件下在反应瓶外装置杜瓦加入液氮进行15分钟氮气置换操作,除去杜瓦后加热回流反应12小时,冷却至室温后,溶液通过旋蒸方法得到褐色固体,萃取干燥过滤旋蒸,然后用柱层析方法分离(硅胶,二氯甲烷/甲醇/三乙胺,体积比为100:2:1)得红黑色粉末状产物IIDPh-C4Br,最后将化合物IIDPh-C4Br(175.0mg,0.25mmol),吡啶20mL放置于50mL双口瓶中,氮气氛围中加热回流8个小时,冷却到室温,过滤,滤饼以100mL CH2Cl2洗涤,烘干,得到褐色固体180mg,产率90.0%。质谱分析确定的分子离子质量为:842.8(计算值为:
842.2);理论元素含量(%)C46H44Br2N4O2:C,65.41;H,5.25;N,6.63;实测元素含量(%):C,
65.88;H,5.17;N,6.19。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0112] 实施例44:化合物IIDPh-C5PyBr的合成:
[0113] IIDPh-C5PyBr的合成与IIDPh-C4PyBr方法完全一致,只是使用1,5-二溴戊烷作为原料(褐色固体,产率91.2%)。质谱分析确定的分子离子质量为:870.8(计算值为:870.2);理论元素含量(%)C48H48Br2N4O2:C,66.06;H,5.54;N,6.42;实测元素含量(%):C,66.14;H,
5.49;N,6.33。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0114] 实施例45:化合物IIDPh-C6PyBr的合成:
[0115] IIDPh-C6PyBr的合成与IIDPh-C4PyBr方法完全一致,只是使用1,6-二溴己烷作为原料(褐色固体,产率89.9%)。质谱分析确定的分子离子质量为:898.8(计算值为:898.2);理论元素含量(%)C50H52Br2N4O2:C,66.67;H,5.82;N,6.22;实测元素含量(%):C,66.93;H,
5.77;N,6.13。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0116] 实施例46:化合物IIDPh-C7PyBr的合成:
[0117] IIDPh-C7PyBr的合成与IIDPh-C4PyBr方法完全一致,只是使用1,7-二溴庚烷作为原料(褐色固体,产率90.4%)。质谱分析确定的分子离子质量为:926.8(计算值为:926.3);理论元素含量(%)C52H56Br2N4O2:C,67.24;H,6.08;N,6.03;实测元素含量(%):C,67.53;H,
6.01;N,5.84。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0118] 实施例47:化合物IIDPh-C8PyBr的合成:
[0119] IIDPh-C8PyBr的合成与IIDPh-C4PyBr方法完全一致,只是使用1,8-二溴辛烷作为原料(褐色固体,产率90.4%)。质谱分析确定的分子离子质量为:954.9(计算值为:954.3);理论元素含量(%)C54H60Br2N4O2:C,67.78;H,6.32;N,5.86;实测元素含量(%):C,67.88;H,
6.55;N,5.60。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0120] 实施例48:化合物IIDPh-C9PyBr的合成:
[0121] IIDPh-C9PyBr的合成与IIDPh-C4PyBr方法完全一致,只是使用1,9-二溴壬烷作为原料(褐色固体,产率88.2%)。质谱分析确定的分子离子质量为:984.9(计算值为:984.3);理论元素含量(%)C56H64Br2N4O2:C,68.29;H,6.55;N,5.69;实测元素含量(%):C,68.40;H,
6.24;N,5.52。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0122] 实施例49:化合物IIDPh-C10PyBr的合成:
[0123] IIDPh-C10PyBr的合成与IIDPh-C4PyBr方法完全一致,只是使用1,10-二溴癸烷作为原料(褐色固体,产率81.2%)。质谱分析确定的分子离子质量为:1010.4(计算值为:1010.4);理论元素含量(%)C58H68Br2N4O2:C,68.77;H,6.77;N,5.53;实测元素含量(%):C,
68.96;H,6.54;N,5.21。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0124] 实施例50:化合物IIDPh-C4NSB的合成:
[0125] 将根据文献合成的化合物6-溴代异靛蓝(Poly.Chem,2013,4,1836-1841),(2.0g,4.8mmol),1,4-二溴丁烷(9.3g,38.1mmol),石油醚清洗超声过的氢化钠(1.4g,60%,
38.1mmol),无水的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)100mL放置于250mL双口瓶中,氮气氛围中先常温搅拌4小时之后加热到105℃反应14小时,冷却到室温将溶液通过旋蒸方法得到红色固体,萃取干燥过滤旋蒸,然后用柱层析方法分离(硅胶,二氯甲烷/石油醚,体积比为1:1)得红色粉末状产物IIDBr-C4Br,之后将化合物IIDBr-C4Br(500mg,0.7mmol),苯硼酸(300mg,
2.8mmol),三(二亚苄基丙酮)二钯(37.0mg,0.04mmol),三(邻甲基苯基)膦(35.0mg,
0.1mmol),置于100ml双口圆底烧瓶,氮气氛围下用注射器注入30ml蒸馏过的无水四氢呋喃,然后真空条件下在反应瓶外装置杜瓦加入液氮进行15分钟氮气置换操作,除去杜瓦后加热回流反应12小时,冷却至室温后,溶液通过旋蒸方法得到黑色固体,萃取干燥过滤旋蒸,然后用柱层析方法分离(硅胶,二氯甲烷/甲醇/三乙胺,体积比为100:2:1)得红黑色粉末状产物IIDDTh-C4Br,再将化合物IIDDTh-C4Br(800.0mg,1.0mmol),盐酸二甲胺(850.0mg,
5.1mmol),无水碳酸钾(710.0mg,5.1mmol),N,N-二甲基甲酰胺(DMF)25mL放置于100mL双口瓶中,氮气氛围中加热到100℃反应20个小时,冷却到室温旋蒸去溶剂,萃取干燥过滤旋蒸,然后用柱层析的方法分离(硅胶,二氯甲烷/甲醇/三乙胺,体积比为100:2:1),得到黑色粉末状固体IIDPh-C4N,最后将化合物IIDPh-C4N(350.0mg,0.5mmol),1,3-丙烷磺酸内酯(488.0mg,4.0mmol),无水四氢呋喃15mL放置于50mL双口瓶中,氮气氛围中加热回流12小时,冷却到室温蒸去溶剂,过滤,滤饼以100mL CH2Cl2洗涤,烘干,得到黑色粉末状产物IIDDTh-C4NSB(黑色固体,380mg,产率80.1%)。质谱分析确定的分子离子质量为:858.8(计算值为:858.4);理论元素含量(%)C46H58N4O8S2:C,64.31;H,6.81;N,6.52;S,7.46;实测元素含量(%):C,64.60;H,6.44;N,6.41;S,7.63。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0126] 实施例51:化合物IIDPh-C5NSB的合成:
[0127] IIDPh-C5NSB的合成与IIDPh-C4NSB方法完全一致,只是使用1,5-二溴戊烷作为原料(黑色固体,产率85.2%)。质谱分析确定的分子离子质量为:886.8(计算值为:886.4);理论元素含量(%)C48H62N4O8S2:C,64.99;H,7.04;N,6.32;S,7.23;实测元素含量(%):C,64.87;H,7.10;N,6.24;S,7.15。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0128] 实施例52:化合物IIDPh-C6NSB的合成:
[0129] IIDPh-C6NSB的合成与IIDPh-C4NSB方法完全一致,只是使用1,6-二溴辛烷作为原料(黑色固体,产率86.4%)。质谱分析确定的分子离子质量为:914.9(计算值为:914.4);理论元素含量(%)C50H66N4O8S2:C,65.62;H,7.27;N,6.12;S,7.01;实测元素含量(%):C,65.72;H,7.05;N,6.14;S,6.83。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0130] 实施例53:化合物IIDPh-C7NSB的合成:
[0131] IIDPh-C7NSB的合成与IIDPh-C4NSB方法完全一致,只是使用1,7-二溴庚烷作为原料(黑色固体,产率87.5%)。质谱分析确定的分子离子质量为:942.9(计算值为:942.5);理论元素含量(%)C52H70N4O8S2:C,66.21;H,7.48;N,5.94;S,6.80;实测元素含量(%):C,66.48;H,7.35;N,5.72;S,6.82。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0132] 实施例54:化合物IIDPh-C8NSB的合成:
[0133] IIDPh-C8NSB的合成与IIDPh-C4NSB方法完全一致,只是使用1,8-二溴辛烷作为原料(黑色固体,产率90.1%)。质谱分析确定的分子离子质量为:970.9(计算值为:970.5);理论元素含量(%)C54H74N4O8S2:C,66.77;H,7.68;N,5.77;S,6.60;实测元素含量(%):C,66.68;H,7.75;N,5.70;S,6.47。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0134] 实施例55:化合物IIDPh-C9NSB的合成:
[0135] IIDPh-C9NSB的合成与IIDPh-C4NSB方法完全一致,只是使用1,9-二溴壬烷作为原料(黑色固体,产率93.1%)。质谱分析确定的分子离子质量为:999.0(计算值为:998.5);理论元素含量(%)C56H78N4O8S2:C,67.30;H,7.87;N,5.61;S,6.42;实测元素含量(%):C,67.39;H,7.84;N,5.56;S,6.34。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0136] 实施例56:化合物IIDPh-C10NSB的合成:
[0137] IIDPh-C10NSB的合成与IIDPh-C4NSB方法完全一致,只是使用1,10-二溴癸烷作为原料(黑色固体,产率87.5%)。质谱分析确定的分子离子质量为:1027.0(计算值为:1026.6);理论元素含量(%)C58H82N4O8S2:C,67.80;H,8.04;N,5.45;S,6.24;实测元素含量(%):C,67.94;H,8.06;N,5.37;S,6.10。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0138] 实施例57:化合物IIDTTh-C4PyBr的合成:
[0139] 将根据文献合成的化合物6-溴代异靛蓝(Poly.Chem,2013,4(6),1836-1841),(2.0g,4.8mmol),1,4-二溴丁烷(9.3g,38.1mmol),石油醚清洗超声过的氢化钠(1.4g,60%,38.1mmol),无水的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)100mL放置于250mL双口瓶中,氮气氛围中先常温搅拌4小时之后加热到105℃反应14小时,冷却到室温将溶液通过旋蒸方法得到红色固体,萃取干燥过滤旋蒸,然后用柱层析方法分离(硅胶,二氯甲烷/石油醚,体积比为1:1)得红色粉末状产物IIDBr-C4Br,之后将化合物IIDBr-C4Br(500mg,0.7mmol),2-三连噻吩硼酸(880mg,2.8mmol),三(二亚苄基丙酮)二钯(37.0mg,0.04mmol),三(邻甲基苯基)膦(35.0mg,0.1mmol),置于100ml双口圆底烧瓶,氮气氛围下用注射器注入30ml蒸馏过的无水四氢呋喃,然后真空条件下在反应瓶外装置杜瓦加入液氮进行15分钟Degas操作,除去杜瓦后加热回流反应12小时,冷却至室温后,溶液通过旋蒸方法得到黑色固体,萃取干燥过滤旋蒸,然后用柱层析方法分离(硅胶,二氯甲烷/甲醇/三乙胺,体积比为100:2:1)得红黑色粉末状产物IIDTTh-C4Br,最后将化合物IIDTTh-C4Br(850.0mg,0.27mmol),吡啶20mL放置于
50mL双口瓶中,氮气氛围中加热回流8个小时,冷却到室温,过滤,滤饼以100mL CH2Cl2洗涤,烘干,得到黑色固体,300mg,产率91.0%。质谱分析确定的分子离子质量为:1180.3(计算值为:1180.0);理论元素含量(%)C58H46Br2N4O2S6:C,58.88;H,3.92;N,4.74;S,16.26;实测元素含量(%):C,59.10;H,3.82;N,4.50;S,16.31。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0140] 实施例58:化合物IIDTTh-C6PyBr的合成:
[0141] IIDTTh-C6PyBr的合成与IIDTTh-C4PyBr方法完全一致,只是使用1,6-二溴己烷作为原料(黑色固体,产率90.0%)。质谱分析确定的分子离子质量为:1236.4(计算值为:1236.1);理论元素含量(%)C62H54Br2N4O2S6:C,60.09;H,4.39;N,4.52;S,15.52;实测元素含量(%):C,60.00;H,4.53;N,4.38;S,15.47。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0142] 实施例59:化合物IIDTTh-C8PyBr的合成:
[0143] IIDTTh-C8PyBr的合成与IIDTTh-C4PyBr方法完全一致,只是使用1,8-二溴辛烷作为原料(黑色固体,产率85.4%)。质谱分析确定的分子离子质量为:1292.6(计算值为:1292.2);理论元素含量(%)C66H62Br2N4O2S6:C,61.19;H,4.82;N,4.33;S,14.85;实测元素含量(%):C,61.52;H,4.90;N,4.38;S,14.40。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0144] 实施例60:化合物IIDTTh-C4NSB的合成:
[0145] 将根据文献合成的化合物6-溴代异靛蓝(Poly.Chem,2013,4,1836-1841),(2.0g,4.8mmol),1,4-二溴丁烷(9.3g,38.1mmol),石油醚清洗超声过的氢化钠(1.4g,60%,
38.1mmol),无水的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)100mL放置于250mL双口瓶中,氮气氛围中先常温搅拌4小时之后加热到105℃反应14小时,冷却到室温将溶液通过旋蒸方法得到红色固体,萃取干燥过滤旋蒸,然后用柱层析方法分离(硅胶,二氯甲烷/石油醚,体积比为1:1)得红色粉末状产物IIDBr-C4Br,之后将化合物IIDBr-C4Br(500mg,0.7mmol),2-三连噻吩硼酸(880mg,2.8mmol),三(二亚苄基丙酮)二钯(37.0mg,0.04mmol),三(邻甲基苯基)膦(35.0mg,0.1mmol),置于100ml双口圆底烧瓶,氮气氛围下用注射器注入30ml蒸馏过的无水四氢呋喃,然后真空条件下在反应瓶外装置杜瓦加入液氮进行15分钟氮气置换操作,除去杜瓦后加热回流反应12小时,冷却至室温后,溶液通过旋蒸方法得到黑色固体,萃取干燥过滤旋蒸,然后用柱层析方法分离(硅胶,二氯甲烷/甲醇/三乙胺,体积比为100:2:1)得红黑色粉末状产物IIDTTh-C4Br,再将化合物IIDTTh-C4Br(850.0mg,1.0mmol),盐酸二甲胺(850.0mg,5.1mmol),无水碳酸钾(710.0mg,5.1mmol),N,N-二甲基甲酰胺(DMF)25mL放置于
100mL双口瓶中,氮气氛围中加热到100℃反应20个小时,冷却到室温旋蒸去溶剂,萃取干燥过滤旋蒸,然后用柱层析的方法分离(硅胶,二氯甲烷/甲醇/三乙胺,体积比为100:2:1),得到黑色粉末状固体IIDTTh-C4N,最后将化合物IIDTTh-C4N(500.0mg,0.5mmol),1,3-丙烷磺酸内酯(488.0mg,4.0mmol),无水四氢呋喃15mL放置于50mL双口瓶中,氮气氛围中加热回流
12小时,冷却到室温蒸去溶剂,过滤,滤饼以100mL CH2Cl2洗涤,烘干,得到黑色粉末状产物IIDTTh-C4NSB(黑色固体,430mg,产率84.0%)。质谱分析确定的分子离子质量为:1196.5(计算值为:1196.2);理论元素含量(%)C58H60N4O8S8:C,58.17;H,5.05;N,4.68;S,21.42;实测元素含量(%):C,58.12;H,5.12;N,4.32;S,21.50。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0146] 实施例61:化合物IIDTTh-C6NSB的合成:
[0147] IIDTTh-C6NSB的合成与IIDTTh-C4NSB方法完全一致,只是使用1,6-二溴己烷作为原料(黑色固体,产率87.3%)。质谱分析确定的分子离子质量为:1252.7(计算值为:1252.3);理论元素含量(%)C62H68Br2N4O2S6:C,59.40;H,5.47;N,4.47;S,20.46;实测元素含量(%):C,59.62;H,5.52;N,4.19;S,20.33。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0148] 实施例62:化合物IIDTTh-C8NSB的合成:
[0149] IIDTTh-C8NSB的合成与IIDTTh-C4NSB方法完全一致,只是使用1,8-二溴辛烷作为原料(黑色固体,产率91.2%)。质谱分析确定的分子离子质量为:1308.7(计算值为:1308.3);理论元素含量(%)C66H76Br2N4O2S6:C,60.52;H,5.85;N,4.28;S,19.58;实测元素含量(%):C,60.61;H,5.75;N,4.06;S,19.66。上述分析结果表明,获得的产物为预计的产品。
[0150] 实施例63:
[0151] 光伏器件[ITO/PEDOT:PSS/PTB7:PC71BM/IID-C6PyBr/Al]
[0152] 在镀有ITO阳极的玻璃基片上依次旋涂阳极修饰层PEDOT:PSS,厚度约为30nm;活性层PTB7:PC71BM,厚度约为90nm,阴极界面修饰层IID-C6PyBr(制备方法:利用旋涂仪器,把浓度为0.8mgmL-1的IID-C6PyBr的甲醇溶液在2000r/min的转速下旋转1min),厚度约为5nm;蒸镀Al阴极,厚度约为100nm,在蒸镀过程中保持压力为5×10-6Pa。该器件开路电压为-2
0.75V,短路电流密度为16.10mAcm ,填充因子63.7%,经计算光电转化效率为7.69%。
[0153] 实施例64:
[0154] 光伏器件[ITO/PEDOT:PSS/PTB7:PC71BM/IID-C6NSB/Al]
[0155] 依照IID-C6PyBr的器件制备过程,步骤相同,用IID-C6NSB代替IID-C6PyBr。该器件-2开路电压为0.75V,短路电流密度为16.44mAcm ,填充因子65.0%,经计算光电转化效率为
8.02%。
[0156] 实施例65:
[0157] 光伏器件[ITO/PEDOT:PSS/PTB7:PC71BM/IIDTh-C6PyBr/Al]
[0158] 依照IID-C6PyBr的器件制备过程,步骤相同,用IIDTh-C6PyBr代替IID-C6PyBr。该器件开路电压为0.76V,短路电流密度为16.75mAcm-2,填充因子65.6%,经计算光电转化效率为8.35%。
[0159] 实施例66:
[0160] 光伏器件[ITO/PEDOT:PSS/PTB7:PC71BM/IIDTh-C6NSB/Al]
[0161] 依照IID-C6PyBr的器件制备过程,步骤相同,用IIDTh-C6NSB代替IID-C6PyBr。该器件开路电压为0.75V,短路电流密度为16.90mAcm-2,填充因子71.6%,经计算光电转化效率为9.08%。
[0162] 实施例67:
[0163] 光伏器件[ITO/PEDOT:PSS/PTB7:PC71BM/IIDPh-C6PyBr/Al]
[0164] 依照IID-C6PyBr的器件制备过程,步骤相同,用IIDPh-C6PyBr代替IID-C6PyBr。该器件开路电压为0.75V,短路电流密度为16.25mAcm-2,填充因子64.2%,经计算光电转化效率为7.82%。
[0165] 实施例68:
[0166] 光伏器件[ITO/PEDOT:PSS/PTB7:PC71BM/IIDPh-C6NSB/Al]
[0167] 依照IID-C6PyBr的器件制备过程,步骤相同,用IIDPh-C6NSB代替IID-C6PyBr。该器件开路电压为0.75V,短路电流密度为16.62mAcm-2,填充因子65.9%,经计算光电转化效率为8.21%。
[0168] 实施例69:
[0169] 光伏器件[ITO/PEDOT:PSS/PTB7:PC71BM/IIDDTh-C6PyBr/Al]
[0170] 依照IID-C6PyBr的器件制备过程,步骤相同,用IIDDTh-C6PyBr代替IID-C6PyBr。该-2器件开路电压为0.75V,短路电流密度为16.45mAcm ,填充因子66.2%,经计算光电转化效率为8.17%。
[0171] 实施例70:
[0172] 光伏器件[ITO/PEDOT:PSS/PTB7:PC71BM/IIDDTh-C6NSB/Al]
[0173] 依照IID-C6PyBr的器件制备过程,步骤相同,用IIDDTh-C6NSB代替IID-C6PyBr。该器件开路电压为0.76V,短路电流密度为16.70mAcm-2,填充因子67.2%,经计算光电转化效率为8.53%。
[0174] 实施例71:
[0175] 光伏器件[ITO/PEDOT:PSS/PTB7:PC71BM/IIDTTh-C6PyBr/Al]
[0176] 依照IID-C6PyBr的器件制备过程,步骤相同,用IIDTTh-C6NSB代替IID-C6PyBr。该-2器件开路电压为0.76V,短路电流密度为16.55mAcm ,填充因子66.3%,经计算光电转化效率为8.34%。
[0177] 实施例72:
[0178] 光伏器件[ITO/PEDOT:PSS/PTB7:PC71BM/IIDTTh-C6NSB/Al]
[0179] 依照IID-C6PyBr的器件制备过程,步骤相同,用IIDTTh-C6NSB代替IID-C6PyBr。该器件开路电压为0.76V,短路电流密度为16.66mAcm-2,填充因子67.1%,经计算光电转化效率为8.49%。