CN116284052A - 一种新型有机共轭环状分子的制备及在有机光伏中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型有机共轭环状分子的制备及在有机光伏中的应用，涉及有机光伏电池器件技术领域，主要通过施蒂勒(Stille)偶联的方法(一锅法)制备了一类含有A‑DA'D‑A小分子受体的有机环状分子，该类环状分子具备环化产率高，生成杂质少，易提纯等优点。此外，该类环状分子结构易进行修饰、可调节其溶解性和结晶性、且具有较宽的光谱吸收，将其作为受体应用于有机太阳能电池中，能得到较好的光电转化效率。

Description

一种新型有机共轭环状分子的制备及在有机光伏中的应用

技术领域

本发明涉及有机光伏电池器件技术领域，具体涉及一种新型有机共轭环状分子的制备及在有机光伏中的应用。

背景技术

以有机半导体材料制备的有机太阳能电池具有如制备工艺简单、成本低和可大面积制备及可制成柔性器件等优点，在便携式充电设备、柔性可穿戴电子设备和光伏建筑一体化等领域具有极大的应用前景。为了快速推进有机太阳能电池的商业化应用，活性层材料的开发实现高效率和高稳定性仍然值得探索。环状共轭有机分子具有刚性共轭骨架结构,独特的光电性能、热稳定性和结构稳定性等，在材料科学中存在广泛潜在用途，而受到了研究者们广泛的关注及研究兴趣。此外，环状共轭有机分子可以通过分子间芳香堆积作用形成有序分子结构。本发明公开了一种新型含多重D-A作用的有机共轭环状分子的制备方法以及在有机光伏电池中的应用。

针对现有技术存在以下问题：

现有的有机太阳能电池，有机受体材料成膜性较差、稳定性不高等；现有的有机太阳能电池，在制备时具有光电转化效率低，器件稳定性较差的问题；现有的有机太阳能电池，有机共轭环状分子应用少、结构不易修饰，性能不易调控，合成产率较低且不易提纯的问题。

发明内容

本发明提供一种新型有机共轭环状分子的制备及在有机光伏中的应用，以解决上述背景技术中提出的问题。

为解决上述技术问题，本发明的第一个目的是在于提供一种成膜性好，光电转换效率较高的具有多重D-A作用的环状有机共轭受体材料。

本发明的第二个目的是在于提供一种条件温和，操作简单(一锅法)，产率较高(大于50％)，提纯简单地制备具有多重D-A作用的环状有机共轭材料的方法。

本发明的第三个目的是在于提供具有多重D-A作用的环状有机共轭材料的应用，具有多重D-A作用的环状有机共轭材料与给体材料更加互补的吸收、具有与给体材料更加匹配的能级和具有高而平衡的载流子迁移率，可以用于制备高短路电流和能量转换效率的有机太阳能电池。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种共轭环状分子，其具有式1结构。

式2中，R1包括相同或不相同的氢原子、碳原子数为2-20的直链或支链的烷基、烷氧基；R2包括相同或不相同的氢原子、碳原子数为2-20的直链或支链的烷基、烷氧基或碳原子数为5-9的环烷基；R3包括相同或不相同的H、F、C1或碳原子数为1-6的直链烷烃。

式1为所述新型含多重D-A作用的有机环状共轭分子的结构示意图。

式2为所述新型含多重D-A作用的有机环状共轭分子的结构式。

本发明的有机共轭环状材料包括小分子受体单元(五元环A-DA’D-A型受体分子)与π单元(噻吩及其衍生物)，小分子受体单元通过C4-8直链烷烃连接，两端与π单元相连形成环状分子。

本发明提供了一种新型环状有机共轭材料的制备方法，该制备方法，包括以下步骤：

步骤S1：在惰性气体保护下，制备出两个中心核A'由碳原子数为4-8的直链烷烃相连的化合物A；

步骤S2：将步骤S1得到的所述初产物A与R2取代的单噻吩锡化物进行施蒂勒(Stille)偶联、柱层析得到中间产物B；其中，R2为相同或不相同的氢原子、碳原子数为2-20的直链或支链的烷基、烷氧基或碳原子数为5-9的环烷基；

步骤S3：将步骤S2得到的所述产物B进行卡多根(Cadogan)缩合闭环反应得到闭环产物C，再与卤代烷烃通过亲核取代反应得到DA'D稠环化合物D；其中，R1为相同或不相同的氢原子、碳原子数为2-20的直链或支链的烷基、烷氧基中的一种；

步骤S4：将步骤S3得到的所述产物D通过维尔斯迈尔—哈克(Vilsmeier-Haack)反应得到化合物E；

步骤S5：将步骤S4得到的所述产物E与5-溴-3-(二氰基亚甲基)靛酮通过克脑文盖尔(Knoevenagel)反应得到两个五元环A-DA'D-A型小分子相连的化合物(DSMA)；

步骤S6：将步骤S5得到的所述A-DA'D-A型小分子，小分子受体(SMA)，与噻吩或其衍生物的双锡化合物(π)进行施蒂勒(Stille)偶联反应，即得最终有机环状共轭分子(RQM)；其中，R3为相同或不相同的H、F、C1或碳原子数为1-6的直链烷烃中的一种。

本发明还提供了所述的一种新型有机环状共轭分子的制备方法，该制备方法，包括以下步骤：

所述G1反应条件：在惰性气体保护下，N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂，碳酸钾(K₂CO₃)为碱，二溴烷基链与4,7-二溴-2H-苯并三唑进行取代反应，得到双核溴化产物经柱层析纯化后，干燥；以三氟甲磺酸和发烟硝酸制备混酸后将所得溴化物进行硝化反应的化合物A；

所述G2反应条件：溶剂为甲苯，催化剂为双三苯基膦二氯化钯，催化剂的加入量为化合物A摩尔量的0.01％～10％；化合物A和R1取代噻吩锡化物的摩尔比为1:4.2～5.5；在80～100℃温度下回流反应12～24小时；

所述G3反应条件：溶剂为邻二氯苯，催化剂为三苯基膦；催化剂与化合物B的摩尔量为20～30:1；在160～180℃温度下回流反应16～20小时；所述亲核取代反应的条件为：以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂，氢氧化钾作为碱，卤代烷烃与化合物C的摩尔比为6～12:1；在80～100℃温度下回流反应16～24小时；

所述G4反应条件：溶剂为N,N-二甲基甲酰胺，三氯氧磷为甲酰化试剂，化合物D与三氯氧磷的摩尔比为1：15～25；在80～105℃温度下回流反,12～24小时；

所述G5反应条件：甲苯为溶剂，三氟化硼乙醚为催化剂，乙酸酐，化合物E与5-溴-3-(二氰基亚甲基)靛酮的摩尔比为1：4～4.4；在室温下反应15～30分钟；

所述G6反应条件：溶剂为甲苯，催化剂为四三苯基膦钯(Pd(pph₃)₄)或三(二亚苄基丙酮)二钯(Pd₂(dba)₃)中的一种，所述小分子受体(SMA)和噻吩或其衍生物的双锡化合物(π)的摩尔比为1～1.2:1,催化剂的加入量为小分子受体(SMA)的10％～15％；在110℃温度下反应2～6小时。

本发明还提供了一种新型有机环状共轭分子作为受体材料在有机太阳能电池中的应用。

优选的方案，将有机环状共轭分子作为受体材料与电子给体材料制成活性层用于有机太阳能电池器件。活性层的具体制备过程为：将有机环状共轭分子受体材料与电子给体材料混合，加入溶剂溶解(如氯苯、邻二氯苯、氯仿或四氢呋喃等)，得到浆液，所述浆液通过旋涂或其他方式在导电玻璃上制备出一层薄膜，然后制备有机太阳能电池器件。

较优选的方案，电子给体材料与有机环状共轭分子受体材料与电子给体材料的摩尔比为1：1～1.5。

较优选的方案，所述电子给体材料为PM6、PTQ10和D18等及其他有机电子给体材料。

由于采用了上述技术方案，本发明相对现有技术来说，取得的技术进步是：

1、本发明提供一种新型有机共轭环状分子的制备及在有机光伏中的应用，使用碳原子数为4～8的直链烷烃与A’单元通过亲核取代将两个小分子受体单元相连接，可以一定程度上固定分子空间位置，增加生成环状分子的产率。

2、本发明提供一种新型有机共轭环状分子的制备及在有机光伏中的应用，在小分子受体中的噻吩单元β位上引入不同长度、分叉位置和官能团化的烷基链或共轭侧链，不仅可以调节分子的电子云密度分布，影响分子堆积等，还可以进一步改善材料溶解性能，提高加工性能。

3、本发明提供一种新型有机共轭环状分子的制备及在有机光伏中的应用，在小分子受体中的吡咯环氮原子上引入不同长度、分叉位置的烷基链会有效地调节分子的溶解性和结晶性。

4、本发明提供一种新型有机共轭环状分子的制备及在有机光伏中的应用，在作为π单元的噻吩3,4号位置上引入烷基链、卤原子、酯基链或其他官能团也会对环状分子的物理与化学性质产生影响。

5、本发明提供一种新型有机共轭环状分子的制备及在有机光伏中的应用，具有良好的溶解性，易于加工成膜，具有较强的可见近红外吸光系性能，且具备优异的成膜性和稳定性。能用于制备高电压和能量转换效率的太阳能电池材料，是一类富有潜力受体材料。此外，与现有的有机共轭环状分子相比，本发明的有机共轭环状分子结构易修饰，性能易调控，合成产率较高且易提纯，是一种极具潜力的有机光电功能材料。

附图说明

图1为本发明式1的结构示意图；

图2为本发明式2的结构示意图；

图3为本发明化合物A的结构示意图；

图4为本发明中间产物B的结构示意图；

图5为本发明闭环产物C的结构示意图；

图6为本发明稠环化合物D的结构示意图；

图7为本发明化合物E的结构示意图；

图8为本发明化合物(DSMA)的结构示意图；

图9为本发明有机环状共轭分子(RQM)的结构示意图；

图10为本发明R1的结构示意图；

图11为本发明R2的结构示意图；

图12为本发明化合物A的合成的结构示意图；

图13为本发明化合物B的合成的结构示意图；

图14为本发明化合物D的合成的结构示意图；

图15为本发明化合物E的合成的结构示意图；

图16为本发明化合物F(DSMA)的合成的结构示意图；

图17为本发明环状分子RQM的合成的结构示意图；

图18为本发明环状分子RQM-2F的合成的结构示意图；

图19为本发明化合物PM6、PTQ10的结构式的结构示意图；

图20为本发明制备得到的受体材料RQM1的合成路线图；

图21为本发明制备得到的受体材料RQM1的1HNMR；

图22为本发明制备得到的受体材料RQM1的质谱图；

图23为本发明制备得到的受体材料RQM-2F的质谱图；

图24为本发明制备得到的受体材料RQM1在氯仿溶液中和薄膜状态下的吸收谱图；

图25为本发明制备得到的受体材料RQM1的循环伏安曲线图；

图26为本发明制备有机太阳电池的电流-电压(J-V)曲线图；

图27为本发明制备有机太阳电池的外量子效率(EQE)曲线图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：

实施例1

本发明提供了一种含多重D-A作用的有机共轭环状分子，环状分子中两个A-DA’D-A型受体小分子中心核由烷基链相连，两端由π单元(噻吩及其衍生物)封端形成闭环分子，且所述有机共轭环状分子的结构式如式一所示，所述式1为；其中，R1包括相同或不相同的氢原子、碳原子数为2-20的直链或支链的烷基、烷氧基、环烷基或含芳香单元(苯环或噻吩)侧链；R2包括相同或不相同的氢原子、碳原子数为2-20的直链或支链的烷基、烷氧基或碳原子数为5-9的环烷基或含芳香单元(苯环或噻吩)侧链；R3包括相同或不相同的H、F、C1或碳原子数为1-6的直链烷烃或支链的烷基。

实施例2

本发明提供一种技术方案：优选的，上述所述的R1为(如图10所示：)，R2为(如图11所示：)，R3为H时，有机共轭环状分子RQM1的制备如下：

步骤G1：在惰性气体保护下，4,7-二溴-2H-苯并[d][1,2,3]三唑与二溴烷基链发生取代反应后，得到化合物1，经硝化后制备出两个中心核A'由碳原子数为4～8的直链烷烃相连的化合物A；

化合物A的合成：

将4,7-二溴-2H-苯并[d][1,2,3]三唑(16.59g,40.0mmol)，二溴烷基链(20.0mmol)和无水碳酸钾(27.6g,200mmol)称入500mL的三口圆底烧瓶中，加入N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，置换气体三次，氩气保护下150℃反应24h。反应结束后，冷却至室温，二氯甲烷(DCM)萃取，旋干溶剂，粗产物用柱层析色谱分离纯化，二氯甲烷(DCM)为洗脱剂，得到白色固体产物，即为化合物1(6.6g,产率59.0％)；

氢谱(400MHz，氘代氯仿)(¹HNMR(400MHz,Chloroform-d))δ7.44(s,4H),4.78(t,J＝7.3Hz,4H),2.16(qt,J＝7.4,3.9Hz,4H),1.49-1.43(m,4H)；

在冰水浴下，将发烟硝酸(23.7g,158.0mmol)逐滴加入到装有三氟甲磺酸(19.9g,316mmol)的三口圆底烧瓶中，滴加完后，继续在冰水浴中搅拌30分钟，制备好混酸后，将化合物1(5.0g,7.9mmol,)分批加入混酸中，加完之后，室温反应1小时。将反应物倒入碎冰中，加入碳酸钠中和，水洗至中性，真空干燥箱烘干，得白色固体产物A(5.45g，产率85.0％)；

氢谱(400MHz，氘代二甲基亚砜)(1HNMR(400MHz,DMSO-d6))δ4.95(t,J＝7.0Hz,4H),2.06(p,J＝7.1,5.9Hz,4H),1.45–1.31(m,4H)。

步骤G2：化合物B由化合物A和4-异辛基噻吩-2-三丁基锡通过Stille偶联反应得到；

化合物B的合成：将化合物A(5.0g,6.1mmol)和4-异辛基噻吩-2-三丁基锡(28.1mmol)称入250mL的两口烧瓶中，置换气体三次，氩气保护下加入双三苯基膦二氯化钯和甲苯，110℃反应24小时。反应冷却至室温后，旋干溶剂，用二氯甲烷(DCM)萃取，合并有机相，旋干溶剂。粗产物用柱层析色谱纯化分离得到黄色固体化合物B(6.7g,产率86.0％)；

氢谱(400MHz,氘代氯仿)(¹HNMR(400MHz,Chloroform-d))δ7.27(d,J＝1.4Hz,4H),7.20(d,J＝1.4Hz,4H),4.81(t,J＝7.1Hz,4H),2.58(d,J＝6.8Hz,8H),2.15(tt,J＝7.1,3.6Hz,4H),1.57–1.51(m,4H),1.51–1.44(m,4H),1.32–1.23(m,32H),0.88(t,J＝7.3Hz,24H)。

步骤G3：在惰性气体保护下，化合物B经三苯基膦催化通过闭环反应得到化合物2，再与溴代烷烃在碱性环境下经亲核取代反应合成化合物C；

化合物C的合成：将化合物B(2.5g,1.9mmol)和三苯基膦(3.0g,11.4mmol)在250mL的单口圆底烧瓶中，加入邻二氯苯，置换气体三次，氩气保护下，180℃反应过夜。停止反应，冷却至室温，减压除掉溶剂后直接进行下一步。分别称取氢氧化钾(1.1g,19mmol)，碘化钾(315mg,1.9mmol)置于盛有2的圆底烧瓶中，然后加入7-(溴甲基)十五烷(2.9g,9.5mmol)和若干N,N-二甲基甲酰胺。氩气保护下90℃反应24小时。反应冷却至室温后用二氯甲烷(DCM)萃取，粗产物用柱层析色谱分离纯化，得到橙色粘稠状化合物C，(2.9g,产率75％)；

氢谱(400MHz,氘代氯仿)(¹HNMR(400MHz,Chloroform-d))δ6.94(s,4H),4.80(t,J＝7.4Hz,4H),4.40(d,J＝16.3Hz,8H),2.99–2.64(m,8H),2.21(q,J＝7.0Hz,4H),1.86(q,J＝6.2Hz,4H),1.72(s,4H),1.40–0.33(m,172H),-0.15(d,J＝86.7Hz,8H)。

步骤G4：在惰性气体保护下，化合物D在三氯氧磷和DMF的作用下通过维尔斯迈尔—哈克(Vilsmeier-Haack)甲酰化得到化合物E；

化合物E的合成：将化合物D(1g,0.49mmol)称入100mL的两口圆底烧瓶中，用超干N,N-二甲基甲酰胺溶解，置换气体三次，氩气保护，于冰浴下加入三氯氧磷(3.0g,19.6mmol)，搅拌30分钟后，升温至90℃，反应过夜。停止反应，冷却至室温，用二氯甲烷(DCM)萃取，旋干溶剂。粗产物用柱层析色谱分离纯化，得到橙色粘稠状化合物D，(898mg，产率85％)；

氢谱(400MHz,氘代氯仿)(¹HNMR(400MHz,Chloroform-d))δ10.11(s,4H),4.81(t,J＝7.3Hz,4H),4.44(d,J＝8.6Hz,8H),3.51-3.39(m,4H),2.96(s,4H),2.21(d,J＝8.0Hz,4H),1.93-1.85(m,4H),1.74(s,4H),1.36-1.10(m,84H),0.98-0.68(m,56H),0.64-0.10(m,36H),-0.07--0.17(m,4H),-0.36(s,4H)。

步骤G5：将化合物D和5-溴-3-(二氰基亚甲基)靛酮通过克脑文盖尔(Knoevenagel)反应得到两个五元环A-DA'D-A型小分子相连的化合物F(DSMA)；

化合物F(DSMA)的合成：将化合物E(431mg,0.2mmol)和5-溴-3-(二氰基亚甲基)靛酮(242mg,0.84mmol)称入100mL三口圆底烧瓶中，用甲苯溶解，室温搅拌下加入三氟化硼乙醚(2.8g,4.0mmol)乙酸酐0.4mL，反应15分钟后停止反应，旋干溶剂，用二氯甲烷(DCM)萃取，旋干溶剂。粗产物通过柱层析色谱纯化的深蓝色固体化合物F，(571mg，产率90％)。

氢谱(400MHz，氘代氯仿)(¹HNMR(400MHz,Chloroform-d))δ9.22(dd,J＝7.3,3.3Hz,4H),8.56(d,J＝8.4Hz,4H),8.06-7.97(m,4H),7.85(ddd,J＝8.5,4.0,2.0Hz,4H),4.90(t,J＝7.3Hz,4H),4.49(dd,J＝29.2,13.7Hz,8H),3.42(q,J＝15.5,13.5Hz,4H),3.17(d,J＝16.5Hz,4H),2.35(s,4H),1.92(s,4H),1.77(s,2H),1.66(s,2H),1.25(s,84H),1.07-0.69(m,60H),0.59-0.27(m,28H),-0.01(s,4H),-0.26(s,4H)。

步骤G6：将化合物F与噻吩或其衍生物的双锡化合物(π)进行施蒂勒(Stille)偶联反应，即得最终有机环状共轭分子(RQM)。

环状分子RQM的合成：将化合物F(100mg，0.03mmol)和2,5-双(三甲基锡)噻吩(27mg，0.06mmol)称入圆底烧瓶中，置换气体三次，氩气保护，加入甲苯和四三苯基膦钯，110℃反应2小时，反应结束。反应冷却至室温，旋干溶剂，二氯甲烷(DCM)萃取，旋干溶剂。粗产物用柱层析色谱纯化的蓝黑色固体有机环状分子RQM，(54mg，产率60％)；

氢谱(400MHz，氘代氯仿)(¹HNMR(400MHz,Chloroform-d))δ9.21(s,4H),8.71(d,J＝8.3Hz,4H),8.24(s,4H),8.04(dd,J＝8.3,2.0Hz,4H),7.61(s,4H),4.83(s,4H),4.51(d,J＝19.5Hz,8H),3.47-3.31(m,4H),3.19(t,J＝9.8Hz,4H),2.20(s,4H),1.97(s,4H),1.86-1.76(m,4H),1.60-1.19(m,84H),1.06–0.29(m,88H),0.11–0.01(m,4H),-0.15(s,4H)。

实施例3

环状分子RQM-2F的合成：将化合物F(100mg，0.03mmol)和(3,4-二氟噻吩基)双三甲基锡(26.7mg，0.06mmol)称入圆底烧瓶中，置换气体三次，氩气保护，加入甲苯和四三苯基膦钯，110℃反应2小时，反应结束。反应冷却至室温，旋干溶剂，二氯甲烷(DCM)萃取，旋干溶剂。粗产物用柱层析色谱纯化的深绿色固体有机环状分子RQM-2F，(57mg，产率61％)；

质谱(飞行时间质谱)(MS(MALDITOF))

m/z:[M+H]⁺,calcdforC₁₉₀H₂₂₉F₄N₁₈O₄S₆,3094.65,found:3094.278。

实施例4

将实施例1制备的有机环状分子作为电子受体材料应用于有机光伏电池。

将有机环状分子与电子给体材料制成光电转换层用于有机太阳能电池器件，光电转换层的具体制备过程为：将有机环状分子受体材料与电子给体材料混合，加入溶剂溶解，得到浆液，所述浆液涂覆在导电玻璃上制备成薄膜，然后制备有机太阳能电池器件。溶剂一般采用三氯甲烷、邻二氯苯以及四氢呋喃中至少一种。准聚合物非富勒烯受体材料与电子给体材料的摩尔比为1～1.5:1，电子给体材料为PM6或PTQ10等。

化合物PM6、PTQ10的结构式(如图19所示：)；

实际取得的技术效果为表1中所述：

表1基于PM6/PTQ10：RQM的OSCS光伏性能参数

上文一般性的对本发明做了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之做一些修改或改进，这对于技术领域的一般技术人员是显而易见的。因此，在不脱离本发明思想精神的修改或改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种新型有机共轭环状分子，其特征在于：共轭环状分子含A-DA'D-A型或A-D-A型小分子受体单元，两个主体单元中心由烷基链相连固定分子结构，两端由π共轭单元连接形成闭环，且所述共轭环状分子具有式1结构；

式2中，R1包括相同或不相同的氢原子、碳原子数为2-20的直链或支链的烷基、烷氧基；R2包括相同或不相同的氢原子、碳原子数为2-20的直链或支链的烷基、烷氧基或碳原子数为5-9的环烷基；R3包括相同或不相同的H、F、C1或碳原子数为1-6的直链烷烃；

式1为所述新型含多重D-A作用的有机环状共轭分子的结构示意图；

式2为所述新型含多重D-A作用的有机环状共轭分子的结构式。

2.一种权利要求1所述的新型有机共轭环状分子的制备方法，其特征在于：该新型有机环状共轭分子的制备方法，包括以下步骤：

步骤S1：在惰性气体保护下，制备出两个中心核A'由碳原子数为6的直链烷烃相连的化合物A；

步骤S2：将步骤S1得到的初产物A与R2取代的单噻吩锡化物进行施蒂勒(Stille)偶联、柱层析得到中间产物B；

步骤S3：将步骤S2得到的所述产物B进行卡多根(Cadogan)缩合闭环反应得到闭环产物C，再与卤代烷烃通过亲核取代反应得到DA'D稠环化合物D；

步骤S4：将步骤S3得到的所述产物D通过维尔斯迈尔—哈克(Vilsmeier-Haack)反应得到化合物E；

步骤S5：将步骤S4得到的所述产物E与5-溴-3-(二氰基亚甲基)靛酮通过克脑文盖尔(Knoevenagel)反应得到两个五元环A-DA'D-A型小分子相连的化合物(DSMA)；

步骤S6：将步骤S5得到的所述A-DA'D-A型小分子，化合物(DSMA)，与噻吩或其衍生物的双锡化合物(π)进行Stille偶联反应，即得最终有机环状共轭分子。

3.根据权利要求2所述的新型有机共轭环状分子的制备方法，其特征在于：

步骤G1，在惰性气体保护下，N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂，碳酸钾(K₂CO₃)为碱，二溴烷基链与4,7-二溴-2H-苯并三唑进行取代反应，得到双核溴化产物经柱层析纯化后，干燥；以三氟甲磺酸和发烟硝酸制备混酸后将所得溴化物进行硝化反应得化合物A；

步骤G2，所述施蒂勒(Stille)偶联反应的条件为：溶剂为甲苯，催化剂为双三苯基膦二氯化钯，催化剂的加入量为化合物A摩尔量的0.01％～10％；化合物A和R1取代噻吩锡化物的摩尔比为1:4.2～5.5；在80～100℃温度下回流反应12～24小时；

步骤G3，卡多根(Cadogan)缩合闭环反应的条件为：溶剂为邻二氯苯，催化剂为三苯基膦；催化剂与化合物B的摩尔量为20～30:1；在160～180℃温度下回流反应16～20小时；亲核取代反应的条件为：以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂，氢氧化钾作为碱，卤代烷烃与化合物C的摩尔比为6～12:1；在80～100℃温度下回流反应16～24小时；

步骤G4，维尔斯迈尔—哈克(Vilsmeier-Haack)反应的条件为：溶剂为N,N-二甲基甲酰胺，三氯氧磷为甲酰化试剂，化合物D与三氯氧磷的摩尔比为1：15～25；在80～105℃温度下回流反,12～24小时；

步骤G5，克脑文盖尔(Knoevenagel)反应的条件为：甲苯为溶剂，三氟化硼乙醚为催化剂，乙酸酐，化合物E与5-溴-3-(二氰基亚甲基)靛酮的摩尔比为1：4～4.4；在室温下反应15～30分钟；

步骤G6，偶联反应的条件为：溶剂为甲苯，催化剂为四三苯基膦钯(Pd(pph₃)₄)、双三苯基膦二氯化钯(PdCl ₂(PPh₃)₂)或乙酸钯(Ⅱ)(Pd(OAc)₂)中的一种，化合物(DSMA)和噻吩或其衍生物的双锡化合物(π)的摩尔比为1～1.2:2～2.4,催化剂的加入量为小分子受体(SMA)的2％～5％。

4.一种权利要求1-3任一项所述的新型有机共轭环状分子在有机光伏中的应用，其特征在于：所述有机光伏器件为有机太阳能电池。

Images