一种乙烯基共轭三芳胺类电荷传输材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种乙烯基共轭三芳胺类电荷传输材料及其制备方法。所述乙烯基共轭三芳胺类电荷传输材料的化学结构式如式（I）所示：

Vinyl conjugated three aromatic amine charge transmission material and preparation method thereof

The invention discloses a vinyl conjugated three aromatic amine charge transmission material and a preparation method thereof. The chemical structural formula of the vinyl conjugated three aromatic amine charge transport material is shown in the formula (I):

【技术实现步骤摘要】
一种乙烯基共轭三芳胺类电荷传输材料及其制备方法
本专利技术属于光电材料
更具体地，涉及一种乙烯基共轭三芳胺类电荷传输材料及其制备方法。
技术介绍
信息时代的到来，激光打印机、复印机、激光传真机已逐步普及，成为办公室自动化的标准设备，这些设备的关键部件是有机光导体鼓，而有机光导体鼓的核心是有机光电导体材料。有机光电导体材料主要由电荷产生材料和电荷传输材料两部分组成，两种材料的优劣将直接决定有机光导体材料的综合性能。有机电荷传输材料在有机光导体材料中为载流子的传输提供了有效通道，是器件不可或缺的组成部分也是有机电子材料研究的重点。另外，有机电荷传输材料不仅可应用于有机光导体鼓中，在太阳能电池中也有着广泛的用途。空穴传输材料是电荷传输材料的其中一类，它是构成高效钙钛矿太阳能电池的重要组分之一。目前使用最多并商业化的空穴传输材料为2,2’,7,7’-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9’-螺二芴(spiro-OMeTAD)。但是，spiro-OMeTAD的合成提纯较为繁琐，价格昂贵，严重制约了钙钛矿太阳能电池的发展和推广使用。钙钛矿太阳能电池作为光伏领域中的希望之星，已经成为再生能源领域的热点研究方向。因而作为构成高效钙钛矿太阳能电池的重要组分之一的空穴传输材料的研究也具有极其重大的现实意义。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有上述现有技术的缺陷和不足，提供一种可供选择的可应用于激光打印机感光鼓和太阳能电池中的电荷传输材料。本专利技术的目的是提供一种新型的乙烯基共轭三芳胺类电荷传输材料。本专利技术另一目的是上述新型电荷传输材料的制备方法。本专利技术的再一目的是提供所述新型电荷传输材料的应用。本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：一种乙烯基共轭三芳胺类电荷传输材料，其化学结构式如式(I)所示：式(I)中：Ar1为：Ar2为：优选地，式(I)中，Ar1和Ar2有三种方式取代，分别如下：三种取代方式所得乙烯基共轭三芳胺类电荷传输材料分别为BBT-OMe、BBS-OMe和BSS-OMe，结构式如下所示：另外，上述三种乙烯基共轭三芳胺类电荷传输材料的制备方法，包括如下步骤：(1)BBT-OMe的合成步骤如下：S1.对溴溴苄与亚磷酸三乙酯的加热反应，得到无色油状物；S2.步骤S1所得无色油状物与4,4’-二溴二苯甲酮、叔丁醇钾和四氢呋喃加热反应，得到白色固体；S3.步骤S2中所得白色固体与4,4'-二甲氧基二苯胺、三(二亚苄基丙酮)二钯、叔丁醇钠、三叔丁基磷和甲苯加热反应，得到新型电荷传输材料BBT-OMe；(2)BBS-OMe的合成步骤如下：S1.多聚甲醛与2-溴噻吩、溴化氢和乙酸的加热反应，得到棕色油状液体；S2.步骤S1所得棕色油状液体与亚磷酸三乙酯的加热反应，得到棕色油状液体；S3.步骤S2所得棕色液体与4,4’-二溴二苯甲酮、叔丁醇钾和四氢呋喃的室温反应，得到白色固体；S4.步骤S3所得白色固体与4,4'-二甲氧基二苯胺、三(二亚苄基丙酮)二钯、叔丁醇钠、三叔丁基磷和甲苯的加热反应，得到新型电荷传输材料BBS-OMe；(3)BSS-OMe的合成步骤如下：S1.对溴溴苄与亚磷酸三乙酯加热反应，得到无色油状液体；S2.5-溴-2-羧基噻吩与草酰氯、二氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺反应，得到粗产物5-溴噻吩-2-甲酰氯，然后与三氯化铝、无水二氯甲烷和2-溴噻吩反应，得到淡黄色固体；S3.步骤S2所得淡黄色固体与步骤S1所得无色油状液体、叔丁醇钾和四氢呋喃反应，得到浅砖红色固体；S4.步骤S3所得浅砖红色固体与4,4'-二甲氧基二苯胺、三(二亚苄基丙酮)二钯、叔丁醇钠、三叔丁基磷和甲苯反应，得到新型电荷传输材料BSS-OMe。优选地，上述三种乙烯基共轭三芳胺类电荷传输材料的制备方法，包括如下步骤：(1)BBT-OMe的合成步骤如下：S1.在氩气的保护下，向对溴溴苄中滴加亚磷酸三乙酯，加热反应后，往反应溶液中加入饱和氯化铵溶液，萃取得有机层，干燥后的粗产物进行纯化分离，得到无色油状物；S2.在氩气的保护下，向S1所得无色油状物中加入4,4’-二溴二苯甲酮、叔丁醇钾和四氢呋喃，加热反应后，加入饱和氯化铵溶液，萃取得有机层，干燥后的粗产物进行纯化分离，得到白色固体；S3.在氩气的保护下，向S2中所得白色固体中加入4,4'-二甲氧基二苯胺、三(二亚苄基丙酮)二钯、叔丁醇钠、三叔丁基磷和甲苯，加热反应后，加入饱和氯化铵溶液，萃取得有机层，干燥后的粗产物进行纯化分离，得到砖红色固体，重结晶即得到新型电荷传输材料BBT-OMe；(2)BBS-OMe的合成步骤如下：S1.在氩气的保护下，向多聚甲醛中加入2-溴噻吩、溴化氢和乙酸，加热反应后，加水，萃取得有机层，干燥后的粗产物进行纯化分离，得到棕色油状液体；S2.在氩气的保护下，向S1中所得棕色油状液体中加入亚磷酸三乙酯，加热应后，加入饱和氯化铵溶液，萃取得有机层，干燥后的粗产物进行纯化分离，得到棕色油状液体；S3.在氩气的保护下，向S2所得棕色液体中加入4,4’-二溴二苯甲酮、叔丁醇钾和四氢呋喃，室温下反应后，加入饱和氯化铵溶液，萃取得有机层，干燥后的粗产物进行纯化分离，得到白色固体；S4.在氩气的保护下，向S3所得白色固体中加入4,4'-二甲氧基二苯胺、三(二亚苄基丙酮)二钯、叔丁醇钠、三叔丁基磷和甲苯，加热反应后，加入饱和氯化铵溶液，萃取得有机层，干燥后的粗产物进行纯化分离，得到砖红色固体，重结晶即得到新型电荷传输材料BBS-OMe；(3)BSS-OMe的合成步骤如下：S1.在氩气的保护下，向对溴溴苄中滴加亚磷酸三乙酯，加热反应后，往反应溶液中加入饱和氯化铵溶液，萃取得有机层，干燥后的粗产物进行纯化分离，得到无色油状液体；S2.在氩气的保护下，向5-溴-2-羧基噻吩中加入草酰氯和二氯甲烷，在冰浴条件下搅拌，滴加N,N-二甲基甲酰胺，反应后减压抽滤，得到粗产物5-溴噻吩-2-甲酰氯，然后加入三氯化铝、无水二氯甲烷和2-溴噻吩，室温下反应后，加入饱和氯化铵溶液，萃取得有机层，干燥后的粗产物进行纯化分离，得到淡黄色固体；S3.在氩气的保护下，向S2所得淡黄色固体中加入S1所得无色油状液体、叔丁醇钾和四氢呋喃，室温下反应后，加入饱和氯化铵溶液，萃取得有机层，干燥后的粗产物进行纯化分离，得到浅砖红色固体；S4.在氩气的保护下，向S3所得固体中加入4,4'-二甲氧基二苯胺、三(二亚苄基丙酮)二钯、叔丁醇钠、三叔丁基磷和甲苯，加热反应后，加入饱和氯化铵溶液，萃取得有机层，干燥后的粗产物进行纯化分离，得到砖红色固体，重结晶即得到新型电荷传输材料BSS-OMe。另外，更具体地，作为一种优选的可实施方案，上述三种乙烯基共轭三芳胺类电荷传输材料的制备方法，包括如下步骤：(1)BBT-OMe的合成步骤如下：S1.在氩气的保护下，向对溴溴苄中滴加亚磷酸三乙酯，加热反应后冷却至室温，往反应溶液中加入饱和氯化铵溶液，加入乙酸乙酯萃取得到有机层，用无水硫酸镁干燥有机层，粗产物经硅胶柱色谱纯化分离，得到无色油状物；S2.在氩气的保护下，向S1所得无色油状物中加入4,4’-二溴二苯甲酮、叔丁醇钾和重蒸四氢呋喃，加热反应后冷却至室温，加入饱和氯化铵溶液，用乙酸乙酯萃取得到有机层，用无水硫酸镁干燥有机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种乙烯基共轭三芳胺类电荷传输材料，其特征在于，结构式如式(I)：

【技术特征摘要】
1.一种乙烯基共轭三芳胺类电荷传输材料，其特征在于，结构式如式(I)：式(1)中：Ar1为：Ar2为：2.根据权利要求1所述的乙烯基共轭三芳胺类电荷传输材料，其特征在于，式(I)中，Ar1和Ar2有以下三种取代方式：三种取代方式所得乙烯基共轭三芳胺类电荷传输材料分别为BBT-OMe、BBS-OMe和BSS-OMe。3.权利要求2所述乙烯基共轭三芳胺类电荷传输材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)BBT-OMe的合成步骤如下：S1.对溴溴苄与亚磷酸三乙酯的加热反应，得到无色油状物；S2.步骤S1所得无色油状物与4,4’-二溴二苯甲酮、叔丁醇钾和四氢呋喃加热反应，得到白色固体；S3.步骤S2中所得白色固体与4,4'-二甲氧基二苯胺、三(二亚苄基丙酮)二钯、叔丁醇钠、三叔丁基磷和甲苯加热反应，得到新型电荷传输材料BBT-OMe；(2)BBS-OMe的合成步骤如下：S1.多聚甲醛与2-溴噻吩、溴化氢和乙酸的加热反应，得棕色油状液体；S2.步骤S1所得棕色油状液体与亚磷酸三乙酯的加热反应，得棕色油状液体；S3.步骤S2所得棕色液体与4,4’-二溴二苯甲酮、叔丁醇钾和四氢呋喃的室温反应，得到白色固体；S4.步骤S3所得白色固体与4,4'-二甲氧基二苯胺、三(二亚苄基丙酮)二钯、叔丁醇钠、三叔丁基磷和甲苯的加热反应，得到新型电荷传输材料BBS-OMe；(3)BSS-OMe的合成步骤如下：S1.对溴溴苄与亚磷酸三乙酯加热反应，得到无色油状液体；S2.5-溴-2-羧基噻吩与草酰氯、二氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺反应，得到粗产物5-溴噻吩-2-甲酰氯，然后与三氯化铝、无水二氯甲烷和2-溴噻吩反应，得到淡黄色固体；S3.步骤S2所得淡黄色固体与步骤S1所得无色油状液体、叔丁醇钾和四氢呋喃反应，得到浅砖红色固体；S4.步骤S3所得浅砖红色固体与4,4'-二甲氧基二苯胺、三(二亚苄基丙酮)二钯、叔丁醇钠、三叔丁基磷和甲苯反应，得到新型电荷传输材料BSS-OMe。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)BBT-OMe的合成步骤如下：S1.在氩气的保护下，向对溴溴苄中滴加亚磷酸三乙酯，加热反应后，往反应溶液中加入饱和氯化铵溶液，萃取得有机层，干燥后的粗产物进行纯化分离，得到无色油状物；S2.在氩气的保护下，向S1所得无色油状物中加入4,4’-二溴二苯甲酮、叔丁醇钾和四氢呋喃，加热反应后，加入饱和氯化铵溶液，萃取得有机层，干燥后的粗产物进行纯化分离，得到白色固体；S3.在氩气的保护下，向S2中所得白色固体中加入4,4'-二甲氧基二苯胺、三(二亚苄基丙酮)二钯、叔丁醇钠、三叔丁基磷和甲苯，加热反应后，加入饱和氯化铵溶液，萃取得有机层，干燥后的粗产物进行纯化分离，得到砖红色固体，重结晶即得到新型电荷传输材料BBT-OMe；(2)BBS-OMe的合成步骤如下：S1.在氩气的保护下，向多聚甲醛中加入2-溴噻吩、溴化氢和乙酸，加热反应后，加水，萃取得有机层，干燥后的粗产物进行纯化分离，得到棕色油状液体；S2.在氩气的保护下，向S1中所得棕色油状液体中加入亚磷酸三乙酯，加热反应后，加入饱和氯化铵溶液，萃取得有机层，干燥后的粗产物进行纯化分离，得到棕色油状液体；S3....

【专利技术属性】
技术研发人员：邵光，马爽，吴晓焜，陈剑，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东,44