一种吩噻嗪类染料敏化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种吩噻嗪类染料敏化剂及其制备方法。在DMF的1,2-二氯乙烷溶液中加入POCl3搅拌反应，加入原料7,14-二烷基-苯并[1,4]噻嗪并[2,3-b]吩噻嗪的1,2-二氯乙烷溶液，升温回流反应，得到中间产物1；向中间体1的二氯甲烷溶液中加入NBS搅拌反应，得到中间产物2；将中间体2、Pd(PPh3)4和4-己氧基苯硼酸加入THF溶液中，加入饱和K2CO3溶液并通Ar除氧，回流反应得到中间产物3；取中间体3、醋酸铵和氰基乙酸溶于乙酸中，搅拌回流反应，得到目标产物。相较于其他吩噻嗪类染料分子，该染料分子引入了烷基链，改善了染料小分子的溶解性，并且共轭π桥为吩噻嗪的二聚体，具有更大的共轭体系。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于有机小分子合成领域，设及一种吩嚷嗦类染料敏化剂及其制备方法。
技术介绍
随着能源问题逐渐变得尖锐，人们迫切地希望将太阳能运一清洁丰富的能源依托 于太阳能电池转化为电能，用于我们生活、工作、娱乐等等各方面，因此太阳能电池的研究 是解决人类当前能源危机必不可少的工作。相较于其他种类的太阳能电池，染料敏化太阳 能电池值SSC)在具有一定光电转换效率的前提下，具有低成本原料丰富制备工艺简单等 优点，具有非常广阔的商业应用前景。染料敏化剂是DSSC中的重要组成部分。吩嚷嗦含有 富电子的硫原子和氧原子，是著名的强给电子组分，它具有良好的空穴传输性能、较低的电 离势、刚性结构和大的n共辆体系，因此含吩嚷嗦的有机敏化剂备受科研工作者的关注。
技术实现思路
本专利技术提供了 一种吩嚷嗦类染料敏化剂及其制备方法。 一种基于苯并嚷嗦并巧，3-b]吩嚷嗦的有机染料敏化剂，具有W下结构 式： 阳0化] 其中R代表氨原子或烷基。 上述有机染料敏化剂的制备方法，包括W下步骤： 阳00引 1)保护氛围下，在DMF的1，2-二氯乙烧溶液中加入POCls揽拌反应，加入原料 7, 14-二烷基-苯并嚷嗦并巧，3-b]吩嚷嗦的1，2-二氯乙烧溶液，升溫回流反应，水 洗除去DMF和POCI3,萃取有机相旋干后进行柱层析分离，得到中间产物1 ; 。保护氛围下，向中间体1的二氯甲烧溶液中加入NBS，揽拌反应，然后用水/二 氯甲烧体系萃取反应液，有机相旋干后柱层析分离，得到中间产物2 ; 扣将中间体2、Pd肿113)4和4-己氧基苯棚酸加入THF溶液中，加入饱和K2CO3溶 液并通Ar除氧，回流反应，然后用水/二氯甲烧体系萃取反应液，有机相旋干后进行柱层析 分离，得到中间产物3; 4)保护氛围下，取中间体3、醋酸锭和氯基乙酸溶于乙酸中，揽拌回流反应，将反 应液倒入冷水中，W二氯甲烧萃取，有机相旋干后进行柱层析分离，得到目标产物。 按上述方案，所述7, 14-二烷基-苯并嚷嗦并巧，3-b]吩嚷嗦为7, 14-二 己基-苯并嚷嗦并巧，3-b]吩嚷嗦、7, 14-二辛基-苯并嚷嗦并巧，3-b]吩嚷 嗦或7, 14-双十二基-苯并嚷嗦并巧，3-b]吩嚷嗦。 阳01引按上述方案，步骤1)中所述的DMF与POCls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 : (1~。；DMF与POCl进 25~35°C揽拌反应1~化；升溫回流反应溫度为80~110°C，时间为12~2地。 按上述方案，步骤2)中所述的中间体1和NBS的摩尔比为1 : (2~4);反应溫度 为15~35°C，时间为8~2地。 按上述方案，步骤3)中所述的中间体2和4-己氧基苯棚酸的摩尔比为1 : (1~ 。；回流反应溫度为70~110°C，反应时间为6~1她。 按上述方案，步骤4)中所述的中间体3和氯基乙酸的摩尔比为1:(1~2);回流 反应溫度为90~120°C，反应时间为6~1她。 按上述方案，所述的柱层析所用洗脱剂为二氯甲烧/正己烧（v/v= 1/30~ 1/10)O 本专利技术设计并合成的新型吩嚷嗦类有机染料分子为D- 31 -A型，电子供体是己氧 基苯，JT桥和电子供体均为苯并嚷嗦并巧，3-b]吩嚷嗦，电子受体为氯基丙締酸，错 定基团为簇基。 相对于现有技术，本专利技术有益效果如下： 相较于其他吩嚷嗦类染料分子，该染料分子引入了烷基链，改善了染料小分子的 溶解性，并且共辆n桥为吩嚷嗦的二聚体，具有更大的共辆体系。 吸收与太阳光谱的高通量可见光区十分匹配、溶解性好、制备简单、安全无毒等优 点。目前具有该种结构的染料小分子还未见报道。 此外，该小分子带线性结构，有利于形成紧凑的敏化层，其蝴蝶构型能有效抑制染 料分子的聚集。【附图说明】 图1 :实施例1-3产物在Ti〇2薄膜中的紫外可见光吸收光谱图。【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，但不做对保护范围的限制。 阳〇2引实施例1 本实施例的一种基于苯并嚷嗦并巧，3-b]吩嚷嗦的有机染料的制备方法， 包括如下步骤： (1)中间体1~7, 14-双己基-苯并吩嚷嗦-3-醒的合成， 成保护氛围下，揽拌状态下向〇°C的DMF(1. 3eq，5. 2mmol，0.41ml)的1，2-二氯乙烧（2血） 溶液中逐滴加入P〇Cl3(l. 3eq，5. 2mmol，0.49血），加毕，(TC揽拌半个小时后，恢复至室溫揽 拌。化后，恢复至〇°C，向反应体系加入7, 14-二己基-苯并嚷嗦并巧，3-b]吩嚷嗦 (4mmo。的1，2-二氯乙烧溶液巧OmL)，加完后，反应体系升溫至90。回流反应15h后，将 反应液倒入冰水中，加入少量醋酸锭促进水解，随后W二氯甲烧萃取，合并的有机相W无水 M拆〇4干燥过夜，过滤，有机相旋干后，所得黄色固体粗样W二氯甲烧/正己烧（v/v= 1/1) 为洗脱剂进行柱层析分离，得到黄色粉末7, 14-双己基-苯并嚷嗦并巧，3-b]吩嚷 嗦-3-醒I. 31g，产率为63. 4%。 阳O測 似中间体2~10-漠-7, 14-双己基-苯并嚷嗦并巧，3-b]吩嚷嗦-3-醒 的合成，将中间体l(4mm〇U溶于干燥的二氯甲烧（50mL)中，降至0°C，r^保护氛围下，向揽 拌着的反应体系中快速加入NBS(1.Ieq, 4. 4mmol, 0. 78g)，加入后逐步升至室溫，反应12h， 用水/二氯甲烧体系萃取反应液S次，最后合并的有机相用无水MgS〇4干燥过夜，过滤，有 机相旋干后，所得黄色固体粗样W二氯甲烧/正己烧（v/v= 1/1)为洗脱剂进行柱层析分 离，得到黄色粉末10-漠-7, 14-双己基-苯并嚷嗦并巧，3-b]吩嚷嗦-3-醒1. 98邑， 产率为83. 1%。 做中间体3~10-(4-己氧基苯基）-7,14-双己基-苯并嚷嗦并巧，3-b] 吩嚷嗦-3-醒的合成，将中间体4(2mmol)和4-己氧基苯棚酸（1. 2eq，2. 4mmol，0. 54g)加入 到25ml两口烧瓶中，W成抽换气S次后，向其中加入THF溶液（IOmL)和Pd肿h3)4(8 %，0.I 6mmol，185mg)，随后再W成鼓泡15min后，加入排过氧气的饱和K2CO3溶液。加完后，升溫至 80°C回流，成范围下，揽拌12h后，降至室溫，用水/二氯甲烧体系萃取反应液两次，最后合 并的有机相用无水MgS〇4干燥过夜，过滤，有机相旋干后，所得粗样W二氯甲烧/正己烧（V/ V= 2/3)为洗脱剂进行柱层析分离，得到红色黏稠物0. 98gl〇-(4-己氧基苯基）-7, 14-双 己基-苯并嚷嗦并巧，3-b]吩嚷嗦-3-醒，产率为70. 7%。 (4)目标终产物3-(7, 14-双己基-10-(4-己氧基苯基）-7-14-二氨苯并山" 嚷嗦并巧，3-b]吩嚷嗦-3-基）-2-氯基-3-丙締酸的合成，取中间体3 (0. 2mmol)、醋酸锭 (leq, 0. 2mmol, 16mg)和氯基乙酸（1. 4eq, 0. 28mmol, 24mg)溶于20mL乙酸中，通入成保护， 开动揽拌，升溫至100°C回流，反应1化后，降至室溫，将反应液倒入冷水中，W二氯甲烧萃 取，合并的有机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于[1,4]苯并噻嗪并[2,3‑b]吩噻嗪的有机染料敏化剂，其特征在于具有以下结构式：其中R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