一种酞菁类D-π-A型不对称盘状染料及其制备方法技术

本发明专利技术专利提供一种酞菁类D‑π‑A型不对称盘状染料及其制备方法，属于有机光电材料合成领域。通过Sonogashira偶联反应在酞菁类盘状分子中接入含不同烷基或烷氧基类、双烷基胺类给体，以及苯甲酸或类氰基丙烯酸类受体，形成D‑π‑A型不对称盘状染料，从而使酞菁化合物具有好的溶解性和较高的光电转换效率；同时，以紫外光、激光及微波为合成反应的能量来源，可以极大地加快反应速率、缩短反应时间，这也为其他类型有机物的高效控制合成提供了经验和技术支持。

【技术实现步骤摘要】
一种酞菁类D-π-A型不对称盘状染料及其制备方法
：本专利技术专利属于有机光电材料合成领域，具体涉及一种酞菁类D-π-A型不对称盘状染料及其制备方法。【技术背景】：世界经济的快速发展普遍得益于化石能源的广泛使用，可以说这种经济是建筑在化石能源基础之上的经济。然而，有数据表明这种经济的资源载体将在21世纪上半叶迅速地接近枯竭，因此很多学者纷纷致力于能源/燃料替代用品的研究，目前主要的替代能源有：燃料电池、甲醇、生物能、太阳能、潮汐能和风能等新能源，其中太阳能因资源储量巨大、易获取、环保无害等优势而广受关注，对太阳能电池的研究更是成为众多能源电池研究中的热点和重点。目前，染料敏化太阳能电池是有机太阳能电池研究领域中转化率相对较高的一类电池材料。这类电池的突出优点是转化率高、制备成本低及工艺简单，特别是通过众多科学家近二十年的研究与优化，使染料敏化太阳能电池的转化效率超过了13％，成为传统硅基太阳能电池的有力竞争者。酞菁类有机物属于有机功能染料领域，其是具有18个π电子的平面共轭芳香体系的对称配合物。作为一类新型的有机光电导材料，酞菁材料具有高的化学本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.本专利技术专利提供一种酞菁类D-π-A型不对称盘状染料及其制备方法，其中酞菁类D-π-A型不对称盘状染料化合物的结构如下：/n

【技术特征摘要】
1.本发明专利提供一种酞菁类D-π-A型不对称盘状染料及其制备方法，其中酞菁类D-π-A型不对称盘状染料化合物的结构如下：



其中，R1为烷基类、烷氧基类、双烷基胺类中的任意一类，结构通式如下：
R1＝-CnH2n+1
-O-CnH2n+1



其中n为4～20的整数；
其中，R2为苯甲酸类、氰基丙烯酸类中的任意一类，结构通式如下：



其中，M为Cu、Co、Ni、Zn、Mg、Fe中的任意一种；
一种酞菁类D-π-A型不对称盘状染料及其制备方法，通过如下步骤实现：
A、邻苯二乙氰的修饰
将1～30mmol的1，2-二溴-4，5-二取代苯溶于10～150mL的N，N-二甲基甲酰胺DMF中，置于100～500mL烧瓶内，再加入3～50mmol的氰化亚铜CuCN，然后放在磁力搅拌器上100～2000r/min搅拌5～10min，将烧瓶转入带紫外和Nd：YAG固体脉冲激光的常压带回流的微波反应器中，只开启微波辐照，微波频率2450MHz、微波功率300～2100W，辐照时间1～10h，体系温度100～200℃，微波辐照过程中开启回流冷凝装置，微波反应器内超过既定温度时，会关闭微波发生器降温，低于既定温度时，会打开微波发生器升温；反应结束后，使反应液冷却至室温，在100～2000r/min搅拌速率下向反应液中加入20％～25％的浓氨水500mL，再以0.1～3L/min速率向体系中持续鼓入空气24h，最后将产物用50～200mL石油醚萃取，再加入1～20g无水硫酸钠Na2SO4，玻璃棒搅拌10min，使硫酸钠充分吸收产物中的水分，然后过滤除去固体，将液体在-0.09MPa，温度为30～120℃，以80～100r/min的转速下旋蒸10～100min除去溶剂；另取萃取后的残余液过柱子展开剂为体积比3∶1的石油醚和二氯甲烷混合物，在-0.09MPa，温度为30～120℃，以80～100r/min的转速旋蒸10～100min，在室温下静置1～24h；
B、酞菁的合成
取3～15mmol的步骤A中的产物和0.1～5.0mmol的4-碘邻苯二甲腈加入到含有1～20mmol的M源和10～50mmol甲醇锂的10～200mL异戊醇溶液中，将混合物样品转移至30～300mL反应釜的聚四氟乙烯内衬中，密封，随后将反应釜转移至微波水热合成仪内，设置合成仪条件为加热温度100～200℃，微波频率2450MHz，微波功率300～2100W，反应时间1～10h，合成过程中反应釜内以100～2000r/min速率进行搅拌；反应结束后，将溶液冷却至室温，在-0.09MPa、80℃条件下蒸馏30min，进行产物浓缩；将浓缩后的产物用50mL乙醇洗涤3次，在40～80℃下干燥0.5～3h，然后将干燥后的产物溶解在20mL质量分数98％的浓硫酸中，再倒入50～150mL冰水混合物中，机械搅拌5min后过滤，将固相物用去离子水洗涤至pH为6～7，在-0.09MPa、60℃条件下减压蒸馏30min除去溶剂，过柱子展开剂为正己烷和乙酸乙酯1∶1的混合溶剂，得到产物；
C、Sonogashira偶联反应
将B中得到的产物溶于20～100mL体积比为1∶1～3∶1的四氢呋喃和二异丙胺混合溶液中，将含有混合物的容积50～300mL为的烧瓶转移至带紫外和Nd:YAG固体脉冲激光的常压带回流的微波反应器中，先以流速0.1～3L/min通氩气30min除氧，然后加入0.10～10mmol的端炔基三甲基硅TMSA，开启微波加热功能，其中微波频率2450MHz、微波功率300～1000W，使反应体系升温至80～120℃，微波反应中开启回流冷凝装置，冷凝管口用胶塞塞住，微波反应器内超过既定温度时，会关闭微波发生器降温，低于既定温度时，会打开微波发生器升温；然后加入0.01～1.00mmol的三苯基磷二氯化钯Pd(PPh3)2Cl2和0.01～1.00mmol碘化亚铜CuI，氩气保护下开启紫外、激光及微波能量，其中激光参数...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪希杭，王冬，王慧东，
申请(专利权)人：南京优写智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32