一种芳香胺、芳香胺-富勒烯衍生物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一类应用于太阳能电池的、具有优良加工性的芳香胺-富勒烯衍生物受体材料，以及该类芳香胺-富勒烯衍生物材料的制备方法和用途。本发明专利技术提供的一类芳香胺-富勒烯受体材料具有以下结构：柔性链长度为1-20的整数；芳香胺支链结构是通过点击反应引入强吸电子的腈基基团。本发明专利技术的突出优点在于[2+2]点击化学无需铜等重金属离子做催化剂，具有良好的环保性，是一种成本低廉、不加催化剂、产率高、产物分离简单的环保高效的绿色化学合成方法。另一方面，合成的芳香胺-富勒烯衍生物材料不仅具有易于加工的优点，而且还具有较高的光电转化效率和能级可调等优点。未来有望应用于有机太阳能电池领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于新能源、新材料领域。
技术介绍
作为电子受体的富勒烯是目前研究最热门的有机光伏材料之一，被广泛的应用于有机太阳能电池和有机场效应晶体管等电子器件中。其中，C6tl的衍生物 -苯-碳61-丁酸甲酯(PCBM)是有机太阳能电池中常用的受体材料(Yu，G.，etal. Science, 1995，270:1789-1791 )。科学工作者对PCBM修饰，得到一系列的富勒烯衍生物 (Li, Y. F.，Zou, Y. P. Adv. Mater.，2008，20，2592)，但其性能都没有超过PCBM。目前，限制富勒烯应用的主要因素为其在极性有机溶剂中溶解度较差和能隙较宽。克服上述不足的最好的方法为通过选用合适的极性基团对富勒烯进行化学修饰，从而提高富勒烯在极性溶剂中的溶解度。使用化学方法引入极性基团的方法很多，其中较好的合成方法为点击化学。点击化学是2001年诺贝尔化学奖获得者美国化学家Sharpless提出的一种快速合成大量化合物的新方法。它具有反应原料易得，产物立体选择性好，产率高，分离简单方便等优点。最为典型的点击反应是用Cu(I)催化的炔基与叠氮基团之间的Huisgenl, 3-偶极环加成反应。 由于它需要重金属离子催化，对环境造成一定危害。所以，相比之下，不需催化即可快速反应的点击化学具有更大的优势。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一类芳香胺-富勒烯衍生物材料及其制备方法和应用。用 点击化学修饰芳香胺支链结构，反应无需重金属离子催化，产率高达90%以上，产物易于分离，是一种高效、绿色环保的化学合成方法。Prato反应制备的芳香胺-富勒烯衍生物材料不仅具有优良的溶解性能，易于加工，而且其具有较好的光电性能，克服了富勒烯本身的不足。本专利技术一种芳香胺材料，其特征在于，结构如通式(I)所示权利要求1.一种芳香胺材料，其特征在于，结构如通式(I)所示2.如权利要求1所述的芳香胺-富勒烯衍生物，其特征在于所述衍生物结构如通式 (2)所示:3.根据权利要求1或2所述的芳香胺及其衍生物，其特征在于&、R2是可变的基团， 其中，R1为烯基、环己二烯基或氟化环己二烯基中的一种；R2为C1-C20的烷基、烷氧基、烷基苯、烷氧基苯、氨基苯、烷基联苯或烷氧基联苯中的一种；所述的C1-C20的烷基或烷氧基为支链或支链结构。4.一种如权利要求1和2所述芳香胺及其衍生物的制备方法，其特征在于，所述方法如下(1)点击反应制备芳香胺化合物将反应单体二苯炔衍生物溶于邻二氯苯溶剂，并置于反应容器中，加入1-1.2摩尔当量的点击试剂，氩气气氛下，30-2001反应1-10小时；停止反应后，减压蒸馏除去溶剂邻二氯苯后，采用柱层析的方法纯化，使用的淋洗液为乙酸乙酯石油醚=(1-10) lo旋蒸干燥得固体中间单体；(2)Prato反应制备芳香胺-富勒烯衍生物将富勒烯C6tl和肌氨酸置于反应容器中，用邻二氯苯溶解，加入1-2摩尔当量的(I)步骤合成的芳香胺化合物，氩气气氛下，50-2000C 回流反应8-15小时。停止反应后，减压蒸馏除去溶剂邻二氯苯后，采用柱层析的方法纯化， 使用的淋洗液为乙酸乙酯石油醚=(1-20) :1，旋蒸干燥得固体中间单体。全文摘要本专利技术涉及一类应用于太阳能电池的、具有优良加工性的芳香胺-富勒烯衍生物受体材料，以及该类芳香胺-富勒烯衍生物材料的制备方法和用途。本专利技术提供的一类芳香胺-富勒烯受体材料具有以下结构柔性链长度为1-20的整数；芳香胺支链结构是通过点击反应引入强吸电子的腈基基团。本专利技术的突出优点在于点击化学无需铜等重金属离子做催化剂，具有良好的环保性，是一种成本低廉、不加催化剂、产率高、产物分离简单的环保高效的绿色化学合成方法。另一方面，合成的芳香胺-富勒烯衍生物材料不仅具有易于加工的优点，而且还具有较高的光电转化效率和能级可调等优点。未来有望应用于有机太阳能电池领域。文档编号C07D209/56GK102993048SQ20121055340公开日2013年3月27日 申请日期2012年12月18日 优先权日2012年12月18日专利技术者王冬, 张婉姝, 李辰悦, 金赟, 高延子 申请人:北京科技大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种芳香胺材料，其特征在于，结构如通式（1）所示：其中，（1）式中，n为1?20的整数。FDA00002609218900011.jpg,FDA00002609218900012.jpg

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王冬，张婉姝，李辰悦，金赟，高延子，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：