一种多受体结构小分子化合物、制备方法及用图【
技术领域：
】[0001]本发明属于有机光电材料领域，涉及一种多受体结构小分子化合物、制备方法及用途，具体涉及一种含5,6-二氟苯并[c][1，2,5]噻二唑的多受体共辄结构的有机小分子、制备方法及其在有机光伏
技术领域：
中的应用。【
背景技术：
】[0002]有机太阳能电池因其制备工艺简单、成本低、质量轻、可制备成柔性器件等优点而受到广泛关注（（a)DevelopmentofNovelConjugatedDonorPolymersforHigh-EfficiencyBulk-HeterojunctionPhotovoltaicDevices.JunwuChen^andYongCao*，AccoutsofChemicalResearch，2009,42，1709-1718.(b)MolecularDesignofPhotovoltaicMaterialsforPolymerSolarCells:TowardSuitableElectronicEnergyLevelsandBroadAbsorption.YongfangLi*，AccoutsofChemicalResearch，2012,45,723-733.)。有机光伏材料的研究中，小分子材料因其化学结构明确、纯度高、结晶性好的优势得到了广泛研究。其中，给体一受体共轭型小分子带隙较窄，吸收光谱宽，太阳能器件的能量转换效率最高可达10%((c)ASeriesofSimpleOligomer-likeSmallMoleculesBasedonOligothiophenesforSolution-ProcessedSolarCellswithHighEfficiency.BinKan,MiaomiaoLi，QianZhang,FengLiu,XiangjianWan,YunchuangWang,WangNi,GuankuiLong,XuanYang,HuanranFeng,YiZuo,MingtaoZhang,FeiHuang,YongCao,ThomasP.Russell,andYongshengChen氺·JournaloftheAmericanChemicalSociety，2015,137,3886-3893.)，显示了很好的应用前景。[0003]到目前为止，研究较多且效率高（>8%)的小分子光伏材料都采用含有2个受体单元的给体一受体共辄结构（(d)HighPerformancePhotovoltaicApplicationsUsingSolution-ProcessedSmallMolecules.YongshengChen*，XiangjianWan，andGuankuiLong.AccoutsofChemicalResearch，2013,46,2645-2655.(e)RationalDesignofSmallMolecularDonorforSolution-ProcessedOrganicPhotovoltaicswith8.1%EfficiencyandHighFillFactorviaMultipleFluorineSubstituentsandThiopheneBridge.Jin-LiangWang，*Qing-RuYin，Jing-ShengMiao,Zhuoffu,Zheng-FengChang,YueCao,Ru_BoZhang，*Jie_YuWang,^Hong-BinWu，*andYongCao.AdvancedFunctionalMaterials，2015,25,3514-3523·)，含有多个（大于等于3个）受体单元的给体一受体共辄结构的小分子研究较少，且性能较低。多受体型结构的小分子由于分子内电荷转移作用的增强，分子共辄程度更高、平面性更好，有很好的有机光伏应用潜力。[0004]5,6-二氟苯并[C][1，2,5]噻二唑作为一种优良的受体单元在聚合物光伏材料中被广泛使用。然而，其在小分子光伏材料中的应用却鲜有报道。本发明将该5,6-二氟苯并[c][1，2,5]噻二唑引入到多受体结构的小分子中，制备了高性能的小分子光伏材料。[0005]本领域需要开发一种基于5,6-二氟苯并[c][1，2,5]噻二唑的多受体结构小分子化合物，所述化合物在光伏材料中具有良好的应用效果。【
发明内容】[0006]针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种多受体结构小分子化合物，所述化合物具有式（I)或式（II)的结构：[0008]式⑴和式（II)中，A为含有羰基、氰基、酯基、酰胺基的吸电子基团；[0009]所述D和D'均各自独立地选自含有噻吩的芳香基团中的任意1种。[0010]在本发明提供的多受体结构小分子化合物中，A为通过碳碳双键与D发生共辄，与D的含有噻吩的芳香基团发生较强的电荷转移作用，同时含有氮和氟原子与噻吩环的硫原子具有弱相互作用力，能很好的提高分子的平面构型，获得较高的光电转化效率。[0011]作为优选式（I)和式（II)中，A选自如下结构中的任意1种：中的任意1种；其中，R选自Ci~C3。的直链烷基或者支链烷基；[0013]所述D和D'均各自独立地选自含有噻吩、连噻吩、苯并噻吩或苯并二噻吩中的任意1种的芳香基团，优选'中的任意1种；其中，Ri、R2、R3、&均独立地选自氢原子、或Ci~C3。的直链烷基或者支链烷基。[0014]作为进一步优选，所述A为[0015]作为进一步优选，所述D为其中，&为2-丁基辛基。[0016]作为进一步优选，所述D'为其中，&为2_丁基辛基。[0017]特别优选地，所述多受体结构小分子化合物具有如下结构：[0018][0019]本发明目的之二是提供一种如目的之一所述的多受体结构小分子化合物的制备方法，所述的多受体结构小分子化合物具有式（I)的结构，所述方法包括如下步骤：[0020](1)使具有H-D-H结构的化合物与正丁基锂和三甲基氯化锡反应，得到H-D-SnMe3；[0021](2)以Pd(PPh3)4为催化剂，以甲苯为溶剂，将H-D-SnMe3与4,7-二溴-5,6-二氟苯并[c][1，2,5]噻二唑加热回流，反应得到[0022](3)将3P0C13和DMF(N，N-二甲基甲酰胺）反应得到[0023](4)催化剂作用下，将与A-Η在有机溶剂中，与室温或者加热回流反应得到式（I)所示的化合物；[0024]其中，D和A具有在目的之一中指出的定义。[0025]本发明目的之三是提供一种如目的之一所述的多受体结构小分子化合物的制备方法，所述的多受体结构小分子化合物具有式（II)的结构，所述方法包括如下步骤：[0026](a)使具有H-D-H结构的化合物与正丁基锂和三甲基氯化锡反应，得到H-D-SnMe3；[0027](b)以Pd(PPh3)2(：12为催化剂，以四氢呋喃为溶剂，将H-D-SnMe3与4,7-二溴-5,6-二氟苯并[c][1，2,5]噻二唑加热回流，反应得到[0028](c)将与P0C13和DMF(N，N-二甲基甲酰胺）反应得到[0029]⑷将与Me3Sn_D'-SnMe3反应得到[0030](f)催化剂作用下，将与A-Η加热回流反应得到式（II)所示的化合物；[0031]其中，D和A具有在目的之一中指出的定义。[0032]优选地，步骤（1)或步骤（a)所述具有H-D-H结构的化合物与正丁基锂的投料摩尔比为1:1~1:1.05,例如1:L01、1:L02、1:L03、1:L04等，优选1:L02;所述正丁基锂和三甲基氯化锡的投料摩尔比优选为1:1~1:1.2，例如1:1.01、1:1.05、1:1.07、1:1.14、1:1.15、1:1.17、1:1.18、1:1.19等，进一步优选1:1.1。[0033]{娜也，步骤⑴或步骤（a)臟碰的黯为-80~·60Γ，例如-75Γ、-72Γ、_7(TC、~65°C、~63°C、~61°(：等，__78°C;反S时间_1~4小时，_3小时。[0034]优选地，步骤（2)所述4,7-二溴-5,6-二氟苯并[c][1，2,5]噻二唑的投料摩尔比为4:1~2:1，例如4:1、3·8:1、3·5:1、3·3:1、3:1、2·8:1、2·5:1、2·3:1等，优选3:1。[0035]优选地，步骤（b)所述H-D-SnMe^^4,7-二溴-5,6-二氟苯并[c][1，2,5]噻二唑的投料摩尔比为1:1~1:2,例如1:1.01、1:1·05、1:1·07、1:1·14、1:1·15、1:1·17、1:1·18、1:1.19等，优选1:1.2。[0036]优选地，步骤（2)所述Pd(PPh3)4与H-D-SnMe3的投料摩尔比为0.01:1~0.1:1，例如0·01:1、0·02:1、0·03:1、0·04:1、0·05:1、0·06:1、0·07:1、0·08:1、0·09:1等，优选0.03:1〇[0037]优选地，步骤（b)所述Pd(PPh3)不12与H-D-SnMe3的投料摩尔比为0·01:1~0·1:1，例如0·01:1、0·02:1、0·03:1、0·0当前第1页1 2 3 4