一種多受體結構小分子化合物、制備方法及用圖【
技術領域：
】[0001]本發明屬于有機光電材料領域，涉及一種多受體結構小分子化合物、制備方法及用途，具體涉及一種含5,6-二氟苯并[c][1，2,5]噻二唑的多受體共輒結構的有機小分子、制備方法及其在有機光伏
技術領域：
中的應用。【
背景技術：
】[0002]有機太陽能電池因其制備工藝簡單、成本低、質量輕、可制備成柔性器件等優點而受到廣泛關注（（a)DevelopmentofNovelConjugatedDonorPolymersforHigh-EfficiencyBulk-HeterojunctionPhotovoltaicDevices.JunwuChen^andYongCao*，AccoutsofChemicalResearch，2009,42，1709-1718.(b)MolecularDesignofPhotovoltaicMaterialsforPolymerSolarCells:TowardSuitableElectronicEnergyLevelsandBroadAbsorption.YongfangLi*，AccoutsofChemicalResearch，2012,45,723-733.)。有機光伏材料的研究中，小分子材料因其化學結構明確、純度高、結晶性好的優勢得到了廣泛研究。其中，給體一受體共軛型小分子帶隙較窄，吸收光譜寬，太陽能器件的能量轉換效率最高可達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.)，顯示了很好的應用前景。[0003]到目前為止，研究較多且效率高（>8%)的小分子光伏材料都采用含有2個受體單元的給體一受體共輒結構（(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·)，含有多個（大于等于3個）受體單元的給體一受體共輒結構的小分子研究較少，且性能較低。多受體型結構的小分子由于分子內電荷轉移作用的增強，分子共輒程度更高、平面性更好，有很好的有機光伏應用潛力。[0004]5,6-二氟苯并[C][1，2,5]噻二唑作為一種優良的受體單元在聚合物光伏材料中被廣泛使用。然而，其在小分子光伏材料中的應用卻鮮有報道。本發明將該5,6-二氟苯并[c][1，2,5]噻二唑引入到多受體結構的小分子中，制備了高性能的小分子光伏材料。[0005]本領域需要開發一種基于5,6-二氟苯并[c][1，2,5]噻二唑的多受體結構小分子化合物，所述化合物在光伏材料中具有良好的應用效果。【
發明內容】[0006]針對現有技術的不足，本發明的目的之一在于提供一種多受體結構小分子化合物，所述化合物具有式（I)或式（II)的結構：[0008]式⑴和式（II)中，A為含有羰基、氰基、酯基、酰胺基的吸電子基團；[0009]所述D和D'均各自獨立地選自含有噻吩的芳香基團中的任意1種。[0010]在本發明提供的多受體結構小分子化合物中，A為通過碳碳雙鍵與D發生共輒，與D的含有噻吩的芳香基團發生較強的電荷轉移作用，同時含有氮和氟原子與噻吩環的硫原子具有弱相互作用力，能很好的提高分子的平面構型，獲得較高的光電轉化效率。[0011]作為優選式（I)和式（II)中，A選自如下結構中的任意1種：中的任意1種；其中，R選自Ci~C3。的直鏈烷基或者支鏈烷基；[0013]所述D和D'均各自獨立地選自含有噻吩、連噻吩、苯并噻吩或苯并二噻吩中的任意1種的芳香基團，優選'中的任意1種；其中，Ri、R2、R3、&均獨立地選自氫原子、或Ci~C3。的直鏈烷基或者支鏈烷基。[0014]作為進一步優選，所述A為[0015]作為進一步優選，所述D為其中，&為2-丁基辛基。[0016]作為進一步優選，所述D'為其中，&為2_丁基辛基。[0017]特別優選地，所述多受體結構小分子化合物具有如下結構：[0018][0019]本發明目的之二是提供一種如目的之一所述的多受體結構小分子化合物的制備方法，所述的多受體結構小分子化合物具有式（I)的結構，所述方法包括如下步驟：[0020](1)使具有H-D-H結構的化合物與正丁基鋰和三甲基氯化錫反應，得到H-D-SnMe3；[0021](2)以Pd(PPh3)4為催化劑，以甲苯為溶劑，將H-D-SnMe3與4,7-二溴-5,6-二氟苯并[c][1，2,5]噻二唑加熱回流，反應得到[0022](3)將3P0C13和DMF(N，N-二甲基甲酰胺）反應得到[0023](4)催化劑作用下，將與A-Η在有機溶劑中，與室溫或者加熱回流反應得到式（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義。[0025]本發明目的之三是提供一種如目的之一所述的多受體結構小分子化合物的制備方法，所述的多受體結構小分子化合物具有式（II)的結構，所述方法包括如下步驟：[0026](a)使具有H-D-H結構的化合物與正丁基鋰和三甲基氯化錫反應，得到H-D-SnMe3；[0027](b)以Pd(PPh3)2(：12為催化劑，以四氫呋喃為溶劑，將H-D-SnMe3與4,7-二溴-5,6-二氟苯并[c][1，2,5]噻二唑加熱回流，反應得到[0028](c)將與P0C13和DMF(N，N-二甲基甲酰胺）反應得到[0029]⑷將與Me3Sn_D'-SnMe3反應得到[0030](f)催化劑作用下，將與A-Η加熱回流反應得到式（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義。[0032]優選地，步驟（1)或步驟（a)所述具有H-D-H結構的化合物與正丁基鋰的投料摩爾比為1:1~1:1.05,例如1:L01、1:L02、1:L03、1:L04等，優選1:L02;所述正丁基鋰和三甲基氯化錫的投料摩爾比優選為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，進一步優選1:1.1。[0033]{娜也，步驟⑴或步驟（a)臟碰的黯為-80~·60Γ，例如-75Γ、-72Γ、_7(TC、~65°C、~63°C、~61°(：等，__78°C;反S時間_1~4小時，_3小時。[0034]優選地，步驟（2)所述4,7-二溴-5,6-二氟苯并[c][1，2,5]噻二唑的投料摩爾比為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，優選3:1。[0035]優選地，步驟（b)所述H-D-SnMe^^4,7-二溴-5,6-二氟苯并[c][1，2,5]噻二唑的投料摩爾比為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，優選1:1.2。[0036]優選地，步驟（2)所述Pd(PPh3)4與H-D-SnMe3的投料摩爾比為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，優選0.03:1〇[0037]優選地，步驟（b)所述Pd(PPh3)不12與H-D-SnMe3的投料摩爾比為0·01:1~0·1:1，例如0·01:1、0·02:1、0·03:1、0·0當前第1頁1 2 3 4