用于電化學裝置和/或光電裝置的化合物的制作方法

本發明涉及新穎的化合物、包括該化合物的電化學裝置和/或光電裝置，涉及化合物作為敏化劑的用途，涉及使半導體表面敏化的方法，并且涉及制造電化學裝置和/或光電裝置的方法。構成本發明的基礎的現有技術和問題常規的化石燃料作為能源的用途造成熟知的環境問題，以及在介質中長期存儲的問題。為了解決即將來臨的能源危機，進行了多種嘗試。在可用的可選方案之間，與其它形式的能源相比用于光電池中的太陽能是最不受限制并且環境友好的。硅太陽能電池由于高光點轉換效率并且由于發展數十年的成熟的技術的事實而主導光伏商業。然而，硅太陽能電池遭受生產工藝的高成本、昂貴的原材料以及進一步增加電池效率的難度的劣勢。染料敏化太陽能電池(DSSC)利用光敏染料分子(敏化劑)和過渡金屬氧化物，它們分別執行吸收可見光、產生電子空穴耦合和運輸通過光吸收產生的電子的功能。DSSC具有許多優勢，諸如，高效率、低生產成本、在制造過程中低能量消耗和環境友好生產。例如，在低光條件下，DSSC執行比基于硅的技術高的效率。這些性能在光伏商業中給予這些電池高的前景。在1991年，PolytechniqueFédéraledeLausanne的MichaelGratzel教授在這些電池中發展了技術突破。從那時以來DSSC逐漸變成太陽能領域中的高度感興趣的研究課題(Nature1991，353，737)。到目前為止，具有高效率的DSSC通常利用含有貴金屬的敏化劑，例如，如在聯吡啶釕絡合物中的情況(J.Am.Chem.Soc.2005,127,16835-16847)。然而，這樣的絡合物的實踐應用被貴金屬的高價格及其有限資源限制。與聯吡啶釕絡合物相比，有機染料顯示出一些優勢，諸如，低成本、高消光系數和易于修飾結構的可能性。近期，在DSSC領域中，做出了用有機染料替換釕染料的努力(J.Am.Chem.Soc.2006,128,16701-16707)。具體地，本發明解決了提供具有低生產成本和高穩定性的新染料的目標，產生增強的太陽能至電力轉換的裝置。此外，更一般的目標是提供新的發色團和/或敏化染料芯結構，其適合于進一步修改和改進，例如，通過使用在敏化劑芯結構上的選定的受體和供體取代基。以這種方式，染料的性能可有利地被調節，例如以使被吸收和轉化成電力并且根據選擇的電解質的光子最大化。本發明的目標還有提供可與可用作配體部分的取代基結合的發色團和/或染料芯結構。這將使這樣的生色團還能夠在如以上詳細描述的基于過渡金屬的絡合物中使用。有利地，提供可被用于任何染料敏化太陽能電池類型(基于溶劑和/或離子液體的濕電池和固態電池)中的生色團，其可被用作有機敏化劑，但是其還可在多吡啶配體上被取代以被用作基于金屬的絡合物中的配位配體。發明人知道以下現有技術參考文獻，然而，這些參考文獻不涉及構成本發明的基礎的概念，但是可提供背景信息。Gerson和Metzger，1983，Helv.Chim.Acta，66，7，第200期，2031-2043；Balli和Zeller，1983，Helv.Chim.Acta，66，7，第210期，2135-2139；Org.Lett.，2005，7，第24期，5453-5456；A.Juris，V.Balzani，F.Barigelletti，S.Campagna，P.Belser，A.vonZelewsky，Coord.Chem.Rev.，1988，84，85；Tominaga，Y.Article:ScienceofSynthesis(2004)，17，1025-1079；以及JP2003327549。發明概述本發明公開了一系列新穎的敏化劑。顯著地，本發明人發現包括形成雜原子的16π-電子環體系的四個稠環的芯結構，其可用作染料敏化太陽能電池(DSSC)的染料。16π-電子環體系形成不同的芯結構，所述不同的芯結構可被用于有機染料的制備，但是還可被進一步官能化以便可用在基于過渡金屬絡合物的染料中。包括染料作為光吸收層的一部分的DSSC產生驚人地高的功率轉換效率(η)。在一個方面中，本發明提供包括取代的16π-電子環體系和/或由取代的16π-電子環體系組成的化合物，該取代的16π-電子環體系包括四個鄰近稠合的環，所述環體系包括至少一個氮雜原子。在一個方面中，本發明提供包括根據以下式(I)至(VIII)中任一個的結構的化合物：其中原子X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9在存在的情況下，全部是碳原子，或者一個原子可獨立地是氮并且其它原子是碳；如果任何一個X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9在存在的情況下，是氮，則相應的取代基(分別地，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9)不存在；Y獨立地選自O、S、Se、SiR10R11和NR10；R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9在存在的情況下，獨立地選自H和包括0至20個雜原子的C1至C40烴類，以及包括1至20個雜原子的C0至C40烴類；條件是R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9中的至少一個包括錨固基團；并且，R10和R11獨立地選自H和包括0至20個雜原子的C1至C40烴類。在另一個方面中，本發明提供了根據以下式(IX)至(XVII)中任一個的化合物：其中R1至R10中的任一個和Y在存在的情況下，是獨立地如以上所定義的，其中，在式(XV)的化合物中，Y優選是O、S、Se和NR10。在另一個方面中，本發明提供包括本發明的化合物的電化學裝置和/或光電裝置。在一個方面中，本發明提供了包括半導體表面和被吸附在所述表面上的本發明的化合物的電化學裝置和/或光電裝置。在另一個方面中，本發明提供了本發明的化合物作為敏化劑和/或敏化染料的用途。在另一個方面中，本發明提供了制造包括半導體表面的電化學裝置和/或光電裝置的方法，該方法包括使本發明的化合物吸附到所述半導體表面上的步驟。在一個方面中，本發明涉及使半導體表面敏化的方法，該方法包括將本發明的化合物施用到所述半導體表面的步驟。在一個方面中，本發明提供了如本文所公開的被取代的ullazine(U-1)和被取代的ullazine類似物(U-2至U-44)作為染料和/或敏化劑的用途，特別是作為用于染料敏化太陽能電池和其它光電化學裝置的染料和/或敏化劑的用途。本發明的另外的方面和優選的實施方式在以下本文和在所附權利要求中被界定。對于技術人員來說，本發明的另外的特征和優勢將從以下給出的優選的實施方式的描述中變得明顯。附圖簡述圖1示意性地表示根據本發明的優選實施方式的用于合成染料9的合成路線。圖2顯示了根據本發明的另外的優選的實施方式的染料10和染料11。圖3顯示了根據本發明的優選實施方式的敏化染料的示例性芯結構U-1至U-12。在圖5-1、圖5-2、圖6-1和圖6-2中，“ULA”是指這些芯結構中的任一個，或圖4中所示的那些。圖4顯示了根據本發明的優選實施方式的敏化染料的另外的示例性芯結構U-13至U-44。如本說明書中別處定義的，在這些芯結構中Y可選自O、S、Se、SiR10R11和NR10。圖5-1和圖5-2顯示了被連接到如ULA所表示的任何一個芯結構的示例性供體取代基。優選的芯結構顯示于圖3和圖4中。R的定義在詳細描述中給出。圖6-1和圖6-2顯示了被連接到如ULA所表示的任何一個芯結構的示例性受體取代基。優選的芯結構顯示于圖3和圖4中。對R、W、RA、和“錨固基團(Anch)”的定義在詳細描述中給出。圖7顯示了根據本發明的實施方式的染料敏化太陽能電池(DSSC)的入射光子至電流轉換效率(IPCE)，包含在10μm透明TiO2+4μm散射層上的化合物9(圖1)作為敏化染料。圖8顯示了在不同光照強度(9.47％、51.30％和100.33％陽光)下圖7的DSSC的電流(I)-電壓(V)特征。圖9是根據本發明的實施方式的DSSC的示意性圖示。圖10是圖9中顯示的DSSC的光吸收層3的示意性圖示。圖11顯示了由圖1的化合物9和內標二茂鐵的循環伏安法(CV光譜)獲得的光譜。指示出測試化合物和參考化合物的氧化峰和可逆氧化峰的位置和量，允許確定E(S+/S)(相對于NHE)值，如實施例中所描述的。圖12顯示由圖1顯示的化合物9獲得的UV/Vis光譜。指示出最大吸收峰(λmax)的位置和來自低能量側(λ開始)的最大吸收峰的10％吸光度高度的位置。優選實施方式的詳細描述本發明提供可用于光電裝置和/或光電子裝置的化合物。本發明的化合物包括包含至少一個氮原子的被取代的16π-電子環體系。16π-電子環體系形成被取代的芯單元或結構。根據一個實施方式，環體系包括四個稠環，特別是四個鄰近稠合的環。包括至少一個氮原子的16π-電子環體系還可在此被稱為“芯結構”、“芯體系”和“芯環體系”，例如“16π-電子芯結構”。為了本發明的目的，“鄰近稠合的環”是通過多于一個面(face)稠合的環。換句話說，鄰近稠合的環與其它環共享其環鍵(單鍵、雙鍵或三鍵)中的兩個或更多個。因此，鄰近稠合的環通常被稠合到至少兩個其它環。在16π-電子環體系中，優選全部四個環均是鄰近稠合的環。根據一個實施方式，在所述化合物中，所述四個環中的兩個(圖3中的體系中顯示的底部環和頂部環)各自具有與所述四個環中的兩個其它環中的每個共有的一個鍵和/或兩個原子，所述兩個其它環(如在圖3中的環體系中所示的側環)各自具有與所述四個環中的其它三個環中的每個共有的一個鍵和/或兩個原子。這對應于芘中發現的結構，例如，與本發明的一些實施方式的一個區別在于本發明的16π-電子環體系包括至少一個氮原子。根據本發明的示例性的且特別優選的芯結構是Ullazine，其被顯示為圖3中的化合物U-1。U-1的合成被H.Balli和M.Zeller,1983,Helv.Chim.Acta,66,7,第2135-2139頁公開。圖3和圖4中顯示的另外的芯結構是U-1的類似物，其也是根據本發明的優選的16π-電子芯結構。U-1對應于式(I)的化合物，其中X1至X5全部是碳，如式(IX)中更具體顯示的。根據該實施方式，因此全部取代基R1至R9均存在并且可被選擇，如在本說明書中別處詳細說明的。根據本發明的另外的芯結構是圖3中的結構式U-2至U-12和圖4中的U-13至U-44。本發明的化合物可基于被取代的這些芯結構中的任一個，如本說明書中指定的。在圖4中Y是如在本說明書中別處關于式(III)、(V)、(VI)、(VII)和(VIII)所定義的。具體地，Y選自O、S、Se、NR10、SiR10R11，R10和R11在本說明書中別處被定義。根據一個實施方式，R10和R11獨立地選自如對R41和R42所定義的取代基。根據一個實施方式，在根據式(III)、(V)和(VI)中的任一個的任一種化合物中，X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9中的一個或多個是氮。根據一個實施方式，所述式(I)的化合物選自式(IX)至(XI)的化合物；所述式(II)的化合物選自式(XII)至(XIV)的化合物；所述式(IV)的化合物是根據式(XV)的化合物；所述式(VII)的化合物是式(XVI)的化合物；并且所述式(VIII)的化合物是式(XVII)的化合物。根據本發明的一般實施方式，表述“選自”包括“選自由...組成的組”的意思。根據本發明，16π-電子芯結構是被取代的。在式(I)至式(VIII)的化合物中，這表示R1至R9中的至少一個存在并且與H不同。取代基優選地選自攜帶錨固基團的取代基、供體取代基、受體取代基和前述取代基的組合，特別是還選自包括錨固基團的受體取代基。取代基可獨立地包括連接體(linker)部分，如本文中所公開的。一般來說，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9中的任一個可以是選自上述取代基中的任一個。根據一個實施方式，選自R1至R9的1、2、3、4、5、6、7或8，優選地兩個或三個是供體取代基，優選地如在本說明書別處所定義的。根據一個實施方式，選自R1至R9的1、2、3、4、5、6、7或8，優選地一個或兩個是受體取代基，優選地如在本說明書別處所定義的。根據一個實施方式，本發明的化合物包括包含一個或多個供體取代基的芯結構。根據一個實施方式，本發明的化合物的取代基沒有至芯結構的取代基(任選地經由連接體)，所述取代基具有供體性質并且所述取代基的不足是缺乏任何受體基團或受體性質。根據一個實施方式，本發明的化合物包括包含一個或多個受體取代基的芯結構。根據一個實施方式，本發明的化合物包括包含一個或多個受體取代基和一個或多個供體取代基的芯結構。根據一個實施方式，本發明的化合物包括芯結構和包括錨固基團的取代基，該取代基可被直接連接到芯結構、連接體取代基或部分、供體取代基和/或受體取代基。錨固基團還可以是供體取代基和/或受體取代基的一部分。根據一個實施方式，在本發明的化合物中存在的供體取代基比受體取代基多。根據優選的實施方式，R2和R8是供體取代基，如在本說明書中別處定義的，并且R4和/或R6是受體取代基，如本文所定義的，所述受體取代基任選地包括錨固基團。如本文所定義的，連接體可被用于將所述取代基連接至芯結構。具體地，芯結構的取代基中的至少一個是包括錨固基團的取代基。錨固基團適合于將所述化合物錨固在半導體的表面上。具體地，具有芯結構的化合物優選地以任何方式被吸附或附接到所述半導體的表面上，具體地通過所述錨固基團。在本說明書的上下文中，錨固基團可被稱為“-RAnch”、“-Anch”或“Anch”。化合物通過錨固基團連接到半導體表面上可以是通過靜電相互作用和/或共價連接和/或配位共價，所述連接穩定至少10小時，優選地至少10周，更優選地至少10個月且理想地多至并且超過1-3年。根據一個實施方式，任何錨固基團(Anch)獨立地選自任何其它錨固基團，選自-COOH、-PO3H2、-PO4H2、-P(R12)O2H(次磷酸)；-SO3H2、-SO4H2、-CONHOH-、1,2-羥基苯、1-羥基-2-羧基苯、乙酰丙酮化物、前述基團的去質子化形式，所述去質子化形式的有機鹽和/或無機鹽，以及具有π-傳導特征的螯合基團。R12可以是包括從1至50個碳和0-25個雜原子的烴，所述烴通過碳原子共價結合到所述次磷酸基團的P原子。R12可以例如進一步共價連接到攜帶錨固基團Anch的取代基，連接到在本說明書中別處指定的另一種取代基，諸如供體或受體取代基，或連接到芯結構。R12可以是被取代的或未被取代的、直鏈的、支鏈的或環狀的C1-C20烷基，例如，如本說明書中別處所定義的，諸如關于連接體部分的烷基。錨固基團的實例是以下式(Anch3)的乙酰丙酮化物，其中Anch3通過共價鍵被連接到選自碳1、3或5的任一個。如技術人員所理解的，錨固基團Anch3的酮式和烯醇式互變異構形式在溶液中共存，它們因此均被本發明包括。不希望受理論束縛，不能排除的是，錨固基團的質子在被吸附到表面上時可具有某些不希望的性質。因此，發明人相信，如果提供去質子化形式的錨固基團中的一個或多個則可以是有利的。可以提供無機化合物(例如，具有1+電荷的金屬)的鹽的形式或有機陽離子的鹽的形式的單個的去質子化錨固基團。在這點上，優選的有機陽離子是四丁銨或被取代的或未被取代的咪唑鎓。錨固基團可以以許多方式提供到所述芯結構。一般來說，錨固基團可直接被連接到芯結構。在這種情況下，R1至R9中的任一個直接是錨固基團，諸如，例如，以上的-COO-、-PO3H2或Anch3，其中所述芯結構可通過單鍵被連接到Anch3的碳1、3或5中的任一個。當然，這些僅僅是用于闡述在本發明的化合物上提供一個或多個錨固基團的這種方式的任意的實例。錨固基團也可例如經由連接體或經由本說明書中公開的取代基中的任一個(例如，如在本說明書別處指定的受體取代基或供體取代基)而被間接地連接到芯結構。在這種情況下，錨固基團僅僅是包括錨固基團的取代基R1至R9的結構單元或部分。根據一個實施方式，錨固基團是進一步包括受體基團和/或形成受體取代基的取代基的一部分。錨固基團一般可以以π-傳導方式或以另一種方式連接到芯結構。在例如圖6-1中顯示的受體取代基A-7、A-8和A-9和圖2中的化合物11的情況下，錨固基團通過亞甲基基團橋接到受體取代基的剩余部分，這意味著錨固基團沒有以π-傳導方式被連接到所述受體取代基的剩余部分。在這種情況下，錨固基團以分離的、非電子傳導方式被連接到取代基且因此被連接到芯結構。因此，錨固基團的非-π-傳導連接體可具有任何結構，且因此可選自任選包括雜原子的任何烴。優選的非-π-共軛連接體是C1至C10烷基二基(alkyldiyls)、C2-C10非共軛烯基二基(alkenyldiyls)、C2-C10非共軛炔基二基(alkynyldiyls)，其中的任一個可以是直鏈的或支鏈的和/或環狀的，并且其可以是進一步被取代的。優選的烷基二基是亞甲基、1,2-亞乙基和1,2-亞丙基/1,3-亞丙基。例如，非共軛連接體可將錨固基團連接到選自芯結構、供體取代基、受體取代基中的一個或多個并且連接到π-共軛的連接體，如本說明書中別處所定義的。然而，在圖6-1和圖6-2中的取代基A-1至A-6和A-10至A-23的情況下，錨固基團以π-傳導方式被連接到取代基的剩余部分且因此也連接到芯結構。由于一些錨固基團諸如-COOH自身具有受體性質，優選地將錨固基團以π-傳導方式連接到受體取代基(或作為受體取代基的一部分)，如在本說明書別處更詳細地討論的。應注意，可存在超過一個錨固基團。如果存在兩個或更多個錨固基團，則每個錨固基團可彼此獨立地以不同的方式通過不同的取代基(R1至R9)被連接到芯結構或者直接作為所述取代基之一被連接到芯結構。總之，錨固基團可以獨立地(但不必)是通過供體取代基、受體取代基、通過任何π-傳導連接體或通過非傳導連接體與芯結構分離。錨固基團或者(如果存在幾個)多個錨固基團和本文提及的其它官能團和/或取代基諸如在本說明書中別處討論的供體取代基和受體取代基可以通過連接體獨立地被連接到芯結構。在供體和/或受體取代基的情況下，連接體優選具有π-傳導特征和/或共軛體系(也被稱為π-共軛連接體)。換句話說，連接體以π-傳導方式將特定取代基連接到所述芯結構。在錨固基團的情況下，連接體可以但不必具有π-傳導特征，如上所述。然而，優選地，錨固基團還通過具有π-傳導特征的連接體被連接到芯結構。根據優選的實施方式，錨固基團是優選存在的受體取代基中的一個或多個的一部分或者被連接到優選存在的受體取代基中的一個或多個。優選地，錨固基團直接或通過π-傳導連接體被連接到所述受體取代基。共軛體系(或具有π-傳導特征)具有重疊π-軌道、橋接中間的單鍵的區域。它們允許π-電子穿過全部鄰近的對齊的π-軌道的離域。π電子因此不屬于單鍵或原子，而屬于一組原子。具有π-傳導特征的連接體是通過共軛雙鍵和/或共軛的芳族部分的連續體系連接兩個結構單元的連接體，后者通過定義的方式含有共軛雙鍵。簡單的連接體是例如1,2-亞乙烯基(-＝-)或亞苯基，但是包括一個或多個1,2-亞乙烯基和/或亞乙炔基部分與亞芳基部分的不同芳基(包括雜芳基)的組合的更加復雜的體系也被本發明包括。應注意，這樣的連接體可包含任何種類的另外的取代基，只要這樣的另外的取代基不干擾π-傳導特征和/或只要共軛雙鍵和/或π-傳導特征的連續體系持續。通常出現在較大的表述諸如“以π-共軛方式連接(給定的取代基或官能團)至16π-電子環體系”中的表述“以π-共軛方式”，通常指官能團的相應的取代基直接附接到芯結構或通過π-共軛連接體附接到芯結構，以便通常獲得整體π-共軛連接，例如，經由π-共軛連接體獲得整體π-共軛連接。示例性的亞芳基部分是亞苯基、萘(-二基)、蒽、菲等等，包括雜亞芳基部分，其包括噻吩、呋喃、吡啶、吡嗪，等等。對連接體的大小沒有特別限制，但是優選的是，連接體具有至多不超過50個碳和0-30個雜原子，優選至多不超過40個碳和0-20個雜原子，更優選至多不超過30個碳和0-15個雜原子，最優選至多不超過20個碳和0-10個雜原子，例如2至10個碳和0至5個雜原子。當然，連接體可以不存在。根據一個實施方式，連接體部分包括以下式(20)至(38)的部分中的一個或式(20)至(38)的相同或不同部分中的兩個或更多個的組合：其中，虛線表示單鍵，其將連接體部分連接到其它結構，諸如，優選地，連接到獨立地選自芯結構的部分或取代基，連接到相同結構的另一個連接體部分，連接到不同結構的連接體部分，連接到別處指定的任何一個取代基，特別是供體取代基和受體取代基，以及連接到如本說明書中別處定義的錨固基團；其中A和B可以獨立地是相同的或不同的，并且可以選自O、S、Se、NR40、CR41R42和SiR41R42；其中所述部分(20)至(38)中的任一個上的任何可用的/可取代的H可獨立地被包括0至15個雜原子的C1至C20烴、-OH、-SH、-NH2和鹵素取代。其中R41和R42獨立地選自H，以及選自包括0至15個雜原子的C1至C20烴類，其中R41還可選自-OH、-SH和-NH2，且其中如果R41和R42不同于H、-OH、-SH和-NH2，則這兩者可彼此連接以形成環或環體系。其中R40選自H以及被取代的和未被取代的C1-C20烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基和C4-C20芳基，如以下關于R41和R42所定義的；其中所述部分(20)至(38)中的任一個上的相鄰碳原子上的兩個取代基(例如，烷基、烯基、-O-烷基等，如以下所定義的)可彼此連接以形成被稠合到相應部分的環或環體系。取代所述部分(20)至(38)和R41和R42中的一個或多個的所述包括0至15個雜原子的C1至C20烴類可優選地獨立地選自被取代的或未被取代的C1-C20烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、C4-C20芳基、-O-R50、S-R50、-NR50R51，其中任何R50和R51獨立地選自被取代的或未被取代的C1-C20烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基和C4-C20芳基，如以上所定義的，其中R51還可以是H，且其中如果R50和R51均不同于H，則它們可彼此連接以形成含N雜環；其中如果所述C1-C20烷基、C1-C20烯基、C2-C20炔基、C4-C20芳基、R50和R51中的任一個被取代，則這些取代基可以獨立地選自另外的被取代的或未被取代的C1-C15烷基、C2-C15烯基、C2-C15炔基、C4-C15芳基、-OH、-SH、-NH2、O-R52、S-R52和-NR52R53，其中R52和R53獨立地選自另外的被取代的或未被取代的C1-C15烷基、C2-C15烯基、C2-C15炔基、C4-C15芳基，其中R53還可以是H，且其中如果R52和R53均不同于H，則它們可彼此連接以形成含N雜環；其中如果所述C1-C15烷基、C2-C15烯基、C2-C15炔基、C4-C15芳基、R52和R53中的任一個仍進一步被取代，則另外的取代基(如果存在的話)可選自被取代的或未被取代的C1-C8烷基、C2-C8烯基、C2-C8炔基、C5-C8芳基、-OH、-SH和-NH2、O-R54、S-R54和-NR54R55，其中R54和R55獨立地選自C1-C8烷基、C2-C8烯基、C2-C8炔基、C5-C8芳基，其中R55也可以是H。優選地，以上段落所提及的所述被取代的或未被取代的C1-C20烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、C4-C20芳基分別是C1-C15烷基、C2-C15烯基、C2-C15炔基、C4-C15芳基，更優選地分別是C1-C8烷基、C2-C8烯基、C2-C8炔基、C4-C8芳基。優選地，以上提及的所述另外的被取代的或未被取代的C1-C15烷基、C2-C15烯基、C2-C15炔基、C4-C15芳基取代基分別是C1-C8烷基、C2-C8烯基、C2-C8炔基、C4-C8芳基，更優選地分別是C1-C5烷基、C2-C5烯基、C2-C5炔基、C4-C6芳基，并且最優選地分別是C1-C4烷基、C2-C4烯基、C2-C4炔基、C4-C6芳基。優選地，以上提及的所述C1-C8烷基、C2-C8烯基、C2-C8炔基、C4-C8芳基的另外的取代基分別是C1-C5烷基、C2-C5烯基、C2-C5炔基、C4-C6芳基，更優選地分別是C1-C4烷基、C2-C4烯基、C2-C4炔基、C4-C6芳基，并且最優選地分別是C1-C3烷基、C2-C3烯基、C2-C3炔基、C4-C6芳基。如果本說明書中的芳基是C4或C5芳基，則其是包括足夠數目的環雜原子(優選地選自O、S和N)以形成所述C4-C5芳基的雜芳基。本說明書中提到的任何烷基、烯基或炔基可獨立地選自直鏈的并且如果足夠數目的碳存在(特別是至少3個碳)，則獨立地選自支鏈的和/或環狀的烷基、烯基和炔基。例如，所述烷基、烯基或炔基可獨立地是環狀的和支鏈的。任何烯基和炔基取代基可在鏈中的任何位置(例如，向鏈的末端)包括雙鍵和/或三鍵。位于任何位置，優選取代基的附接的遠端的雙鍵和三鍵，可用于涉及雙鍵/三鍵的聚合反應，例如，由諸如釕的金屬原子催化的烯烴復分解反應。這樣，例如，染料分子可在被吸附在電化學裝置的半導體表面上時經由其烯烴/炔烴鍵來連接。這樣，半導體表面可更好地避免電荷傳輸層(電解質)中的氧化還原偶合。應注意，在所述連接體是受體取代基的一部分的情況下，所述連接體可在任何合適的位置被受體取代基取代，如本說明書中別處指定的，在-CN、-CF3、-F、-Cl、-Br、-I、-NO2、酰胺部分、-COOH、-COOR29、-C(O)R29、-C(O))H，以及來自式(XXX)至式(XXXVIII)的部分和式(XL)至式(XLIV)的取代基中被取代，如本說明書中別處定義的。這些取代基還可存在于如以上所定義的所述包括0至15個雜原子的C1至C20烴的任一部分(例如，烷基、烯基、炔基和芳基)上。在所述連接體是供體取代基的一部分的情況下，所述連接體可在任何可用的位置被供體取代基取代，如本說明書中別處指定的，具體地被式(XVIII)、(XX)、(XXI)和(XXII)的取代基取代，如本說明書中別處定義的。這些取代基還可存在于如以上所定義的所述包括0至15個雜原子的C1至C20烴的任一部分(例如，烷基、烯基、炔基和芳基)上。根據一個實施方式，所述包括0至15個雜原子的C1至C20烴類是包括1至10個雜原子的C1至C15烴。優選地，其是包括0至5個雜原子的C1至C8烴并且最優選是包括0至3個雜原子的C1至C5烴。根據優選的實施方式，本發明的化合物包括一個或多個供體取代基，一個或多個受體取代基，或一個或多個供體取代基和一個或多個受體取代基的組合。供體和/或受體取代基，優選地以π-傳導方式，任選地通過連接體被連接到所述芯結構。根據一個實施方式，所述16π-電子環體系(芯結構)包括至少一個包括供電子(供體)基團的供體取代基，使得所述供體取代基能夠將電子轉移到所述環體系。優選地，芯結構包括兩個或更多個供體取代基。根據另一個實施方式，所述16π-電子環體系(芯結構)缺乏供體取代基。應注意，芯結構例如U-1已經是富電子的。雖然一個或多個供體取代基的存在是優選的，但是被本發明包括的是如本文所定義的供體取代基在本發明的化合物中不存在。根據一個實施方式，所述16π-電子環體系(芯結構)包括至少一個包括電子接受基團的受體取代基，使得所述受體取代基能夠從所述環體系吸收電子。從根本上說，供體取代基是包括與芯結構π-共軛連接的供體基團或功能的取代基。供體基團或功能是具有電子推動特征、高電子密度區域和/或富電子基團的基團，以便基團能夠給出電子，由此變成較不富電子的，增加共軛連接體上的電子密度，和/或，最終增加芯結構上的電子密度。一般來說，包括供體基團的結構的特征在于其通常展現出共振或穩變異構(mesomerism)并且可通過離域電子被吸引，所述離域電子通常在電子被給出至共軛π連接體或芯結構時在基團上留下正電荷。因此，供體具有給出電子并且容納正電荷的趨勢，特別是當以π-共軛方式被連接到受體基團或任何其它吸電子或拉電子功能或結構時。這通過以下方案1闡明，顯示取代基形式的吡咯，供體取代基/功能的典型實例，其中左邊顯示的內消旋體是具有高電子密度的供體，并且右邊顯示的內消旋體具有離域電子，使得電子被轉移到虛線(左邊結構)，這代表對π-共軛體系或連接體的連接。方案1另一方面，受體取代基是包括與芯結構π-共軛連接的受體基團或功能的取代基。受體基團或功能是具有電子推動特征、低電子密度區域和/或貧電子基團的基團，以便基團能夠吸收電子，由此變成較不貧電子的，減小共軛連接體上的電子密度，和/或，最終減小芯結構上的電子密度。包括受體基團的結構的特征在于其通常展現出共振或穩變異構并且可通過離域電子被吸引，所述離域電子通常在從共軛π連接體或芯結構吸收電子時在基團上留下負電荷。因此受體具有吸收電子并且容納負電荷的趨勢，特別是當以π-共軛方式被連接到供體基團或任何其它吸電子或電子推動功能或結構時。這者以下方案2中闡明，顯示了吡啶取代基，受體基團/功能的典型實例，其中左邊顯示的內消旋體是具有低電子密度的受體，并且右邊顯示的內消旋體具有離域電子，使得環電子被轉移到氮原子，在經由連接體(虛線)連接到π-共軛連接體或芯結構的環碳上留下正電荷。在右邊顯示的內消旋體中，電子應該隨后被從π-共軛體系/芯結構中吸引，以便補償碳原子上的正電荷。因此，吡啶基取代基具有電子推動效應并且是電子受體。方案2作為另一個實例，-CN的內消旋體(典型的受體)顯示于以下方案3中，其以π-共軛方式被連接到亞苯基部分，所述亞苯基部分可用作連接體。方案3如在方案2中，方案3中帶正電荷的碳將由起源于受體所連接到的π-共軛體系(例如起源于芯結構)的電子補償。由以上清楚的是，許多不同的結構可滿足供體/受體功能并且本發明不希望被理解為被限制于任何特定的結構。對特定供體取代基或結構或受體取代基或結構的任何限制將是對本發明的過度限制。技術人員能夠從幾乎無數的可能性中選擇供體取代基和/或受體取代基。下面進一步地詳細說明氧化電勢E(S+/S)和激發態氧化電勢E(S+/S*)如何可被用于確定任何特定取代基(存在于芯結構上時)是供體取代基還是受體取代基，或者任何特定取代基(存在于芯結構上時)是否既不具有供體性質也不具有受體性質。為了示例性目的，以下給出關于一些通常使用的供體取代基以及受體取代基的結構限制，其也被認為是本發明的實施方式。一般來說，供體取代基是任何被取代的或未被取代的芳族環或共軛π體系，包括包含雜原子的環或環體系，以及任何直接附接到芯結構的氮、氧或硫原子，條件是其不含有如以上定義的典型的受體基團或功能，特別是不含有強的受體基團或功能。更具體地，供體取代基是任意被取代的或未被取代的芳族環，包括雜芳基，或其它類型的共軛的π體系，包括任選地選自-OR8、-SR8、-SeR8、-NR8R9的取代基，其中R8和R9獨立地選自H和包括0至20個雜原子的C1至C40烴類。應注意，R8和R9中的任一個可被連接到芳環體系或(更通常地)被連接到共軛π體系以形成被稠合到所述芳環或π體系的環。在直接雜原子取代的情況下(供體經由雜原子被連接到芯結構)，供體可選自-OR8、-SR8、-SeR8、-NR8R9，其中R8和R9獨立地如以上所定義。優選地，R8和R9特別地不包含受體基團或功能，如本說明書別處指定的。優選地，R8和R9的所述包括0至20個雜原子的C1至C40烴類是包括0至15個雜原子的C1至C30烴類，更優選地包括0至10個雜原子的C1至C20烴類，甚至更優選地包括0至5個雜原子的C1至C10烴類，并且最優選地包括0至3個雜原子的C1至C5烴類。根據優選的實施方式，R8和R9獨立地選自H和選自被取代的或未被取代的C1-C40烷基、C2-C40烯基、C2-C40炔基、C4-C40芳基、-O-R70、S-R70、-NR70R71，其中任何R70和R71獨立地選自被取代的或未被取代的C1-C40烷基、C2-C40烯基、C2-C40炔基和C4-C40芳基，如以上所定義的，且其中R51還可以是H；其中，如果所述C1-C40烷基、C2-C40烯基、C2-C40炔基、C4-C40芳基、R50和R51中的任一個是被取代的，則這些取代基可獨立地選自另外的被取代的或未被取代的C1-C20烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、C4-C20芳基、-OH、-SH、-NH2、O-R72、S-R72、-NR72R73，其中R72和R73獨立地選自另外的被取代的或未被取代的C1-C20烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、C4-C20芳基，其中R53還可以是H；其中如果所述C1-C20烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基和C4-C20芳基、R52和R53中的任一個仍進一步被取代，則另外的取代基(如果存在的話)可選自被取代的或未被取代的C1-C15烷基、C2-C15烯基、C2-C15炔基、C4-C15芳基、-OH、-SH和-NH2、O-R74、S-R74和-NR74R75，其中R74和R75獨立地選自C1-C15烷基、C2-C15烯基、C2-C15炔基、C5-C15芳基，其中R75還可以是H。優選地，在以上段落中提及的所述被取代的或未被取代的C1-C40烷基、C2-C40烯基、C2-C40炔基、C4-C40芳基分別是C1-C30烷基、C2-C30烯基、C2-C30炔基、C4-C30芳基，更優選分別是C1-C20烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、C4-C20芳基，甚至更優選分別是C1-C15烷基、C2-C15烯基、C2-C15炔基、C4-C15芳基，并且最優選分別是C1-C10烷基、C2-C10烯基、C2-C10炔基、C4-C10芳基。優選地，以上提及的所述另外的被取代的或未被取代的C1-C20烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、C4-C20芳基取代基分別是C1-C15烷基、C2-C15烯基、C2-C15炔基、C4-C15芳基，更優選地分別是C1-C10烷基、C2-C10烯基、C2-C10炔基、C4-C10芳基，并且最優選地分別是C1-C6烷基、C2-C6烯基、C2-C6炔基、C4-C6芳基。優選地，以上提及的所述C1-C15烷基、C2-C15烯基、C2-C15炔基、C4-C15芳基的另外的取代基分別是C1-C10烷基、C2-C10烯基、C2-C10炔基、C4-C10芳基，更優選分別是C1-C8烷基、C2-C8烯基、C2-C8炔基、C4-C8芳基，并且最優選分別是C1-C4烷基、C2-C4烯基、C2-C4炔基、C4-C6芳基。根據本發明的化合物和包括該化合物的裝置的實施方式，所述取代基R1至R9中的一個或多個在存在的情況下，獨立地選自以下式(XVIII)的取代基(“示例性的供體取代基”)：其中U，與n無關地，選自-≡-(亞乙炔基)以及以下式(XIX)的1,2-亞乙基部分：其中n選自0、以及1至10的整數，優選是1、2和3；其中式(XVIII)和式(XIX)中的虛線代表至16π-電子環體系的外周原子中的一個的單鍵，或者以π-共軛的方式連接所述式(XVIII)的取代基至所述環體系的連接體部分。R1選自以下式(XX)、(XXI)和(XXII)的部分：以及另外的-OR8、-SR8、-SeR8、-NR8R9，其中R8和R9獨立地選自H以及包括0至20個雜原子的C1至C40烴類，優選地如以上進一步定義的。其中式(XX)至(XXII)的結構中的虛線代表單鍵，取代基R1通過該單鍵被連接到部分U的相應的碳，或者，如果n是0，則連接到16π-電子環體系的外周原子中的一個，或連接到將所述式(XVIII)的取代基連接到所述環體系的π-傳導連接體部分。其中Z選自O、S、Se、NR8、SiR8R9；其中，R3、R4、R5、R6、R7在存在的情況下，獨立地選自H、R8、R9、-OR8、-SR8、-SeR8、-NR8R9，其中R3至R7中的任一個可以與取代基R3至R7中的另一個連接以形成分別稠合至所述式(XX)、(XXI)或(XXII)的部分的環或環體系，并且如果R3、R4、R5、R6和R7中的任一個選自-OR8、-SR8、-SeR8、-NR8R9，則所述R8和/或R9可以(如果其不是H)獨立地與R3至R7中的任何其它一個相連接以形成分別稠合至所述式(XX)、(XXI)或(XXII)的部分的環或環體系，且其中如果R3、R4、R5、R6和R7中的任一個選自-NR8R9，則所述R8和R9可彼此連接，使得R3至R7的相應取代基是分別被結合到所述式(XX)、(XXI)或(XXII)的部分的含N的雜環或環體系；其中R2和R10獨立地選自H和如對R1所定義的取代基。關于(XX)、(XXI)或(XXII)的R8和R9的優選的、更優選的和最優選的實施方式通常如以上關于供體取代基所定義。示例性的供體取代基D-1至D-24提供于圖5-1和圖5-2中。在這些取代基中，ULA代表芯結構中的任一個，所述芯結構可選自例如圖3和圖4中所示的U-1至U-44中任一個。圖5-1和圖5-2中的供體取代基中的一些中的取代基R優選地獨立地選自H，和選自取代基R8和R9，并且如果結合到碳，則還選自OR8、SR8、SeR8和NR8R9，如本說明書中所定義的。如果圖5-1和圖5-2的取代基具有兩個或更多個R(D-1、D-2、D-6等等)，每個R可以是相同的或不同的。R8和R9的優選的取代基是H、C1-C40烷基、C2-C40烯基、C2-C40炔基、C4-C40芳基、-O-R70、S-R70、-NR70R71，如本說明書中別處所定義的，特別是如以上關于供體取代基所定義的。根據一個實施方式，所述取代基R1至R9中的一個或多個在存在的情況下，是和/或包括受體取代基。根據一個實施方式，所述受體取代基包括選自-CN、-CF3、-F、-Cl、-I、-Br、-NO2、酰胺部分、-COOH、-COOR29、-C(O)R29、-C(O))H，選自以下式(XXX)至(XXXVIII)的部分，和選自包括1至20個雜原子的C1-C40烴類的取代基或部分，所述烴包括前述部分和/或取代基中的一些中的一個或組合。根據優選實施方式，所述取代基R1至R9中的一個或多個在存在的情況下，包括選自-CN、-CF3、-F、-Cl、-I、-Br、-NO2、酰胺部分、-COOH、-COOR29、-C(O)R29,-C(O))H和以下式(XXX)至(XXXVIII)的部分的取代基或部分：其中式(XXX)至(XXXVIII)的結構(取代基)中的虛線以及以下式(XL)至(XLIV)的結構(取代基)中的虛線代表連接所述結構(取代基)與16π-電子環體系的外周原子中的一個的單鍵，或者(特別是以π-傳導方式)連接所述結構(取代基)與所述環體系的π-傳導連接體部分；其中R29是包括0至20個雜原子的C1至C40烴；其中R20至R25在存在的情況下，獨立地選自H，選自包括0至20個雜原子的C1至C40烴類，選自-F、-Cl、-I、-Br、-NO2、-OH、-SH和-NH2；其中在所述部分(XXX)至(XXXVIII)和/或(XL)至(XLIV)(以下)中的一個上，相鄰原子上的取代基和/或被一個或多個原子分隔的原子上的取代基可彼此連接以形成分別稠合至以下所述部分(XXX)至(XXXVIII)和/或(XL)至(XLIV)中的任一個的環。根據一個實施方式，R20至R25中的任一個可以特別獨立地選自包括0至20個雜原子的C1至C40烴類，所述烴類包括-CN、-CF3、-COOH、-COOR29、-C(O)R29、-C(O))H或由-CN、-CF3、-COOH、-COOR29、-C(O)R29、-C(O))H組成，任選地通過π-共軛的連接體被連接到式(XXX)至(XXXVIII)和式(XL)至(XLIV)的結構。根據一個實施方式，R20至R25中的任一個可以特別地和/或另外地選自錨固基團，特別是如本說明書中別處所定義的錨固基團，或者選自包括0至20個雜原子的C1至C40烴類，所述烴類包括錨固基團。獨立地，R30和R31(R31參見以下)中的任一個可以選自錨固基團，特別是如本說明書中別處所定義的錨固基團，或者選自包括0至20個雜原子的C1至C40烴類，所述烴包括錨固基團。根據一個實施方式，所述酰胺部分可以特別地選自以下式(XL)至(XLIV)的部分：其中R30和R31獨立地選自H和包括0至20個雜原子的C1至C40烴類，包括包含錨固基團的這樣的烴類。優選地，所述包括0至20個雜原子的C1至C40烴類經由碳原子連接到攜帶所述式(XXXIV)和(XL)至(XLIV)的結構中的所述取代基R30和R31的所述氮原子或連接到COOR29和-C(O)R29中的所述取代基R29中的所述氧原子。根據一個實施方式，所述受體取代基或所述受體取代基的一部分(其是選自R1至R9中的一個或多個)的所述包括0至20個雜原子的C1至C40烴類和所述包括1至20個雜原子的C0至C40烴類是包括1至15個雜原子的C1至C30烴類，優選是包括1至10個雜原子的C1至C20烴類，并且最優選是包括1至5個雜原子的C1至C10烴類，例如，包括1至3個雜原子的C1至C5烴類。圖6-1中的結構式A-3、A-8和A-9是根據以上式(XL)至(XLIV)的酰胺部分的特定的實施方式。根據一個實施方式，在所述式(XLIV)的部分中，取代基R20和R30彼此連接以通過以下部分(L)形成所述部分的環：其中被連接到式(L)的結構中的硫原子的虛線代表式(XLIV)的結構中的R20(或者至R20)的單鍵，且其中連接式(L)的結構中的碳原子的虛線代表式(XLIV)的結構中的R30(或者至R30)的單鍵，以便式(XLIV)和(L)的結構形成含S和N的五元雜環；其中B選自O、S、SiR27R28和CR27R28，其中R27和R28獨立地選自H和包括0至15個雜原子的C0至C20烴類，且其中R27和R28可彼此連接以形成被取代的或未被取代的環。根據優選的實施方式，R27和R28獨立地選自-CN、-CF3、-F、-Cl、-I、-Br、-NO2、-COOR56、-C(O)R60(-C(＝O)R60酮)、-C(O))H(-C(＝O)H醛)，被取代的和未被取代的C1至C15烷基、C2-C15烯基、C2-C15炔基、C4-C15芳基、-O-R56、-S-R56、-NR56R57，其中R56、R57和R60獨立地選自H，被取代的和未被取代的C1至C15烷基、C2-C15烯基、C2-C15炔基、C4-C15芳基，其中R60還選自-NR58R59，且其中R27和R28一起還可形成＝O(氧代)或＝S(硫代)取代基/基團；其中如果所述C1至C15烷基、C2-C15烯基、C2-C15炔基、C4-C15芳基是被取代的，則這些取代基可以獨立地選自-CN、-CF3、-F、-Cl、-I、-NO2、-COOR58、-C(O)R58、-C(O))H、＝O(氧代)、＝S(硫代)，另外的被取代的C1至C10烷基、C2-C10烯基、C2-C10炔基、C4-C10芳基、O-R58、S-R58、-NR58R59，其中R58和R59獨立地選自H和選自被取代的和未被取代的C1至C8烷基、C2-C8烯基、C2-C8炔基和C4-C8芳基，其中后者的取代基可選自-CN、-CF3、-F、-Cl、-I、-Br、-NO2、-OH、-SH、＝O、＝S和-NH2。如果將圖6-1中的受體取代基A-8和A-9與結構(XLIV)的酰胺取代基進行比較，則可知A-8和A-9被(XLIV)包括，因為R20和R30通過-S-CS-橋(A-8)或-S-CR-橋彼此連接，其中R在此是被進一步取代的雜環的環-氮雜-硫雜-亞戊基(A-9)。因此，圖6-1中的結構式A-8和A-9代表包括受體取代基(XLIV)的化合物的特定的實施方式，其中R20和R30如部分(L)所闡明地被連接。根據一個實施方式，所述式(XL)和(XLII)的部分的取代基R20和R30彼此連接以根據以下部分(LI)形成所述部分的環：其中R21、R22、R23和R31是獨立地如以上以及在本說明書中別處所定義的。圖6-1中的結構式A-3代表包括以上受體取代基(LI)的化合物的特定實施方式。優選的受體取代基是以下式(LII)的取代基：其中Anch可以是如本說明書中別處所定義的任何錨固基團，優選是COOH和COO-。代表與π-共軛體系或芯結構的連接的虛線可以是在順位或反位。應注意，取代基-CN、-CF3、-F、-Cl、-Br、-I、-NO2、酰胺部分，特別是如本說明書中所定義的，-COOH、-COOR29、-C(O)R29、-C(O))H以及部分(XXX)至(XXXVIII)具有受體性質，所述受體性質在將這些取代基以任何π-共軛的方式任選地經由如本說明書中別處所定義的連接體連接到芯結構時獲得。取代基-CN、-CF3、-F和-NO2以及所述酰胺是特別強的受體基團，其可使取代基變成受體取代基。因此，如本說明書中別處所定義的供體取代基優選地特征在于不存在具有如本文所指定的受體性質的任何受體基團或部分，特別是不存在選自-CN、-CF3、-F、-NO2的任何強的受體基團。應注意，強的受體基團可使包括如以上所定義的供體功能的取代基變成完全的受體取代基，諸如圖6-1和圖6-2的受體A-11至A-14。為了這一原因，存在關于取代基R20至R25和取代基R29至R31的許多結構多樣性的可能。更具體地，受體取代基可包括如本文所定義的供體取代基，其被如本文所定義的受體取代基取代，其中所述取代基以π-共軛方式連接。如在本說明書中別處所提到的，R20、R21、R22、R23、R24、R25、R29、R30和R31中的任一個可以獨立地選自包括0至20個雜原子的C1至C40烴類。所述烴類可以具體地獨立地選自被取代的或未被取代的C1-C40烷基、C2-C40烯基、C2-C40炔基、C4-C40芳基，其中-C(O)R29中的R29還可選自如以下定義的-NR82R83；其中，如果所述C1-C40烷基、C2-C40烯基、C2-C40炔基、C4-C40芳基、R80和R81(R80和R81參見以下)中的任一個是被取代的，則這些取代基可以獨立地選自-CN、-CF3、-F、-Cl、-Br、-I、-NO2、-COOH、-COOR82、-C(O)R82、-C(O))H、＝O(氧代)、＝S(硫代)、另外的被取代的或未被取代的C1-C20烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、C4-C20芳基、-OH、-SH、-NH2、O-R82、S-R82、-NR82R83，其中R82和R83獨立地選自另外的被取代的或未被取代的C1-C20烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、C4-C20芳基，其中R83還可以是H；其中如果所述C1-C20烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、C4-C20芳基、R82和R83中的任一個仍進一步被取代，則另外的取代基(如果存在的話)可選自-CN、-CF3、-F、-Cl、-Br、-I、-NO2、-COOH、-COOR84、-C(O)R84、-C(O))H、＝O(氧代)、＝S(硫代)、被取代的或未被取代的C1-C15烷基、C2-C15烯基、C2-C15炔基、C4-C15芳基、-OH、-SH和-NH2、O-R84、S-R84、-NR84R85，其中R84和R85獨立地選自C1-C8烷基、C2-C8烯基、C2-C8炔基、C5-C8芳基，其中R85還可以是H，且其中-C(O)R84中的R84還可以是如以下所定義的-NR80R81；其中R20、R21、R22、R23、R24、R25中的任一個還可選自-CN、-CF3、-F、-Cl、-Br、-I、-NO2、酰胺部分，特別是如本說明書中所定義的，-COOH、-COOR29、-C(O)R29和-C(O))H、-O-R80、S-R80、-NR80R81，其中任何R80和R81獨立地選自如以上所定義的取代的或被取代的C1-C40烷基、C2-C40烯基、C2-C40炔基、C4-C40芳基，且其中R81還可以是H，其中所述C1-C40烷基、C2-C40烯基、C2-C40炔基、C4-C40芳基的取代基如以上所定義。優選地，在以上段落中提及的所述被取代的或未被取代的C1-C40烷基、C2-C40烯基、C2-C40炔基、C4-C40芳基分別是C1-C30烷基、C2-C30烯基、C2-C30炔基、C4-C30芳基，更優選分別是C1-C20烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、C4-C20芳基，甚至更優選分別是C1-C15烷基、C2-C15烯基、C2-C15炔基、C4-C15芳基，并且最優選分別是C1-C10烷基、C2-C10烯基、C2-C10炔基、C4-C10芳基。優選地，以上提及的所述另外的被取代的或未被取代的C1-C20烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、C4-C20芳基取代基分別是C1-C15烷基、C2-C15烯基、C2-C15炔基、C4-C15芳基，更優選地分別是C1-C10烷基、C2-C10烯基、C2-C10炔基、C4-C10芳基，并且最優選地分別是C1-C6烷基、C2-C6烯基、C2-C6炔基、C4-C6芳基。優選地，以上提及的所述C1-C15烷基、C2-C15烯基、C2-C15炔基、C4-C15芳基的另外的取代基分別是C1-C10烷基、C2-C10烯基、C2-C10炔基、C4-C10芳基，更優選分別是C1-C8烷基、C2-C8烯基、C2-C8炔基、C4-C8芳基，并且最優選分別是C1-C4烷基、C2-C4烯基、C2-C4炔基、C4-C6芳基。應注意，受體取代基可經由如以上所定義的π-傳導連接體或經由如以上所定義的供體取代基被連接到所述芯結構。這通過圖6-1和圖6-2中的實例A-11至A14闡明。換句話說，受體取代基可通過供體、其它受體和連接體與芯結構隔離。在受體取代基的情況下，連接受體基團和芯結構的所述連接體還可具體地被受體基團取代，所述受體基團諸如選自以下的一個或多個：-CN、-CF3、-F、-Cl、-Br、-I、-NO2、酰胺部分，特別是如本說明書中所定義的，-COOH、-COOR29、-C(O)R29、-C(O))H。受體取代基還可包括選自錨固基團的一個或多個取代基。在圖6-1和圖6-2中，顯示了根據本發明的受體取代基的示例性實施方式。ULA是芯結構，其可選自圖3和圖4中的U-1至U-44中的任一個。Anch是指如在本說明書中別處所定義的錨固基團，優選-COOH或其去質子化形式。W是在圖6-2的底部如方框中所定義的。在圖6-1和圖6-2中，R獨立地指H或被取代的或未被取代的C1-C40烷基，如在本說明書中別處所定義的，優選是指H或未被取代的烷基。RA是指選自CN、CF3、F、Cl、Br、I、NO2、COOH、COOR29和C(O)R29、C(O))H的任一個，或者是指前述基團中的一個或多個以π-傳導方式所結合到的π-傳導連接體。在圖6-1和圖6-2中的Z是獨立地如本說明書中別處所定義的，特別是關于供體配體(O、S、Se、NR8、SiR8R9)中存在的部分。不希望受理論束縛，在圖6-1和圖6-2中顯示的受體取代基中，取代基A-1、A-2、A-4、A-5、A-6、A-10以及A-11至A-14將其受體性質排他地或在很大程度上歸因于強的受體基團-CN，可能與如圖6-2中的方框中所示的錨固基團組合，和/或歸因于RA(如果存在的話)，其還包括如以上定義的強的受體基團，諸如CN。圖6-1和圖6-2中所示的剩余的取代基(A-3、A-7至A-9、A-15至A-23)本身是受體，意味著如果它們存在，則它們也將是受體(如果-CN基團不存在的話)。然而，這不排除這樣的可能性，根據本發明的實施方式，任何RA可以存在于受體取代基A-3、A-7至A-9、A-15至A-23中的任一個上。應注意，圖6-1和圖6-2中顯示的受體取代基中的任一個可被進一步取代，特別是被如關于R20至R25和/或如本說明書中別處所定義的RA所定義的取代基取代。根據一個實施方式，本發明包括式(LIII)的化合物且優選包括以下式(LIV)的化合物：其中ULA代表如本說明書中定義的被取代的或未被取代的芯結構。Anch代表錨固基團，其中，在式(LIII)中可以存在僅一個錨固基團，其它取代基Anch是H；其中在(LIII)中，R60選自H、被取代的和未被取代的ULA以及包括0至15個雜原子的C1至C20烴類，如在本說明書中別處關于連接體取代基所定義的，并且還可選自供體和受體取代基，如本說明書中所定義的；其中，如果所述ULA是被取代的，則取代基可選自供體取代基和受體取代基，可能通過如本說明書中所定義的連接體取代基或部分與ULA分離。優選地，ULA的取代基選自供體取代基，可能通過連接體取代基或部分與ULA分離。為了確定取代基是否是供體和/或受體，并且還為了量化供體或受體取代基的強度，給定化合物的(基態)氧化電勢或HOMO值被確定以評估取代基的供體特性并且化合物的激發態氧化電勢被確定以評估取代基的受體特性。更具體地，關于供體，供體越強，相對于NHE(標準氫電極)的氧化電勢E(S+/S)將變得越負的。E是能量，S+是帶正電荷的(被氧化的)總的敏化劑并且S是敏化劑(例如化合物9)。在很大程度上供體主要降低E(S+/S)。供體僅僅較小程度地影響E(S+/S*)(參見以下)，但是也可在某種程度上導致降低的E(S+/S*)值。通常也可以說，供體的存在導致相對于NHE的較少正的E(S+/S)。另一方面，受體的存在或不存在以及受體的強度可利用上述“激發態氧化電勢”E(S+/S*)來評估，其在文獻中有時被稱為LUMO，雖然這不是嚴格正確的。E還是能量，S+是帶正電荷的(被氧化的)總的敏化劑并且S*是光子誘導激發的敏化劑。受體越強，當與NHE相比時E(S+/S*)值將是越正的。因此受體增加E(S+/S*)值。受體還可以移動，但是在較小的程度上移動，E(S+/S)是更正的。由于相對于NHE的E(S+/S*)值在很多情況下是負值(小于0)，通常還可以說，受體的存在導致相對于NHE的較少負的E(S+/S*)。為了評估化合物中給定的取代基是否是供體取代基，必須比較化合物的E(S+/S*)值與缺乏取代基但是在其他方面等同于該化合物的化合物的相應的值。如果具有取代基的化合物具有比缺乏取代基的化合物更負的(較少正的)E(S+/S)值(與NHE相比)，則推斷該取代基是供體。差異的程度可能是供體強度的指示。優選地，為了本發明的目的，為了是供體取代基，具有取代基的化合物的相對于NHE的E(S+/S)值是比缺乏取代基的化合物的相對于NHE的E(S+/S)值更負的。為了說明可能的測量誤差，如果化合物的相對于NHE的E(S+/S)值與缺乏取代基的化合物的相對于NHE的E(S+/S)值相比是≥1％，優選≥2％，優選≥3％、4％且最優選≥5％較少正的，則可以說給定的取代基是供體。為了評估化合物中給定的取代基是否是受體取代基，必須比較化合物的E(S+/S*)值與缺乏取代基但是在其他方面等同于該化合物的化合物的相應的值。如果具有取代基的化合物具有比缺乏取代基的化合物更正的(較少負的)E(S+/S*)值(與NHE相比)，則推斷該取代基是受體。差異的程度是受體強度的指示。優選地，為了本發明的目的，為了是供體取代基，具有取代基的化合物的相對于NHE的E(S+/S*)值是比缺乏取代基的化合物的相對于NHE的E(S+/S*)值更正的。為了說明可能的測量誤差，如果化合物的相對于NHE的E(S+/S*)值與缺乏取代基的化合物的相對于NHE的E(S+/S*)值相比是≥3％，優選≥4％、5％，且最優選≥6％較多正的和/或較少負的，則可以說給定的取代基是受體。進一步地在以下實施例4至6中，示例性化合物的相對于NHE的E(S+/S)和相對于NHE的E(S+/S*)被確定且由此取代基的性質(供體、受體)被確定。為了本發明的目的，實施例4至6中給出的程序被用于評估取代基是否是供體取代基和/或受體取代基或者沒有這些取代基中的一個。除全部可以通過連接體與芯結構分離的供體取代基、受體取代基和錨固基團之外，芯結構可包括另外的取代基，所述另外的取代基基本上不干擾整體敏化劑的功能。這樣的取代基通常不影響化合物的E(S+/S)值和E(S+/S*)值。因為這樣的取代基不是必需的，它們在此沒有被詳細說明，但是提及的是，式(I)至(VI)和式(VII)至(XII)的化合物具有九個取代基可用的位置，并且其中的一些甚至具有十個(在Y是SiR10R11的情況下)取代基可用的位置。例如，如果化合物包括兩個供體取代基和一個還含有錨固基團的受體取代基，因此還剩余6或7個可取代的氫原子。這樣的取代基可選自任何類型的取代基，并且為了完整的目的，表明這樣的取代基可選自包括0至20個雜原子的C1至C30烴類，優選包括0至10個雜原子的C1至C15烴類且最優選包括0至5個雜原子的C1至C10烴類。最優選地，與受體功能、錨固功能或供體功能中的任一個相關或展現出受體功能、錨固功能或供體功能中的任一個的這樣的其它取代基不存在。根據一個實施方式，所述電化學裝置是光電化學裝置。根據一個實施方式，所述電化學裝置和/或光電裝置選自由以下組成的組：光電池、發光裝置、電致變色裝置、光電致變色裝置、電化學傳感器、生物傳感器、電化學顯示器，和為前述裝置中的兩個或更多個的組合的裝置。根據優選的實施方式，所述電化學裝置和/或光電裝置是染料敏化太陽能電池(DSSC)。根據一個實施方式，所述電化學裝置特別是所述DSSC是可再生的。根據本發明的電化學裝置優選地包括兩個電極和在電極之間的一個或多個層。根據本發明的電化學裝置優選地包括半導體材料。優選地，電化學裝置包括包含所述半導體材料和/或由所述半導體材料組成的層和/或表面。在圖中，圖9示意地顯示了染料敏化太陽能電池。在染料敏化太陽能電池中，電極中的一個優選地是光電極和/或光陽極。這種光電極優選包括半導體材料和/或主要由半導體材料組成。半導體材料與吸附在所述層的表面上的染料或敏化劑(或敏化染料)的組合可被認為是光吸收層，如以下進一步更詳細討論的。本發明的裝置通常包括至少一個基材1。與圖9中顯示的裝置相反，本發明還包括具有僅僅一個基材1例如僅僅頂部基材1或僅僅底部基材1的裝置。優選地，存在面對裝置的側面的基材，其意圖被暴露于電磁輻射以產生電流。面對輻射的基材優選是透明的。為了本發明的目的，透明性通常表示相應的結構(例如，基材、對電極、導電層、多孔半導體)對至少一些可見光、紅外光和/UV光是透明的，以便在本發明的裝置中將這種光轉換成電能。基材1可由塑料或由玻璃制成。在柔性的裝置中，基材1優選由塑料制成。本發明的轉換裝置通常具有兩個導電層2和7，其中第一導電層2被要求用來除去由裝置產生的電子，并且第二導電層7用于供應新的電子，或者換句話說，用于除去空穴(hole)。根據裝置的目的或性質，導電層2和7可以以許多不同的形式提供并且可由不同的材料制成。第二導電層7可以是基材1的一部分，通常就是這樣，例如，利用ITO(銦錫氧化物)涂覆的塑料或玻璃，其中透明的ITO被涂覆在塑料或玻璃上并且使后者變成導電的。因此，導電層2和7中的一個或兩個可包括透明的金屬氧化物，諸如摻雜銦的氧化錫(ITO)、摻雜氟的氧化錫(FTO)、ZnO-Ga2O3、ZnO-Al2O3、氧化錫、摻雜銻的氧化錫(ATO)和氧化鋅。根據本發明的實施方式，僅第一導電層2或僅第二導電層7包括如以上定義的透明的金屬氧化物層。還可能提供導電箔形式例如金屬箔形式特別是鈦箔或鋅箔形式的兩個相對的導電層2和7中的一個或兩個。例如，這在某些柔性裝置中是優選的。這樣的箔可以不是透明的。本發明的裝置通常包括對電極7和基材1，所述對電極7向電池的內部面對中間層6，如果這樣的基材存在，則該基材1在電池的外部。對電極通常包括催化活性材料，其適合于提供電子和/或向裝置的內部填充空穴。因此對電極可包括選自以下的材料的材料，例如，Pt、Au、Ni、Cu、Ag、In、Ru、Pd、Rh、Ir、Os、C、導電聚合物和前述材料中的兩種或更多種的組合。導電材料可選自包括例如聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚苯和乙炔的聚合物。在圖9中，層3是光吸收層，其實際包括至少兩個分離的層，即多孔半導體層4和吸附在其上的敏化劑層5。敏化劑層可包括由以下組成的組中的一種或多種：有機金屬敏化化合物、不含金屬的有機敏化化合物、無機敏化化合物諸如量子點、Sb2S3(硫化銻，例如薄膜形式)，以及前述物質的組合。例如，敏化劑可以包括敏化染料5。如果敏化劑層5包括染料，則其除任選的共吸附的化合物諸如WO2004/097871A1中公開的那些之外，通常包括例如至少一種染料或敏化劑，或兩種或更多種不同的敏化劑的組合。有機金屬化合物的實例包括釕染料，因為它們當前被用于這樣的裝置中。合適的釕染料公開于例如WO2006/010290中。染料層可包括有機敏化劑。例如，裝置可以不含利用釕或另一種貴金屬的任何敏化劑。根據本發明的優選實施方式，敏化劑層5或染料包括本發明的化合物。多孔半導體層可通過本領域中描述的工藝(B.O'Reagan和M.Nature,1991,353,373)由半導體納米顆粒特別是納米晶體顆粒生產。這樣的顆粒通常具有約0-50nm，例如，5-50nm的平均直徑。這樣的納米顆粒可由選自例如Si、TiO2、SnO2、ZnO、WO3、Nb2O5和TiSrO3的組的材料制成。由納米晶體顆粒4構造多孔層僅僅示意性地在圖11中由之字線表示。本發明的裝置具有層6，其具有調節染料中的電子的再生的一般目的，所述電子由于輻射而被除去。該層通常可被稱為電荷運輸層。這些電子由對電極7提供，且因此層6介導電子從對電極到染料的運輸，或者調節空穴從染料到對電極的運輸。電子和/或空穴的運輸可通過許多方式來介導，諸如，例如，通過以下方式：(a)基于溶劑(優選有機溶劑)的電解質(部分地EP1507307；部分地EP1180774)，(b)基于離子液體的電解質(EP0737358、WO2007/093961、WO2009/083901)，和(c)在固態裝置中通過有機導電材料(例如，如WO2007/107961中公開的)。在后者中，電荷通過電子運動來運輸，而不是通過材料遷移/擴散來運輸。在(a)和(b)的情況下，電荷通過氧化還原介體來運輸，諸如碘化物/三碘化物對或其它氧化還原對，諸如基于鈷絡合物的氧化還原對(WO03/038508)。本說明書中提到的參考文獻在此通過引用方式整體且全部并入。這些參考文獻中的許多通常涉及DSSC且因此還包含關于這種裝置的制造的信息。根據一個實施方式，本發明的裝置包括至少一個基材層1、導電層2、光吸收層3、優選摻雜的有機電荷運輸材料或電解質層6和對電極7，其中所述導電層2、所述光吸收層3、所述有機電荷運輸或電解質層6和所述對電極7串聯。根據優選的實施方式，裝置包括分別在裝置的頂部和底部的兩個透明的基材1。裝置的頂部對應于圖9中的圖的頂部。一般來說，頂部對應于光進入裝置的主要部分的那側。本發明的裝置可以是柔性裝置，如例如由SeigoIto等人Chem.Comm.2006,4004-4006、在EP1095387和在WO2009/098643中例如圖5以及關于該圖的描述所公開的。根據一個實施方式，本發明的柔性裝置是倒轉的太陽能電池，其中電磁輻射主要從對電極(背照明)的側面進入電池。這還公開于以上段落中提到的參考文獻中。現在將通過實施例的方式闡明本發明。這些實施例沒有限制本發明的范圍，本發明的范圍通過所附權利要求來界定。實施例：實施例1：新穎的敏化劑(化合物9至11)的合成一般信息：所有商業可獲得的試劑按原樣使用。薄層色譜法(TLC)利用MerckKGaA預涂覆的TLC硅膠60F254鋁片進行并且利用UV和高錳酸鉀染色來顯影。快速柱色譜法利用SilicycleUltraPureSilicaFlashP60,40-63μm(230-400目)來進行(Still,W.C.等人，J.Org.Chem.1978,43,2923)。在BrukerAvance-400(400MHz)、BrukerAvanceIII-400(400MHz)或BrukerDPX-400(400MHz)分光儀上記錄1HNMR光譜并且利用溶劑作為內標(CDCl3在7.26ppm處)以ppm來報告。數據被報告為:s＝單峰、d＝雙峰、t＝三重峰、q＝四重峰、p＝五重峰(pentet)、m＝多重峰、b＝寬的、ap＝明顯的；偶合常數以Hz計；積分(integration)。UV-Vis光譜利用HewlettPackard8453UV-Vis分光儀來測量。循環伏安法利用AutolabEcoChemie循環伏安儀來測量。合成路線：染料9、10和11以商購的苯胺1起始來制備(圖1)。以84％的收率進行Paal-Knorr縮合以得到期望的芳基吡咯2。與過量的炔烴3的雙Sonogashira偶合導致70％收率的雙炔烴中間體4。偶合對3以兩個步驟來合成，經2步驟由商業的起始材料5經由與TMS-炔烴的Sonogashira偶合以得到中間體6，然后通過水解的甲硅烷基去保護得到74％的3。4經受路易斯酸催化的環化/氫化物轉移以得到80％收率的7。然后使Ullazine7經受修改的維爾斯邁爾-哈克反應以得到59％收率的甲酰化的Ullazine8。然后中間體8被分配與依達拉奉衍生物、繞丹寧二聚物和氰基乙酸進行三次Knoevenagle縮合以分別得到染料11、10和9(圖2)。具體地，8經受與氰基乙酸的Knoevenagel縮合以形成97％收率的染料9。1-(2,6-二溴苯基)-1H-吡咯(2):向200mL圓底燒瓶加入2,6-二溴苯胺(8.63g,34.7mmol,1.0當量)、二氯乙烷(35.0mL,1.0M)、乙酸(35.0mL,1.0M)和2,5-二甲氧基四氫呋喃(10.5mL,3.3M)。回流冷凝器被安裝于燒瓶并且化合物被加熱至回流，持續2小時。在此期間，溶液的顏色從澄清緩慢地改變為黃色。除去等分部分并且通過NMR來判斷反應是完全的。將混合物用CH2Cl2稀釋，用H2O沖洗，且然后用飽和K2CO3水溶液沖洗。有機層利用MgSO4來干燥并且通過SiO2墊利用CH2Cl2作為洗脫液來過濾。油被置于高真空下過夜以除去過量的2,5-二甲氧基四氫呋喃。在此期間，1-(2,6-二溴苯基)-1H-吡咯2變成白色固體(8.72g,29.1mmol,84％)。1HNMR(400MHz,CDCl3)δ7.68(d,J＝8.0Hz,2H),7.18(t,J＝8.4Hz,2H),6.72(t,J＝2.0Hz,2H),6.42(t,J＝2.0Hz,2H)。((4-(己氧基)苯基)乙炔基)三甲基硅烷(6)：向500mL填充N2的圓底燒瓶加入1-溴-4-(己氧基)苯(20.5g,80.0mmol,1當量)和DMF(160mL,0.5M)。然后用鼓泡的N2來噴射混合物。經由注射器向該混合物加入N2噴射的三乙胺(39.0mL,280mmol,3.5當量)。最后，碘化銅(I)(254.0mg,1.33mmol,1.7％)、三苯基膦(603.0mg,2.67mmol,3.3％)和PdCl2(PPh3)2(933.0mg,1.33mmol,1.7％)作為單一部分被加入并且頂空用N2沖洗。乙炔基三甲基硅烷(16.9mL,120.0mmol,1.5當量)經注射器被加入混合物。燒瓶用磨砂玻璃塞、特氟隆膠帶且然后電工膠帶密封并且被加熱至90℃，持續48小時。48小時之后，混合物用己烷稀釋并且用10％H3PO4然后5％K2CO3萃取。然后有機層用MgSO4干燥并且通過SiO2墊利用100％己烷過濾。蒸發后，((4-(己氧基)苯基)乙炔基)三甲基硅烷被分離為澄清的油(16.45g,60.2mmol,75％)。1HNMR(400MHz,CDCl3)δ7.42(d,J＝9.2Hz,2H),6.83(d,J＝8.8Hz,2H),3.98(t,J＝6.4Hz,2H),1.85-1.73(m,2H),1.52-1.42(m,2H),1.41-1.26(m,4H),0.94(t,J＝7.6Hz,3H),0.27(s,9H)。1-乙炔基-4-(己氧基)苯(3)：向500mL圓底燒瓶加入((4-(己氧基)苯基)乙炔基)三甲基硅烷6(14.95g,54.7mmol,1.0當量)，然后加入THF(100mL,0.5M)、MeOH(100mL,0.5M)和飽和K2CO3水溶液(100mL,0.5M)。將混合物在室溫下快速攪拌4小時。4小時之后，將混合物用己烷稀釋并且用H2O(3x)沖洗。有機層用MgSO4干燥并且有機物通過薄SiO2墊利用5％乙酸乙酯/95％己烷過濾以得到為澄清的油的1-乙炔基-4-(己氧基)苯3(10.9g,54.2mmol,99％)。1HNMR(400MHz,CDCl3)δ7.45(d,J＝8.8Hz,2H),6.86(d,J＝8.8Hz,2H),3.99(t,J＝6.4Hz,2H),3.02(s,1H),1.81(ap.p,J＝8.0Hz,2H),1.53-1.40(m,2H),1.40-1.32(m,4H),0.94(t,J＝7.2Hz,3H)。1-(2,6-雙((4-(己氧基)苯基)乙炔基)苯基)-1H-吡咯(4)：向火焰干燥的填充N2的200mL圓底燒瓶加入作為單一部分的PdCl2(CH3CN)2(525.0mg,2.03mmol,6.0％)和CuI(275.6mg,1.35mmol,4.0％)。將頂空用N2沖洗，之后通過注射器相繼加入二氧六環(70.0mL,0.5M)、P(tBu)3(4.06mL,4.06mmol,1.0M在甲苯中的溶液)、二異丙胺(11.45mL,81.12mmol,2.4當量)、1-乙炔基-4-(己氧基)苯(16.4g,81.12mmol,2.4當量)和1-(2,6-二溴苯基)-1H-吡咯(10.1g,33.8mmol,1.0當量)。反應在室溫下在N2下攪拌過夜。在幾分鐘之內，隨著溫和放熱，在燒瓶的側面開始形成沉淀物。18小時后，反應用Et2O稀釋并且用10％Η3ΡO4(2x)沖洗，然后用5％K2CO3沖洗。有機物經MgSO4干燥并且被濃縮。在25％CH2Cl2:己烷→40％CH2Cl2:己烷的硅膠柱色譜法之后，1-(2,6-雙((4-(己氧基)苯基)乙炔基)苯基)-1H-吡咯4被分離為灰白色的油(12.7g,23.66mmol,70％)。1HNMR(400MHz,CDCl3)δ7.55(d,J＝8.0Hz,2H),7.35-7.27(m,5H),7.09(t,J＝2.4Hz,2H),6.66(d,J＝9.2Hz,4H),6.40(t,J＝2.4Hz,2H),3.98(t,J＝6.4Hz,4H),1.80(ap.p,J＝7.2Hz,4H),1.54-1.45(m,4H),1.43-1.27(m,8H),0.93(t,J＝6.8Hz,6H)。3,9-雙(4-(己氧基)苯基)吲嗪并[6,5,4,3-ija]喹啉(7):向火燒的填充N2的25mL圓底燒瓶加入1-(2,6-雙((4-(己氧基)苯基)乙炔基)苯基)-1H-吡咯(542.0mg,1.01mmol,1.0當量)和甲苯(5.0mL,0.2M)。將InCl3(132.6mg,0.6mmol,60％)以一個部分快速加入并且頂空用N2沖洗，并且將燒瓶用磨砂玻璃塞和電工膠帶密封，之后加熱至100℃，持續24小時。24小時后，利用5％乙酸乙酯：己烷使反應混合物直接通過SiO2墊。注意：必須小心以確保洗脫所有產物，然而在長波UV燈照射下拖尾是明顯的。然后將產物通過硅膠色譜法用50％CH2Cl2:己烷純化以得到為淡黃色固體的3,9-雙(4-(己氧基)苯基)吲嗪并[6,5,4,3-ija]喹啉(431.0mg,0.81mmol,80％)。1HNMR(400MHz,CDCl3)δ7.76(d,J＝8.4Hz,4H),7.52-7.40(m,3H),7.22(s,2H),7.09(s,2H),7.08(d,J＝8.4Hz,4H),4.08(t,J＝6.4Hz,4H),1.88(ap.p,J＝7.2Hz,4H),1.60-1.48(m,4H),1.50-1.35(m,8H),0.97(t,J＝7.2Hz,6H)。UV-Vis(CHCl3):λmax＝392nm(ε＝19,400M-1cm-1),λ＝280nm(ε＝50,600M-1cm-1),λ開始＝420nm。循環伏安法(0.1MBu4NPF6在CH2Cl2中,掃頻寬度1.0-(-2.0),2.0V/s掃描速率,5mV步長)：E(S+/S)＝0.89V(相對于NHE)。Egopt＝2.96V。E(S+/S*)＝-2.07V[相對于NHE,由E(S+/S*)＝(E(S+/S)-Egopt)計算]。3,9-雙(4-(己氧基)苯基)吲嗪并[6,5,4,3-ija]喹啉-5-甲醛(8):向火焰干燥的填充N2的20mL圓底燒瓶加入3,9-雙(4-(己氧基)苯基)吲嗪并[6,5,4,3-ija]喹啉(500.0mg,0.93mmol,1.0當量)、二氯乙烷(2.4mL,0.39M)和無水DMF(173.0L,2.23mmol,2.4當量)。起始材料在0℃下證明是不可溶解的。使反應保持在室溫并且加入7.0mL的DCE。在室溫下將POCl3(207.0μl,2.23mmol,2.4當量)經注射器逐滴加入。在2.5小時時以飽和NaOAc水溶液猝滅的等分部分的TLC顯示起始材料的完全消耗。將反應混合物用10mL的CH2Cl2和10mL的NaOAc(飽和水溶液)稀釋。然后將混合物快速攪拌1小時。在此期間，溶液顏色由暗紫色變成黃色/橙色。用100％CH2Cl2將產物分離離開長的硅膠柱以得到為黃色溶液/橙色固體的3,9-雙(4-(己氧基)苯基)吲嗪并[6,5,4,3-ija]喹啉-5-甲醛(310.0mg,0.55mmol,59％)。1HNMR(400MHz,CDCl3)δ10.30(s,1H),9.09(s,1H),7.89(d,J＝8.0Hz,1H),7.84(d,J＝8.8Hz,2H),7.79(d,J＝9.2Hz,2H),7.59(d,J＝8.0Hz,1H)7.49(s,1H),7.45(s,2H),7.11(ap.d,J＝8.8Hz,4H),4.09(t,J＝6.4Hz,4H),1.88(ap.p,J＝7.2Hz,4H),1.60-1.50(m,4H),1.45-1.35(m,8H),0.96(t,J＝6.4Hz,6H)。(E)-3-(3,9-雙(4-(己氧基)苯基)吲嗪并[6,5,4,3-ija]喹啉-5-基)-2-氰基丙烯酸(9):向5mL圓底燒瓶加入3,9-雙(4-(己氧基)苯基)吲嗪并[6,5,4,3-ija]喹啉-5-甲醛(100.0mg,0.178mmol,1.0當量)、氯仿(1.8mL,0.1M)、氰基乙酸(90.0mg,1.062mmol,6.0當量)和哌啶(122.2μL,210.6mg,14.0當量)。將頂空用N2沖洗并且將燒瓶用磨砂玻璃塞和電工膠帶密封，之后加熱至80℃持續4小時。經1小時，溶液變成亮紅色。4小時之后，用CH2Cl2稀釋反應，并且AcOH被加入以確保在用H2O沖洗之前的酸度。AcOH的加入使得顏色由亮紅色/橙色變成暗紅色/紫色。將有機溶液用MgSO4干燥并通過SiO2凝膠的厚墊，直到產物傾向二氧化硅塞的底部。然后切換收集燒瓶并且剩余產物用3％MeOH:2％AcOH:95％CH2Cl2洗脫以得到為暗紅色固體的(E)-3-(3,9-雙(4-(己氧基)苯基)吲嗪并[6,5,4,3-ija]喹啉-5-基)-2-氰基丙烯酸(108.9mg,0.172mmol,97％收率)。1HNMR(400MHz,CDCl3)δ9.06(brs,1H),8.69(brd,J＝9.2Hz,1H),7.85-7.75(m,5H),7.60-7.53(m,1H),7.51(brs,1H),7.46-7.40(m,2H),7.17-7.09(m,4H),4.10(t,J＝6.4Hz,4H),1.89(ap.p,J＝6.8Hz,4H),1.63-1.50(m,4H),1.47-1.35(m,8H),1.00-0.93(m,6H)。UV-Vis(CHCl3):λmax＝575nm(ε＝28,000M-1cm-1),λ開始＝624nm。循環伏安法(0.1MBu4NPF6在CH2Cl2中,掃頻寬度1.1-(-2.0),1.0V/s掃描速率,5mV步長)：E(S+/S)＝1.09V(相對于NHE)。Egopt＝1.99V。E(S+/S*)＝-0.90V[相對于NHE,由E(S+/S*)＝(E(S+/S)-Egopt)計算]。2-((2E,5E)-5-((3,9-雙(4-(己氧基)苯基)吲嗪并[6,5,4,3-ija]喹啉-5-基)亞甲基)-3'-辛基-4,4'-二氧代-2'-硫代-3',4,4',5-四氫-2'H,3H-[2,5'-雙亞噻唑基]-3-基)乙酸(10):向5mL圓底燒瓶加入3,9-雙(4-(己氧基)苯基)吲嗪并[6,5,4,3-ija]喹啉-5-甲醛(100.0mg,0.177mmol,1.0當量)、(E)-2-(3'-辛基-4,4'-二氧代-2'-硫代-3',4,4',5-四氫-2'H,3H-[2,5'-雙亞噻唑基]-3-基)乙酸乙酯(83.9mg,0.195mmol,1.1當量)、氯仿(1.77mL,0.1M)和哌啶(122.2μL,1.24mmol,7.0當量)。將頂空用N2沖洗并且將燒瓶用磨砂玻璃塞和電工膠帶密封并且加熱至80℃，過夜。第二天早晨，將反應用CH2Cl2稀釋并且用H2O沖洗。用MgSO4干燥分離的有機物之后，溶液被濃縮并且用100％CH2Cl2作為洗脫液通過厚的SiO2墊，直到深藍色停止洗脫并且在橙色出現之前。濃縮后，將深藍色固體溶解于20mL的THF中并且將20mL的2.0M的LiOH(含水)溶液加入，在室溫下快速攪拌3小時。在用乙酸乙酯和乙酸稀釋直到溶液呈酸性后，將混合物用H2O沖洗，并且經由MgSO4干燥。將有機物濃縮并通過硅膠色譜法利用100％CH2Cl2純化，直到黃色洗脫，且然后利用5％MeOH:CH2Cl2，直到深藍色洗脫。深藍色溶液被濃縮成深藍色固體，得到2-((2E,5E)-5-((3,9-雙(4-(己氧基)苯基)吲嗪并[6,5,4,3-ija]喹啉-5-基)亞甲基)-3'-辛基-4,4'-二氧代-2'-硫代-3',4,4',5-四氫-2'H,3H-[2,5'-雙亞噻唑基]-3-基)乙酸(45.0mg,0.047mmol,27％收率)。1HNMR(400MHz,CDCl3+1滴NEt3)δ8.53(brs,1H),7.91(d,J＝8.8Hz,1H),7.80-7.65(m,5H),7.60-7.50(m,2H),7.38(s,1H),7.15-7.00(m,5H),4.75(s,2H),4.20-3.90(m,6H),[由于寬的峰和三乙胺重疊，烷基區域難以解釋]。UV-Vis(CHCl3):λmax＝607nm,λ開始＝700nm。循環伏安法(0.1MBu4NPF6在CH2Cl2中,掃頻寬度1.1-(-2.0),2.0V/s掃描速率,5mV步長)：E(S+/S)＝1.02V(相對于NHE)。Egopt＝1.77V。E(S+/S*)＝-0.75V[相對于NHE，由E(S+/S*)＝(E(S+/S)-Egopt)計算]。(E)-2-(4-((3,9-雙(4-(己氧基)苯基)吲嗪并[6,5,4,3-ija]喹啉-5-基)亞甲基)-3-甲基-5-氧代-4,5-二氫-1H-吡唑-1-基)乙酸(11):向5mL圓底燒瓶加入3,9-雙(4-(己氧基)苯基)吲嗪并[6,5,4,3-ija]喹啉-5-甲醛(30.0mg,0.054mmol,1.0當量)、乙醇(0.5mL,0.1M)、2-(3-甲基-5-氧代-4,5-二氫-1H-吡唑-1-基)乙酸(12.3mg,0.065mmol,1.2當量)和哌啶(19.2μL,0.194mmol,3.6當量)。在用磨砂玻璃塞和電工膠帶密封后反應被加熱至90℃。起始材料被證明是不可溶解的，并且在一小時時反應很少發生。反應容器被打開并且0.5mL二氯乙烷作為共溶劑被加入。燒瓶再次被密封并且被加熱至90℃，持續3小時。在三小時時，TLC確認起始材料的完全消耗。反應通過加入少量的乙酸來處理并且用3％MeOH:2％AcOH:95％CH2Cl2然后100％MeOH直接過濾通過SiO2墊以得到黃色-白色結晶固體。白色固體被放置在具有20:1的DMSO:AcOH的混合物的燒瓶中并且被加熱至130℃，持續10分鐘。在TLC上顏色變化從澄清變化為深藍色/紫色，并且由明顯的極性變化為較小極性。然后將混合物用CH2Cl2(具有30％己烷)萃取并且用H2O沖洗。溶液經Na2SO4干燥并且被濃縮成深色固體。然后將混合物通過柱色譜法利用100％CH2Cl2→3％MeOH:CH2Cl2→20％MeOH:CH2Cl2→40％MeOH:CH2Cl2來純化。以最終極性洗脫的(E)-2-(4-((3,9-雙(4-(己氧基)苯基)吲嗪并[6,5,4,3-ija]喹啉-5-基)亞甲基)-3-甲基-5-氧代-4,5-二氫-1H-吡唑-1-基)乙酸變成深藍色的帶，其被濃縮成黑色固體(36.4mg,0.051mmol,95％)。1HNMR(400MHz,CDCl3)δ9.43(d,J＝8.4Hz,1H),次要的:8.43(s,1H)/主要的:8.11(s,1H),7.80-7.70(m,5H),7.58-7.50(m,1H),7.47(s,1H),7.40-7.33(m,2H),7.15-7.08(m,4H),4.58(s,2H),4.15-4.05(m,4H),2.40(s,3H),1.95-1.83(m,4H),1.60-1.50(m,4H),1.47-1.35(m,8H),0.97(t,J＝6.8Hz,6H)。UV-Vis(CHCl3):λmax＝618nm,λ開始＝696nm。循環伏安法(0.1MBu4NPF6在CH2Cl2中,掃頻寬度1.1-(-2.0),1.0V/s掃描速率,5mV步長)：E(S+/S)＝1.04V(相對于NHE)。Egopt＝1.81V。E(S+/S*)＝-0.77V[相對于NHE,由E(S+/S*)＝(E(S+/S)-Egopt)計算]。實施例2：具有吸附染料(化合物9)的TiO2基材的制備納米晶體TiO2糊利用先前報告的程序來制備[Ito,S.等人Fabricationofthinfilmdyesensitizedsolarcellswithsolartoelectricpowerconversionefficiencyover10％.ThinSolidFilms516,4613-4619(2008)]。納米晶體TiO2膜通過將膠體TiO2顆粒的粘性分散體鋪展在導電玻璃載體(Tec15,Pilkington或AsahiTCO玻璃，摻雜氟的SnO2覆蓋層，在可見片電阻7-8Q/平方中透射>85％)上并且在空氣中在450℃下加熱30分鐘來制備。通過許多次絲網印刷將由摻雜氟的二氧化錫傳導玻璃上的～20nm銳鈦礦組成的TiO2透明電極控制為2μm至14μm。為了實現高功率轉換效率，～5μm散射層(400nm直徑,CCIC,HPW-400)作為光散射被沉積在透明層上。冷卻至室溫之后，將基材在70℃下在0.02MTiCl4的水溶液中處理30分鐘，用去離子水沖洗并且在450℃下在15分鐘的時間內干燥。在敏化之前，TiO2基材在30分鐘的時間內被加熱至500℃。所得的TiO2層具有12mm的厚度和68％的孔隙率，這通過N2吸附研究利用Brunauer-Emmett-Teller(BET)分析確定(C.J.Barbé等人，J.Am.Ceram.Soc.1997,80,3157)。冷卻至大約70℃之后，將基材浸沒在10-4M的化合物9在四氫呋喃和乙醇(1:1，體積比)的混合物中的溶液中4小時。制得編碼為984的高性能的基于碘化物的電解質。這種電解質含有在戊腈/乙腈(15:85v/v)的混合物中的0.6M1,3-二甲基咪唑鎓碘化物(DMII)、0.05MNaI、0.03M碘、0.1M硫氰酸胍、0.5M叔丁基吡啶和0.05MLiI。雙層納米晶體TiO2膜電極組裝有熱鍍鉑的導電玻璃電極。兩個電極由35μm厚的熱熔環分離并且通過加熱密封。內部空間填充有以上電解質。在此之后，電解質注入孔被密封。關于制造細節，參見WangP.等人,"ASolvent-Free,SeCN-/(SeCN)3-BasedIonicLiquidElectrolyteforHigh-EfficiencyDye-SensitizedNanocrystallineSolarCell",J.Am.Chem.Soc,126,2004,7164的參考文獻。實施例3：光電測量對于DSC的光電測量，輻射源是具有濾光器(Schott113)的300W氙光源(OsramXBO450，德國)，其功率通過利用配備有顏色匹配濾光器(KG-3,Schott)的參考Si光電二極管來調整為AM1.5G太陽能標準，以便使模擬光和AM1.5G之間的350-750nm的區域中的錯配降低至小于4％。入射光子至電流轉換效率(IPCE)的測量結果通過利用來自300W氙燈(ILCTechnology，USA)的入射光被標繪為激發波長的函數，所述入射光通過Gemini-180雙單色儀(JobinYvonLtd.)來聚焦。結果顯示于以下表1以及圖7和圖8中。更具體地，在540nm波長處的IPCE是98.4％，在550nm處的IPCE是92.6％，并且在700nm處的IPCE是13.4％。表1：利用基于Ullazine-芯的染料(化合物9)的DSSC的性能％太陽光VOC(mV)JSC(mAcm-2)FFPCEη(％)9.5％640.391.4580.7687.5851..3％704.177.9070.7598.23100％729.8115.380.7518.39圖7顯示了利用化合物9敏化的TiO2膜測量的IPCE光譜，其中在整個可見范圍內的IPCE值達到超過90％，并且在700nm處，其是約13％。圖8顯示了裝置的特性，即，在標準AM1.5太陽光下的開路電壓(Voc)、短路光電流密度(Jsc)、填充因子(FF)和太陽能與電力的功率轉換效率(PCE)。所獲得的Voc值是730mV，FF是0.75并且Jsc是15.4mA/cm2，產生8.39％的功率轉換效率。結論：新穎家族的Ullazine發色團被合成，該Ullazine發色團當利用碘化物/三碘化物氧化還原體系將其吸附在納米晶體TiO2膜上時意外地產生超過90％的入射光子至電子轉換效率。在標準AM1.5太陽光下利用碘化物/三碘化物氧化還原體系的Ullazine敏化的膜產生8.39％的功率轉換效率，這可通過染料和氧化還原體系例如基于一個電子的氧化還原電對諸如鈷絡合物的優化來顯著增強。實施例4：用于確定E(s+/s)、Eg和E(s+/s＊)的方法學當與在檢查中缺乏取代基的化合物的對應的值相比時，取代基對化合物的E(S+/S)(基態氧化電勢)、Eg(光帶隙)和E(S+/S*)(激發態氧化電勢)(全部相對于NHE)的影響代表可用于評估取代基作為供體或受體的品質的參數，如在本說明書中別處詳細描述的。下文，陳述了通常的(實施例4)和針對某些化合物的實施例(實施例5和6)的這些值的確定。實施例4.1：通過循環伏安法(CV)確定E(S+/S)設備：基態氧化電勢E(S+/S)通過循環伏安法(CV)利用AutolabEcoChemie循環伏安計來確定。0.1M的四丁基六氟磷酸銨(TBAPF6)在干燥的二氯甲烷中的溶液被用作電解質并且具有二茂鐵的溶劑被用作內標。使用0.12cm2工作的玻璃碳電極(GCE)、鉑絲對電極和鉑絲參考電極。在干燥的且密封的條件下使用按照購買的來自Acros的二氯甲烷。原樣使用來自Aldrich的二茂鐵。程序：向具有5個可密封的開口的火焰干燥的錐形的100mL玻璃燒瓶加入5mL的0.1M的TBAPF6在二氯甲烷中的溶液。工作電極、對電極和參考電極各自浸沒在溶液中，同時被夾至被插入到橡膠隔片中的導電夾。隔片與燒瓶的開口中的三個匹配。通過額外的隔片插入玻璃巴斯德(pasture)移液管，該玻璃巴斯德移液管被連接到干燥的無氧的壓縮氮氣罐。最后的開口蓋有橡膠隔片。N2的溫和的鼓泡進行2-3分鐘，直到背景CV光譜顯示不存在氧氣，如以下所描述的。如果設備是嚴格密封的，則18規格的針可被插入到非穿孔的隔片中以允許大氣釋放。將少量的待測化合物(2-5mg)經由注射器或小鏟通過在非穿孔的隔片處的開口干凈地加入。然后將隔片放到開口上且然后利用N2的溫和鼓泡使溶液混合10-20秒。然后通過N2的移液管提升到溶液之上并且在溶液之上保持正壓。然后電極夾被連接到AutolabEcoChemie循環伏安儀的導線。CV以2.0V/s的掃描速率以及5mV電勢步長和從1.1V至-2.0V的掃頻寬度進行測量，該掃頻寬度起始并結束于0V電勢并且首先向正電勢掃描。應注意，較慢的掃描速率通常是希望的；然而，為了看到含有ullazine的化合物的半可逆的氧化峰，快速掃描速率是必需的。具體地，化合物9需要3.0V/s第二掃描速率以看到可逆氧化(參見以下)。取兩種掃描的最小值以確保在相對于NHE大約-1.23V時不存在氧氣。電極被關掉并且少量的內標二茂鐵(0.5-1.0mg)通過非穿孔隔片被加入溶液。然后通過N2的移液管利用溫和的鼓泡被再沉浸10-20秒。然后移液管被提升到溶液之上并且在溶液之上保持正壓。電極被打開并且CV利用上述參數來測量。計算E(S+/S)：CV顯示正向偏移掃描中的兩組峰和兩組可逆的氧化峰。沒有二茂鐵的原始CV實驗僅顯示了化合物的氧化電勢。具有二茂鐵的第二CV實驗顯示了二茂鐵和化合物兩者的氧化電勢。氧化峰和可逆氧化峰的電勢被平均以得到每個組分的氧化電勢。然后二茂鐵被校準為0V，且二茂鐵和化合物的氧化電勢之間的差得出相對于二茂鐵的化合物的氧化電勢。然后，當溶劑是二氯甲烷時，化合物的氧化電勢通過增加0.70V被轉化為標準氫電極(NHE)刻度，如Angew.Chem.Int.Ed.2011,50,6619中所描述的。這個數值是E(S+/S)值。實施例4.2：利用UV-Vis吸收光譜來確定Eg和E(S+/S*)設備：Eg值由用HewlettPackard8453UV-Vis分光儀測得的UV-Vis吸收光譜來確定。原樣使用來自Aldrich的光譜級氯仿。測量利用10mm光程長度的石英比色皿來進行。程序：石英比色皿填充有氯仿，加蓋并放置于HewlettPackard8453UV-Vis分光儀中。然后采集氯仿的背景光譜。比色皿被移除、倒空并且干燥。待測量的化合物被溶解于氯仿中以得到所測得的吸光度值在0.5任意單位和1.0任意單位之間的溶液。(例如：在此顯示的3.9x10-5M化合物9溶液具有1.0任意單位的吸光度)3.0mL的這種溶液被放置在石英比色皿中并且被加蓋。比色皿被放置在HewlettPackard8453UV-Vis分光計中并且采集吸收光譜。計算Eg:UV-Vis光譜的低能量最大吸光度峰(λmax)處的以任意單位計的吸光度被報告。然后最大吸光度峰的開始λ開始或λ10％max被認為是低能量側上的低能量最大吸光度峰的10％吸光度高度。這個值可通過方程式E(eV)＝1240*λ(nm)被轉化為eV，得到Eg。計算E(S+/S*)：E(S+/S*)＝E(S+/S)-Eg，如A.Juris,V.Balzani,F.Barigelletti,S.Campagna,P.Belser,A.vonZelewsky,Coord.Chem.Rev.,1988,84,85中所闡明的。已測得E(S+/S)和Eg，E(S+/S*)可用以上方程式容易地解出。實施例5：化合物9的E(S+/S)、E(S+/S*)和Eg的確定以上計算將用具有圖11中顯示的CV曲線和圖12中顯示的UV-Vis光譜的化合物9來示例。E(S+/S)：圖11中的CV曲線利用以上描述的方法得到并且是曲線如何呈現有溶液中的二茂鐵和化合物9兩者的實例。比較圖11中的CV曲線與沒有二茂鐵的CV掃描(未畫出)，清楚的是，對于氧化峰和可逆氧化峰，代表化合物9的峰分別在688mV和510mV。為了得到化合物9的氧化電勢，這些值被平均(688mV+510mV)/2＝599mV。為了得到二茂鐵的氧化電勢，其它峰被平均(250mV+175mV)/2＝213mV。然后將參考二茂鐵的刻度設定為0V電勢。對于這一實例，如下地從化合物9中減去二茂鐵的電勢：599mV-213mV＝386mV。化合物9的氧化電勢相對于Fc+/Fc是386mV。二氯甲烷中的二茂鐵是用于NHE刻度的已知的參考化合物，如以上所引用的。為了將化合物9的氧化電勢轉化成NHE刻度，如下地將700mV加到化合物9相對于二茂鐵的氧化電勢：386mV+700mV＝1086mV～1.09V相對于NHE。這是化合物9相對于NHE的E(s+/s)值。Eg:Eg由圖12中顯示的化合物9在氯仿中的溶液的UV-Vis吸收光譜來確定。為了得到Eg，確定最低能量最大峰(λmax)。對于化合物9，該峰是575nm并且以1.0任意單位記錄吸光度。低能量側的峰繼續至對λmax峰記錄的吸光度的10％值，在這種情況下為0.1任意單位。與氯仿中的化合物9的該值相關的波長是624nm。根據以下方程式1240＝(以eV計的能量)*(以nm計的能量)＝(以eV計的能量)*(624nm)，將以nm(624)計的能量轉化為以eV計的能量(1.99)。1240/624＝1.99eV＝Eg。E(S+/S*)：根據以上引用的參考文獻，E(S+/S*)由方程式E(S+/S*)＝E(S+/S)-Eg來確定。對于化合物9，以上得到了E(S+/S)和Eg兩者。E(S+/S*)＝1.09V-1.99V＝-0.90V。實施例6：另外的化合物的E(S+/S)、E(S+/S*)和E(g)的確定根據以上實施例4和5中說明的程序進一步確定化合物C1、10和11(對于化合物10和11，參見圖2)的E(S+/S)、E(S+/S*)和E(g)。以下給出了這些結果以及對化合物9確定的值。還確定了U-1(圖3)的值。首先，應注意，對于缺乏任何取代基的化合物U-1，相對于NHE的E(S+/S)未重新確定，而是來自Gerson和Metzger,1983,Helv.Chim.Acta,66,7,2031-2043。在此(表1)，化合物1具有相對于SCE(飽和甘汞電極)+0.74V的氧化電勢，由此相對于NHE的E(S+/S)可通過增加+0.24V來計算，產生+0.96V的相對于NHE的E(S+/S)的氧化電勢。化合物U-1的E(S+/S*)由Balli和Zeller,1983,Helv.Chim.Acta,66,7,第210期,2135-2139中給出的指示來確定。化合物C1包括U-1芯結構、兩個p-O-己基苯基供體取代基，但是缺乏任何受體取代基。如可見，當比較C1的E(S+/S)和E(S+/S*)值與化合物9-化合物12的對應的值時，可以看出在芯結構的碳5處的不同的取代基強烈地增加E(S+/S*)，但是僅僅在較小的程度上影響(也增加)E(S+/S)值。例如，當比較C1與化合物9時，E(S+/S*)從-2.07V增加至-0.90V，這增加+1.17V。同時，E(S+/S)值從0.89V增加至1.09V(+0.2V)，這是相對較小的增加。因此，根據本發明，化合物9中的碳5處的取代基(其在化合物C1中不存在)是受體取代基。碳5處的取代基是式(LII)的取代基(參見以上)，具有COOH基團作為錨固基團。當比較化合物U-1的相對于NHE的E(S+/S)(0.96V)與化合物C1的相對于NHE的E(S+/S)(0.89V)，可以看出化合物C1的E(S+/S)下降(是較少正的)總體超過7％。因此，區分化合物C1與化合物U-1的碳3和碳9處的取代基是供體取代基。