本發(fā)明公開了一種雙吩噻嗪基D?π?A型有機(jī)染料及其制備方法。以雙吩噻嗪?苯基胺作為D單元，噻吩作為共軛橋連單元，氰基丙烯酸作為受體單元。本發(fā)明提供的雙吩噻嗪基D?π?A有機(jī)染料的合成路線，制得的雙吩噻嗪基D?π?A有機(jī)染料，對(duì)可見光區(qū)的太陽(yáng)光具有較好的吸收。在DSSC中具有很好的應(yīng)用潛力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于太陽(yáng)能電池方向，具體涉及到一種雙吩噻嗪基D-π-A型有機(jī)染料及其制備方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，染料敏化太陽(yáng)能電池（Dye-Sensitized Solar Cells, DSSC）由于具有生產(chǎn)成本低、工藝簡(jiǎn)單、光電轉(zhuǎn)換效率高，從而受到諸多學(xué)者的廣泛關(guān)注。在諸多染料中，吩噻嗪基染料具有特別良好的空穴傳輸性能、剛性結(jié)構(gòu)和大的π共軛體系，因此以吩噻嗪基作為供體單元（D單元）的染料分子具有較高的光電轉(zhuǎn)換效率（材料導(dǎo)報(bào)2018，15，2538-2541），在染料分子工程中頗有研究意義。另外，三苯胺具有良好的給電子性能，被廣泛應(yīng)用于純有機(jī)類DSSC中（Energies 2020，13，4637）。

基于上述分析，本發(fā)明設(shè)計(jì)合成一種雙吩噻嗪基D-π-A型有機(jī)染料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種雙吩噻嗪基D-π-A型有機(jī)染料及其制備方法。

本發(fā)明以雙吩噻嗪-苯基胺作為D單元，噻吩作為共軛橋連單元，氰基丙烯酸作為受體單元。

本發(fā)明的雙吩噻嗪基D-π-A型有機(jī)染料的分子結(jié)構(gòu)如圖1所示，具體合成路線如圖2所示。

制備上述雙吩噻嗪基D-π-A型有機(jī)染料的具體步驟為：

(1) 量取適量的乙酸（CH₃COOH）溶液加入兩口瓶中，稱取1摩爾份中間體1溶于CH₃COOH溶液，冰水浴反應(yīng)，當(dāng)溫度達(dá)到0°C時(shí)，加入3.6摩爾份硝酸溶液，反應(yīng)期間用薄層色譜跟蹤反應(yīng)至反應(yīng)物濃度基本不變，停止反應(yīng)。后處理：旋干，加入適量C₂H₅OH:H₂O=6:1溶液，形成沉淀，最終得到橙黃色沉淀，真空干燥箱烘干至恒重，得中間產(chǎn)物2。

(2) 量取適量的四氫呋喃（THF）：乙醇（EtOH）：水（H₂O）=4：4：2溶液加入兩口瓶中，再將1摩爾份產(chǎn)物2，5摩爾份鐵粉和10摩爾份NH₄Cl全部加入兩口瓶中，升溫回流，反應(yīng)期間用薄層色譜跟蹤反應(yīng)至反應(yīng)物濃度基本不變，停止反應(yīng)。后處理：冷卻，萃取（用飽和食鹽水洗滌數(shù)次），收集有機(jī)相，旋干，中性氧化鋁柱色譜分離（二氯甲烷/石油醚，梯度淋洗），收集產(chǎn)物，旋干得黑色油狀液體，真空干燥箱烘干至恒重，得中間產(chǎn)物3。

(3) 稱取2摩爾份產(chǎn)物3、1摩爾份中間體4、0.1摩爾份[1,1'-雙(二苯基膦基)二茂鐵]二氯化鈀和3.25摩爾份叔丁醇鈉溶于適量的甲苯溶液于兩口瓶中，惰性氣體保護(hù)下，再加入0.05摩爾份醋酸鈀，升溫回流，用薄層色譜跟蹤反應(yīng)至反應(yīng)物濃度基本不變，停止反應(yīng)。后處理：冷卻，旋干，二氯甲烷(DCM)溶解，水洗，萃取，收集有機(jī)相，旋干，中性氧化鋁柱色譜分離，即二氯甲烷/石油醚，梯度淋洗，收集產(chǎn)物，旋干得淡紅色油狀液體，真空干燥箱烘干至恒重，得中間產(chǎn)物5。

(4) 量取適量的甲苯溶液于兩口瓶中，依次加入1摩爾份產(chǎn)物5、5摩爾份1,4-二溴苯，0.05摩爾份1,1'-雙(二苯基膦基)二茂鐵和3摩爾份叔丁醇鈉溶于的甲苯溶液中，惰性氣體保護(hù)下，再加入0.05摩爾份醋酸鈀，升溫回流，用薄層色譜跟蹤反應(yīng)至反應(yīng)物濃度基本不變，停止反應(yīng)。后處理：冷卻，旋干，二氯甲烷(DCM)溶解，水洗，萃取，收集有機(jī)相，旋干，中性氧化鋁柱色譜分離，即二氯甲烷/石油醚，梯度淋洗，收集產(chǎn)物，旋干得淡綠色油狀，真空干燥箱烘干至恒重，得中間產(chǎn)物6。