[发明专利]用于制备杂芳基基团二取代的苯并杂[1，3]二唑化合物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制备杂芳基基团二取代的苯并杂[1，3]二唑化合物的方法。

更具体地，本发明涉及一种用于制备杂芳基基团二取代的苯并杂[1，3]二唑化合物的方法，该方法包括使至少一种二取代的苯并杂[1，3]二唑化合物与至少一种杂芳基化合物反应。

该杂芳基基团二取代的苯并杂[1，3]二唑化合物可有利地用于构造发光聚太阳能器(LSC)。此外，该杂芳基基团二取代的苯并杂[1，3]二唑化合物可有利地用于在刚性和柔性基体上构造光伏器件，诸如，例如光伏电池、光伏模组、太阳能电池、太阳能模组。该杂芳基基团二取代的苯并杂[1，3]二唑化合物还可有利地在半导体聚合物的制备中用作单体单元的前驱体。

背景技术

已知的是聚合物或硅光伏电池能够有效利用所有的太阳辐射。实际上，其效率仅在一定光谱范围内为最大的，该一定光谱范围包括一部分可见光辐射和一部分红外线辐射。

在最佳光谱范围之外捕获太阳辐射且将其转换为有效辐射的光谱转换器材料可用于提高光伏电池的性能。此外，发光聚太阳能器可用这些材料制备，这些材料允许进一步增加光伏电池的电流的产生。

该发光聚太阳能器通常由太阳辐射可透过的大片材料组成，大片材料中分散有荧光物质，荧光物质作为光谱转换器。由于全反射的光学现象的作用，荧光分子发出的辐射被朝向片的薄边“引导”，在薄边处该辐射集中在位于该处的光伏电池或太阳能电池上。这样，低成本材料(光致发光片)的大表面可用于将光集中在高成本材料(光伏电池或太阳能电池)的小表面上。

已知的是，一些苯并噻二唑化合物(特别是4,7-二-2-噻吩基-2，1，3-苯并噻二唑(DTB))为可在发光聚太阳能器中用作光谱转换器材料的荧光化合物。这类材料描述在申请人名下的意大利专利申请MI2009A001796中。

4,7-二-2-噻吩基-2，1，3-苯并噻二唑(DTB)还用于合成诸如太阳能电池的光伏器件的构造中使用的电子-给体聚合物，如描述，例如，在“Organic Photovoltaics：Mechanism，Materials and Devices”(2005)，Wiley Ed.，第17章中的。

4,7-二-2-噻吩基-2，1，3-苯并噻二唑(DTB)为非常相关的化合物，其合成现在为很多研究的主题。

4,7-二-2-噻吩基-2，1，3-苯并噻二唑(DTB)通常通过Stille反应、通过使4,7-二溴-2，1，3-苯并噻二唑和过量三-正丁基(噻吩-2-基)锡烷反应来制备。该反应通常在包含钯的催化剂的存在下、在60℃至145℃范围内的温度下、在溶剂(诸如，例如甲苯、二甲苯、1，2-二甲氧基乙烷、四氢呋喃、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺)的存在下进行在35分钟至18小时范围内的时间。产率通常在70％至98％范围内。

根据Kitamura等在“Chemistry ofMaterial”(1996)，第8卷，第570-578页中描述的，例如4,7-二-2-噻吩基-2，1，3-苯并噻二唑(DTB)可通过使4,7-二溴-2，1，3-苯并噻二唑与三-正丁基(噻吩-2-基)锡烷在四氢呋喃的存在下、在66℃下反应3小时来制备。双(三苯基膦)二氯化钯(II)[PdCl₂(PPh₃)₂]以每100摩尔4,7-二溴-2，1，3-苯并噻二唑等于2摩尔的量作为催化剂使用。反应结束时，通过在减压下蒸发除去溶剂且通过在硅胶色谱柱上使用二氯甲烷／己烷(1／1体积／体积)的混合物作为洗脱剂洗脱来纯化获得的残留物，获得4,7-二-2-噻吩基-2，1，3-苯并噻二唑(DTB)，产率等于82％。

类似方法由Kim等描述在“Journal of Material Chemistry”(2008)，第18卷，第5223-5229页中，其中4,7-二-2-噻吩基-2，1，3-苯并噻二唑(DTB)可通过使4,7-二溴-2，1，3-苯并噻二唑与三-正丁基(噻吩-2-基)锡烷在四氢呋喃的存在下、在66℃下反应3小时来制备。双(三苯基膦)二氯化钯(II)[PdCl₂(PPh₃)₂]用作催化剂。还是在这种情况下，反应结束时，通过在减压下蒸发除去溶剂且通过在硅胶色谱柱上使用二氯甲烷／己烷(1／1体积／体积)的混合物作为洗脱剂洗脱来纯化获得的残留物，获得4,7-二-2-噻吩基-2，1，3-苯并噻二唑(DTB)，产率等于88％。