[发明专利]一种有机太阳能电池用小分子给体化合物及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种有机太阳能电池用小分子给体化合物，其特征在于，所述给体化合物的化学结构如结构式I所示：

其中X₁、X₂、X₃和X₄为H-、F-或Cl-中的任意一种，并且X₁、X₂、X₃或X₄中至少一个为F-或Cl-；

R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆、R₇或R₈为H-、碳原子数为2～20的直链型烷基、碳原子数为2～20的支链型烷基、碳原子数为2～20的直链型烷氧基或碳原子数为2～20的支链型烷氧基中的任意一种或几种。

2.根据权利要求1所述的给体化合物，其特征在于，所述给体化合物包括结构式I-1～I-14的化合物：

3.权利要求1～2任一项所述给体化合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法的反应通式如下所示：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将反应物I置于绝水有机溶剂中溶解，然后在-0℃以下和惰性气体保护的条件下缓慢加入n-BuLi，反应20min以上，再加入反应物Ⅱ，室温搅拌反应过夜，第二天继续加入SnCl-2H₂O和HCl，反应直至反应体系颜色变至棕色，反应结束后依次进行非水溶性的有机溶剂萃取、去离子水洗涤、干燥剂干燥和减压浓缩至干燥，再进行柱层析分离，得到白色固体即中间体I；

(2)将中间体I置于绝水有机溶剂中溶解，然后在0℃以下和惰性气体保护的条件下缓慢加入n-BuLi，反应20min以上，反应体系呈亮黄色后加入Sn(CH₃)₃Cl，室温搅拌反应过夜，反应结束后，依次用非水溶性的有机溶剂萃取、去离子水洗涤、干燥剂干燥和减压浓缩至干燥，进行重结晶，得到淡黄色固体中间体Ⅱ；

(3)将中间体Ⅱ和反应物Ⅲ溶解于常见的有机溶剂中，鼓泡排气后加入Pd(PPh₃)₄，惰性气体保护下搅拌回流至反应体系呈黄色，反应结束后减压浓缩至干燥后，进行柱层析分离，并在柱层析后用甲醇洗涤，得到红色固中间体Ⅲ；

(4)将中间体Ⅲ和反应物Ⅳ溶解于有机溶剂中，并在惰性气体保护下，滴入DBU，室温反应至体系颜色呈深红色，待反应结束后进行减压浓缩至干燥，柱层析分离，并在柱层析后用甲醇洗涤，得到紫黑色固体结构式I所示的小分子给体化合物。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述反应物I、n-BuLi、反应物Ⅱ、SnCl-2H₂O和HCl的摩尔比为1.0:1.1～1.5:0.4～0.6:5～6:5～7；

步骤(2)中所述中间体I、n-BuLi和Sn(CH₃)₃Cl的摩尔比为1.0:2.1～2.5:2.1～2.5

步骤(3)中所述中间体Ⅱ、反应物Ⅲ和Pd(PPh₃)₄的摩尔比为1.0:2.0～2.4:0.03～0.04；

步骤(4)中所述中间体Ⅲ、反应物Ⅳ和DBU的摩尔比为1.0:9～11:0.4～0.7；

步骤(1)、(2)和(4)中所述有机溶剂为四氢呋喃、二氯甲烷、三氯甲烷或甲苯中的任意一种。

6.权利要求1～2任一项所述给体化合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法的反应通式如下所示：