[发明专利]富勒烯衍生物的分离方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种富勒烯衍生物的分离方法。

背景技术

聚合物太阳能电池中，光活化层材料占据了核心的地位，是电池性能优劣的关键，光活化层是由充当电子给体材料的共轭聚合物和充当电子受体材料的富勒烯衍生物构成的。其中富勒烯单加成物衍生物(IC₆₀MA)，其结构式如I所示，双加成物衍生物(IC₆₀BA)，其结构式如II所示具有高LUMO(最低未占轨道)能的特点，是新一代的电子受体材料。

IC₆₀MA与IC₆₀BA作为新一代的电子受体材料，受到了光伏电池研究者的关注。如采用IC₆₀BA作为电子受体材料制成的反转聚合物光伏电池，已经获得了6.0％的光电转换效率。但是作为电子级的受体材料，富勒烯衍生物特别是双加成物衍生物的纯度对光伏电池性能的影响至关重要。

富勒烯衍生物茚-C₆₀是由茚和C₆₀目前一般是在溶剂存在的情况下进行[4+2]环加成反应得到，由于反应体系中茚大过量，因此得到的富勒烯衍生物中有多加成、三加成、双加成、单加成产物。这些加成物的极性相似，导致分离非常困难。例如世界专利申请WO 2008/018931公开了一种富勒烯衍生物茚-C₆₀分离方法，该方法采用甲苯作为淋洗液，采用Cosmosil Buckyprep(250×4.6mm)分析柱、Agilent 1100液相色谱在330nm下对茚-C₆₀加成物进行分离，得到洗脱时间为4分钟的双加成衍生物及洗脱时间为5.4分钟单加成衍生物，所收集的组分分析显示双加成衍生物纯度约为95％，其中含有双加成物衍生物IC₆₀BA异构体2种。单加成衍生物纯度约为98％。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足和缺陷，提供一种不但能有效分离富勒烯衍生物，而且得到的富勒烯衍生物纯度较高的富勒烯衍生物分离方法。本发明的富勒烯衍生物分离方法可以实现富勒烯衍生物双加成物衍生物IC₆₀BA、富勒烯衍生物单加成物衍生物IC₆₀MA的有效分离，2种产物纯度均不小于99％，其中分离出的双加成衍生物中含有7种富勒烯双加成物衍生物异构体。

本发明采用COSMOSIL Buckyprep Packed Column色谱柱，选配有机淋洗液，设计淋洗梯度，实现了对富勒烯双加成衍生物IC₆₀BA的有效分离。

本发明的富勒烯衍生物的分离方法，包括以下步骤：将进行[4+2]环加成反应得到富勒烯衍生物混合样品，用四氢呋喃溶解配制成质量浓度为2×10^-5g/ml的样品溶液，注入COSMOSIL Buckyprep Packed Column色谱柱，淋洗液为四氢呋喃和正己烷混合溶液，设定淋洗液流速0～10分钟为0.6～0.8ml/min，10.01～15分钟为1.0～1.2ml/min，15.01～30分钟为1.5ml/min的梯度淋洗，收集8.01-12.00min、12.01-20.00min分钟流出淋洗液，负压蒸除8.01-12.00min收集淋洗液得到富勒烯双加成物衍生物，负压蒸除12.01-20.00min分钟收集淋洗液得到富勒烯单加成物衍生物。所述色谱柱规格为4.6mm l.D.×250mm，5μm，高纯硅胶为填料，以芘基异丙基类(pyrenylpropyl group)为固定相；所述四氢呋喃和正己烷体积比为60％～40％∶40％～60％。