[发明专利]并吡咯二酮-酞菁共轭衍生物及其制备方法与应用

权利要求书

1.式I所示并吡咯二酮-酞菁共轭衍生物，

式I中，R₁为C₁~C₃₀烷基；R₂为氢或C₁~C₃₀烷基；X为O、S或Se原子；M为Zn、Cu、Ni、Al-Cl、Mn、Ru、Fe或Co。

2.式I所示并吡咯二酮-酞菁共轭衍生物的制备方法，包括如下步骤：

（1）在无水无氧的条件下，4-溴苯-1,2-二氰基和双联频哪醇硼酸酯在正丁基锂的催化下进行反应得到式Ⅱ所示化合物；

式Ⅱ

（2）在惰性气氛下，式Ⅱ所示化合物和式Ⅲ所示化合物在碱性化合物和催化剂a的作用下进行反应得到式式Ⅳ所示化合物；

式Ⅲ    式Ⅳ

式中，R₁为C₁~C₃₀烷基；R₂为氢或C₁~C₃₀烷基；X为O、S或Se原子；

（3）式Ⅳ所示化合物和1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯在催化剂b的作用下进行反应即得式I所示并吡咯二酮-酞菁共轭衍生物。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，4-溴苯-1,2-二氰基、双联频哪醇硼酸酯和正丁基锂的摩尔份数比为1：（1~1.3）：（1~1.3）。

4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述反应的溶剂为四氢呋喃；所述溶剂的用量为：每1mmol4-溴苯-1,2-二氰基需要（3mL~6mL）所述溶剂。

5.根据权利要求2-4中任一所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述反应的温度为-40℃~-78℃，时间为1.5h~3h。

6.根据权利要求2-5中任一所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，式Ⅱ所示化合物与式Ⅲ所示化合物的摩尔份数比为（1~1.5）：1；所述催化剂a为四（三苯基膦）钯、[1,1'-双(二苯基磷)二茂铁]二氯化钯或醋酸钯，所述催化剂a与式Ⅱ所示化合物的摩尔份数比为（0.01~0.05）：1。

7.根据权利要求2-6中任一所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述反应的溶剂为甲苯、N’N-二甲基甲酰胺或乙腈；所述溶剂的用量为：每1mmol式Ⅱ所示化合物需要（4mL~6mL）所述溶剂；所述碱性化合物为碳酸钾；所述反应的温度为100℃~135℃，时间为10h~24h。

8.根据权利要求2-7中任一所述的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，所述催化剂b为氯化锌或氯化铜；式Ⅳ所示化合物、1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯与催化剂b的摩尔份数比为1：（1~1.2）：（1.3~1.6）；所述反应的溶剂为正戊醇，所述溶剂的用量为：每1mmol式Ⅳ所示化合物需要（20mL~35mL）所述溶剂；所述反应的温度为125℃~140℃，时间为4.5~6h。

9.式I所示并吡咯二酮-酞菁共轭衍生物在制备有机太阳能电池中的应用。

10.一种有机太阳能电池，其特征在于：所述有机太阳能电池的活性层包括式I所示并吡咯二酮-酞菁共轭衍生物。