[发明专利]一种螺芴类衍生物及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种螺芴类衍生物，其特征在于，其结构如式(I)所示；

式(I)中，R¹、R²、R³和R⁴为端基受体基团，独立地选自如式(I-a)、式(I-b)或式(I-c)所示的基团：

式(I-a)、式(I-b)和式(I-c)中，“*”表示连接位置。

2.根据权利要求1所示的螺芴类衍生物，其特征在于，所述的螺芴类衍生物为化合物I-1，化合物I-2或化合物I-3；

化合物I-1的结构式如下：

化合物I-2的结构式如下：

化合物I-3的结构式如下：

3.根据权利要求1或2所述的螺芴类衍生物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)在惰性气体保护下，钯催化剂存在的条件下，4，7-二溴苯并噻二唑与4-己基-2-三丁基锡噻吩发生Stille偶联反应，经后处理得到化合物II，化合物II的结构如下：

(2)在惰性气体保护下，化合物II与N，N-二甲基甲酰胺和三氯氧磷进行维尔斯迈尔-哈克反应，经后处理得到化合物III，化合物III的结构如下：

(3)在避光条件下，化合物III与N-溴代丁二酰亚胺发生溴代反应，经后处理得到化合物IV，化合物IV的结构如下：

(4)在惰性气体保护下，在钯催化剂和碱存在的条件下，化合物IV和双螺芴四硼酸酯在水和有机溶剂两相体系中，发生Suzuki偶联反应，经后处理得到化合物V，化合物V的结构如下：

双螺芴四硼酸酯的结构如下：

(5)在惰性气体保护下，溶剂和催化剂存在条件下，化合物V和含受体端基单体发生费纳格尔缩合反应，得到所述的螺芴类衍生物；

所述的含受体端基单体为丙二腈、氰基乙酸辛酯和3-乙基饶丹宁中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的螺芴类衍生物的制备方法，其特征在于，所述的含受体端基单体为丙二腈、氰基乙酸辛酯或3-乙基饶丹宁。

5.根据权利要求3或4所述的螺芴类衍生物的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的后处理包括使用三氯甲烷和乙醇的混合溶剂进行重结晶。

6.根据权利要求5所述的螺芴类衍生物的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的混合溶剂中三氯甲烷和乙醇的体积比为1∶0.8～1.2。

7.根据权利要求3或4所述的螺芴类衍生物的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述的有机溶剂为甲苯。

8.根据权利要求3或4所述的螺芴类衍生物的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，所述的催化剂为烷基胺。

9.根据权利要求8所述的螺芴类衍生物的制备方法，其特征在于，所述的烷基胺为三乙胺。

10.一种应用于有机太阳能电池领域的小分子材料，其特征在于，包括权利要求1或2所述的螺芴类衍生物。