[发明专利]一类吩噻嗪基苯并噻二唑染料及其制备方法以及使用该染料的染料敏化太阳能电池

权利要求书

1.一类吩噻嗪基苯并噻二唑染料，其特征在于：所述吩噻嗪基苯并噻二唑染料的分子结构通式(I)为：

其中，Acceptor代表具有分子结构(II)-(V)

中的任意一种基团；

所述R为己基；所述Ar₁、Ar₂、Ar₃、Ar₄为氢原子。

2.根据权利要求1所述的吩噻嗪基苯并噻二唑染料，其特征在于：所述吩噻嗪基苯并噻二唑染料的分子结构通式(I)中的吩噻嗪基团与咔唑基团通过间位苯进行连接,形成具有分子结构式(VI)-(IX)的吩噻嗪基苯并噻二唑染料PTZ-BTH-1(VI)、PTZ-BTH-2(VII)、PTZ-BTH-3(VIII)和PTZ-BTH-4(IX)：

3.一种制备权利要求1至2中任一项所述的吩噻嗪基苯并噻二唑染料的方法，其特征在于，主要包括以下步骤：

步骤(1)、中间产物1、2和3的制备：

S11、将吩噻嗪和溴代烷基通过烷基化反应得到中间产物1；

S12、将所得中间产物1与溴代试剂NBS反应得到中间产物2；

S13、将所得中间产物2与3-(9H-咔唑-9-基)苯硼酸在碱性条件下，通过四(三苯基膦)钯催化发生suzuki偶联反应得到中间产物3；

步骤(2)、中间产物4、5和6的制备：

S21、将步骤(1)所得的中间产物3与联硼酸频钠醇酯在1,1'-双二苯基膦二茂铁二氯化钯的催化下发生suzuki偶联反应得到中间产物4；

S22、将4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷-2-基)苯甲酸乙酯与4,7-二溴苯并[C][1,2,5]噻二唑在碱性条件下，通过四(三苯基膦)钯催化发生suzuki偶联反应得到4-(7-溴苯并[c][1,2,5]噻二唑-4-基)苯甲酸乙酯，即中间产物5；

S23、将4-乙炔基苯甲酸乙酯与4,7-二溴苯并[C][1,2,5]噻二唑在碱性条件下，通过四(三苯基膦)钯催化发生suzuki偶联反应得到4-((7-溴苯并[c][1,2,5]噻二唑-4-基)乙炔基)苯甲酸乙酯，即中间产物6；

步骤(3)、中间产物7的制备：

S3、将中间产物4和7-溴苯并[c][1,2,5]噻二唑-4-甲醛在碱性条件下，通过四(三苯基膦)钯催化发生suzuki偶联反应得到中间产物7；

步骤(4)、中间产物8和9的制备：

S41、将中间产物4和5在碱性条件下，通过四(三苯基膦)钯催化发生suzuki偶联反应得到中间产物8；

S42、将中间产物4和6在碱性条件下，通过四(三苯基膦)钯催化发生suzuki偶联反应得到中间产物9；

步骤(5)、最终产物PTZ-BTH-1、PTZ-BTH-2、PTZ-BTH-3和PTZ-BTH-4的制备：

S51、将中间产物7与氰基乙酸或2-硫代-4-氧代-3-噻唑烷乙酸进行Knoevenagel缩合反应，得到最终产物PTZ-BTH-1；

S52、将中间产物7与2-硫代-4-氧代-3-噻唑烷乙酸进行Knoevenagel缩合反应，得到最终产物PTZ-BTH-2；

S53、将中间产物8通过水解反应得到最终产物PTZ-BTH-3；

S54、将中间产物9通过水解反应得到最终产物PTZ-BTH-4。

4.根据权利要求3所述的吩噻嗪基苯并噻二唑染料的制备方法，其特征在于，制备过程中产生的中间产物1-9的分子结构式分别为(X)-(XVIII)：

5.一种染料敏化太阳能电池，其特征在于：所述染料敏化太阳能电池由权利要求1至2中任一项所述的吩噻嗪基苯并噻二唑染料制成。

6.根据权利要求5所述的染料敏化太阳能电池，其特征在于，所述染料敏化太阳能电池包括导电玻璃、纳米二氧化钛多孔半导体薄膜、电解质、对电极和光敏剂，所述光敏剂由所述吩噻嗪基苯并噻二唑染料制得。