[发明专利]一种高效率的联吡啶钌类染料敏化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种高效率的联吡啶钌类染料敏化剂，其特征在于，其分子结构式如式(A)所示：

式中R₁表示R₂表示n为3-9，m为7-11。

2.根据权利要求1所述的一种高效率的联吡啶钌类染料敏化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(1)将5-醛基-2-噻吩硼酸、碳链修饰的3-溴吩噻嗪、无机碱加入有机溶剂中，在惰性气体保护下加入催化剂并加热，反应完毕后冷却至室温，除去溶剂，然后萃取，对有机相干燥、过滤、旋蒸，经柱层析法纯化得到化合物(1)；

(2)将化合物(1)、1,10-邻二氮杂菲-5,6-二酮、乙酸铵加入有机溶剂中，在惰性气体保护下将反应液加热，反应完毕后冷却至室温，向反应液中加水并过滤，然后重结晶得到化合物(2)；

(3)冰浴条件下将化合物(2)加入有机溶剂中，加入强碱并搅拌，然后加入并加热，其中m为7-11，X＝Cl、Br、I，反应完毕后萃取，对有机相干燥、过滤、旋蒸，然后重结晶得到化合物(3)；

(4)惰性气体保护下，将二氯双(4-甲基异丙基苯基)钌(II)、化合物(3)加入有机溶剂中并加热反应，接着加入联吡啶双羧酸并加热反应，然后加入硫氰酸盐并加热反应，反应停止后，加水淬灭反应并过滤，然后先柱层析法纯化，再重结晶得到化合物(A)。

3.根据权利要求2所述的一种高效率的联吡啶钌类染料敏化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述5-醛基-2-噻吩硼酸、所述碳链修饰的3-溴吩噻嗪、所述无机碱和所述催化剂之间的摩尔当量比为1:(0.6-1):(3-5):(0.05-0.1)，所述碳链修饰的3-溴吩噻嗪其碳链具有4-10个碳原子，所述加热温度为90-100℃，所述催化剂为Pd(PPh₃)₄或Pd(dppf)Cl₂，所述无机碱为碳酸钠、碳酸钾、磷酸钾中任一种或几种，所述萃取的萃取剂为乙酸乙酯、二氯甲烷、三氯甲烷中任一种或几种。

4.根据权利要求2所述的一种高效率的联吡啶钌类染料敏化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述化合物(1)、所述1,10-邻二氮杂菲-5,6-二酮和所述乙酸铵之间的摩尔当量比为1:(0.9-1.1):(10-30)，所述加热温度为100-140℃。

5.根据权利要求2所述的一种高效率的联吡啶钌类染料敏化剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述化合物(2)、所述强碱和所述之间摩尔当量比为1:(2-4):(1-2.5)，所述强碱为氢化钠、氢氧化钾、氢氧化钠中任一种或几种，所述搅拌时间为1-3小时，所述加热温度为25-80℃。

6.根据权利要求2所述的一种高效率的联吡啶钌类染料敏化剂的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述二氯双(4-甲基异丙基苯基)钌(II)、所述化合物(3)、所述联吡啶双羧酸和所述硫氰酸盐之间摩尔当量比为1:(1.8-2):(1.8-2):(10-40),所述加入有机溶剂后的加热温度为80-120℃、所述加入联吡啶双羧酸后的加热温度为120-160℃、所述加入硫氰酸盐后的加热温度为120-160℃，所述反应时间均为4-8小时，所述硫氰酸盐为硫氰酸铵、硫氰酸钾、硫氰酸钠中任一种或几种。

7.根据权利要求2所述的一种高效率的联吡啶钌类染料敏化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述柱层析法选用具砂板层析柱作为固定相，填料为200-300目的硅胶，选用石油醚-乙酸乙酯为流动相，石油醚与乙酸乙酯的体积比为10:1；步骤(4)中所述柱层析法选用具砂板层析柱作为固定相，填料为200-300目的硅胶，选用甲醇-二氯甲烷为流动相，甲醇与二氯甲烷的体积比为1:20。

8.根据权利要求2所述的一种高效率的联吡啶钌类染料敏化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)、步骤(2)、步骤(3)、步骤(4)中所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、1,4-二氧六环、醋酸中任一种或几种。