專利名稱：利用微波反應制備茚-C₆₀雙加成物的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于有機化工領域的制備，具體為一種利用微波反應制備茚-C6tl雙加成物 的方法。自從1995年，Yu Gang發(fā)現了聚對苯乙炔衍生物與富勒烯(C6tl)之間的超快電荷 傳輸以來，C6tl及其衍生物由于具有高的電子遷移率和電子親和能，而被確認為聚合物本體 異質結薄膜光伏電池中理想的電子受體材料。但是C6tl在有機溶劑中較差的溶解性制約了 本體異質結薄膜的制備。為了改善C6tl在有機溶劑中的溶解性，在其表面弓I入取代基得到的 C60衍生物，如[6，6]-苯基-C61- 丁酸甲酯(PC61BM)和[6，6]-苯基-C71- 丁酸甲酯(PC71BM), 在氯仿、四氫呋喃、甲苯、氯苯、鄰二氯苯等中具有良好的溶解性，是目前應用最為廣泛的電 子受體材料。但是這兩種材料的LUMO能較低，這制約了聚合物本體異質結光伏電池開路電 壓的提高；此外PC61BM和PC71BM在可見光區(qū)的吸收不佳，這會影響到聚合物本體異質結光 伏電池的短路電流；更為嚴重的是，PC61BM和PC71BM需要5步化學反應合成，收率低、價格昂 貴，這些問題都限制了聚合物光伏電池的進一步發(fā)展。因此，一種高效、低成本的新型受體 材料的開發(fā)迫在眉睫。將具有共軛特性的茚引入C6tl的表面，能夠獲得改進的LUMO能以及增強的可見光 區(qū)吸收。Puplovskis 等(TfeiraAei/ro/ Lett.，1997，38，285-288)通過[4+2]環(huán)加成反應， 將茚單加成于C6tl上，得到了含一個單茚取代富勒烯衍生物；中國發(fā)明專利CN 101529610A 描述了通過Puplovskis等報道的方法合成，并以富勒烯專用液相分析柱分析，不僅得到了 茚-C6tl單加成物，同時也得到了茚-C6tl雙加成物，并將這類新的富勒烯衍生物用于有機光伏 器件研究；李永舫等 U； Am. Chem. 5bc.，2010，7忍，5532-5537)對 Puplovskis 等的合成 工藝進行了一定的改進，使茚-C6tl雙加成物收率達到34%。將茚-C6tl雙加成物與聚(3-己 基)噻吩制成聚合物光伏器件，已經獲得了高達6. 48%的光電轉換效率，比聚(3-己基)噻 吩與PC61BM制成的聚合物光伏器件5%的最高光電轉換效率提高了 30%。因此茚-C6tl雙加 成物是一種更為優(yōu)異的電子受體材料。茚-C6tl雙加成物的結構式如下式所示
但是，這些現有技術中合成茚-C6tl雙加成物的方法較少，且存在一些缺點，例如， Puplovskis等以鄰二氯苯作溶劑，需要在大于180°C的溫度下反應12小時；李永舫等以 1，2，4-三氯苯作溶劑，需要在大于214°C的溫度下反應12小時，且茚-C6tl雙加成物的最高 收率只有34%。這些技術中，反應周期較長以及反應選擇性過低，不利于茚-C6tl雙加成物的 成本的降低，限制了其規(guī)模化生產。
背景技術：

發(fā)明內容
針對上述現有技術存在的缺陷或不足，本發(fā)明的目的在于提供一種利用微波反應 制備茚-C6tl雙加成物的方法，該方法耗能少、反應迅速、能夠縮短反應時間，有更高的反應 轉化率和收率。為了實現上述任務，本發(fā)明采取的技術解決方案如下
一種利用微波反應制備茚-C6tl雙加成物的方法，其特征在于，該方法將C6tl、茚放入帶有 攪拌器、冷凝管和溫度計的三口瓶中，加入溶劑混合均勻，置于微波反應器中，其中，C60和茚 的摩爾比為1 :5 1 :50，在氮氣保護下，在功率為300 1000W的微波輻射下攪拌反應5 分鐘到2小時，經甲醇沉降后提純，得到茚-C6tl雙加成物。本發(fā)明利用微波反應制備茚-C6tl雙加成物，借助微波能量場每秒24. 5億次的正負 極性變換，驅動反應體系內分子發(fā)生高速運動和相互碰撞，極大地提高了化學反應速率，使 制備茚-C6tl雙加成物的時間從12小時縮短至5分鐘到2小時，同時，也使茚-C6tl雙加成物 在產物混合體系中的含量增加，提高了反應轉化率和收率。
具體實施例方式下面通過發(fā)明人給出的實施例對本發(fā)明作進一步闡述，目的在于更好地理解本發(fā) 明，所舉實施例是較優(yōu)的例子，本發(fā)明不限于這些實施例。本發(fā)明的利用微波反應制備茚-C6tl雙加成物的方法，將C6tl和茚按一定比例放入帶 有攪拌器、冷凝管、溫度計的三口瓶中，加入溶劑攪拌均勻后，置于微波反應器中，在氮氣保 護下，在一定功率的微波輻射下進行攪拌反應，經甲醇沉降后提純，得到目標產物茚-C6tl雙 加成物。利用微波反應制備茚-C6tl雙加成物按下式步驟進行。
權利要求
一種利用微波反應制備茚 C60雙加成物的方法，其特征在于，該方法將C60、茚放入帶有攪拌器、冷凝管和溫度計的三口瓶中，加入溶劑混合均勻，置于微波反應器中，其中，C60和茚的摩爾比為15～150，在氮氣保護下，在功率為300～1000W的微波輻射下攪拌反應5分鐘到2小時，經甲醇沉降后提純，得到茚 C60雙加成物。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的C6tl和茚的摩爾比為1:20。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述溶劑為1，2，4-三氯苯或鄰二氯苯。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述微波輻射下攪拌反應時間為30分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用微波反應制備茚-C60雙加成物的方法，其特征在于，該方法將C60、茚放入帶有攪拌器、冷凝管和溫度計的三口瓶中，加入溶劑混合均勻，置于微波反應器中，其中，C60和茚的摩爾比為15～150，在氮氣保護下，在功率為300～1000W的微波輻射下攪拌反應5分鐘到2小時，經甲醇沉降后提純，得到茚-C60雙加成物。該方法耗能少、反應迅速、能夠縮短反應時間，有更高的反應轉化率和收率。
文檔編號C07C13/64GK101982449SQ20101052073
公開日2011年3月2日 申請日期2010年10月27日 優(yōu)先權日2010年10月27日
發(fā)明者叢志遠, 劉建群, 劉紅利, 杜渭松, 蔣忠亮, 賈林, 陳冬, 高潮 申請人:西安近代化學研究所