1.芘稠环核类非富勒烯有机小分子受体材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,将1,3,6,8‑四溴芘化合物与高碘酸钠混合后进行酮化反应,得到中间化合物a,中间化合物a的结构式为:步骤2,以乙酸为溶剂,中间化合物a与1,2苯二胺混合后进行缩合反应,得到中间化合物b,中间化合物b的结构式为:步骤3,以1,4二氧六环为溶剂,中间化合物b与联硼酸频那醇酯混合后进行硼酸酯化反应,得到中间化合物c;或者是,以四氢呋喃为溶剂,中间化合物b与三甲基甲硅烷基乙炔混合后进行TMS化反应,得到中间化合物d;以四氢呋喃为溶剂,中间化合物d与四丁基氟化铵混合后进行脱TMS反应,得到中间化合物e;
中间化合物c的结构式为:
中间化合物d的结构式为:
中间化合物e的结构式为:
步骤4,中间化合物c与PDI‑T‑Br进行铃木偶联反应,获得PyBTPDI;或,中间化合物c与TDI进行铃木偶联反应,获得PyBTTDI;
或,中间化合物e与PDI‑T‑Br进行铃木偶联反应,获得PyBTPDIE;或,中间化合物e与TDI进行铃木偶联反应,获得PyBTTDIE;
PDI‑T‑Br的结构式为:
TDI的结构式为:
PyBTPDI的结构式为:
PyBTTDI的结构式为:
PyBTPDIE的结构式为:
PyBTTDIE的结构式为:
所述PyBTPDI、PyBTTDI、PyBTPDIE和PyBTTDIE均为芘稠环核类非富勒烯有机小分子受体材料;
所述PyBTPDI、PyBTTDI、PyBTPDIE和PyBTTDIE中的R结构式为:
2.根据权利要求1所述的芘稠环核类非富勒烯有机小分子受体材料的制备方法,其特征在于,步骤1中,将1,3,6,8‑四溴芘、高碘酸铵和RuCl3.xH2O混合搅拌后加入CH3CN和H2O,在110~120℃反应15~24小时,反应结束后蒸发去除有机溶剂,将挥发产物抽滤后,洗涤得到中间化合物a;其中1,3,6,8‑四溴芘、高碘酸铵和RuCl3.xH2O的质量比为:3.37~6.74g:
13.25~26.50g:135~270mg;所述1,3,6,8‑四溴芘、CH3CN和H2O的混合比例为:3.37~
6.74g:150~300mL:33.76~67.50mL。
3.根据权利要求1所述的芘稠环核类非富勒烯有机小分子受体材料的制备方法,其特征在于,步骤2中,混合中间化合物a和1,2苯二胺后加入乙酸,在110~120℃反应9~10小时,反应结束后抽滤去除乙酸,洗涤抽滤产物后得到中间体b;所述中间化合物a、1,2苯二胺和乙酸的混合比例为1.4~2.8g:0.54~1.08g:245~490mL。
4.根据权利要求1所述的芘稠环核类非富勒烯有机小分子受体材料的制备方法,其特征在于,步骤3中,将1,4二氧六环、中间化合物b、联硼酸频那醇酯、1,1'‑双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯和醋酸钾混合,在80~90℃反应40~50小时,反应结束后将反应产物至于甲醇中进行第一次抽滤,将第一次抽滤产物通过甲苯热洗,将热洗产物再次通过甲醇进行第二次抽滤,将第二次抽滤产物通过三氯甲烷热洗,将热洗产物抽滤后蒸发,蒸发产物通过甲醇甲苯洗至紫外光下无蓝光,获得中间化合物c;1,4二氧六环、中间化合物b、联硼酸频那醇酯、[1,1'‑双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯和醋酸钾的混合比例为:9~18mL:150~
300mg:425~850mg:15.25~30.50mg:61.30~122.60mg。
5.根据权利要求1所述的芘稠环核类非富勒烯有机小分子受体材料的制备方法,其特征在于,步骤3中,将四氢呋喃、二异丙胺和中间化合物b混合后,在0℃下搅拌10~15分钟后,在反应体系中加入PdCl2(PPh 3)2、CuI和PPh3,将反应体系在0℃下搅拌20~30分钟后,加入三甲基甲硅烷基乙炔,反应体系在60~70℃反应40~50小时;将反应得到的体系萃取,将萃取产物洗涤干燥后获得中间化合物d;四氢呋喃、二异丙胺、中间化合物b、PdCl2(PPh
3)2、CuI和PPh3的混合比例为:21.50~42.10mL:21.50~43.00mL:1.5~3.0g:145.6~
291.2mg:39~78mg:108.8~217.6mg;
将四氢呋喃、中间化合物d和TBAF混合后,在20~30℃下反应1~1.5h后,将反应后的体系抽滤,将抽滤产物洗涤干燥后获得中间化合物e;四氢呋喃、中间化合物d和TBAF的混合比例为:4.35~9.70mL:60~120mg:0.31~0.62mmol。
6.根据权利要求1所述的芘稠环核类非富勒烯有机小分子受体材料的制备方法,其特征在于,步骤4中,中间化合物c与PDI‑T‑Br进行铃木偶联反应的过程为:将DMF、中间化合物c和PDI‑T‑Br混合后,在氮气环境下加入K2CO3和Pd(PPh3)4,在110~
120℃下反应,反应停止后,将反应后的体系进行萃取,将萃取产物干燥后,通过柱色谱法纯化获得PyBTPDI;DMF、中间化合物c、PDI‑T‑Br、K2CO3和Pd(PPh3)4的混合比例为13~26mL:
13.19~26.38mg:100~200mg:2.5~5.0mL:8~16mg。
7.根据权利要求1所述的芘稠环核类非富勒烯有机小分子受体材料的制备方法,其特征在于,步骤4中,中间化合物c与TDI进行铃木偶联反应的过程为:将DMF、中间化合物c和TDIr混合后,在氮气环境下加入K2CO3和Pd(PPh3)4,在110~120℃下反应至反应停止后,将反应后的体系进行萃取,将萃取产物干燥后,通过柱色谱法纯化获得产物PyBTTD;DMF、中间化合物c、TDI、K2CO3和Pd(PPh3)4的混合比例为:10~20mL:11.20~
22.40mg:63.50~127.10mg:2.0~4.0mL:5.5~11.0mg。
8.根据权利要求1所述的芘稠环核类非富勒烯有机小分子受体材料的制备方法,其特征在于,步骤4中,中间化合物e与PDI‑T‑Br进行铃木偶联反应的具体过程为:将二异丙胺、甲苯、中间化合物e、PDI‑T‑Br、Pd(PPh3)4和碘化亚铜混合后,在氮气环境下,在100~110℃搅拌反应40~50小时,将反应后的体系萃取后,将萃取产物洗涤干燥,通过柱色谱法纯化获得产物PyBTPDIE;二异丙胺、甲苯、中间化合物e、PDI‑T‑Br、Pd(PPh3)4和碘化亚铜的混合比例为:0.87~1.74mL:8.71~17.42mL:13.0~26.0mg:133~266mg:23.0~46.0mg:2.4~4.8mg;
步骤4中,中间化合物e与TDI进行铃木偶联反应的具体过程为:
将二异丙胺、甲苯、中间化合物e、TDI、Pd(PPh3)4和碘化亚铜混合后,在氮气环境下,在
100~110℃搅拌反应40~50小时,将反应后的体系萃取后,将萃取产物洗涤干燥后,通过柱色谱法纯化获得产物PyBTTDIE;二异丙胺、甲苯、中间化合物e、TDI、Pd(PPh3)4和碘化亚铜的混合比例为:1.005~2.010mL:10.05~20.10mL:15.00~30.00mg:153.90~307.8mg:27.70~55.40mg:2.90~5.8mg。
9.通过权利要求1‑8任意一项所述制备方法制得的芘稠环核类非富勒烯有机小分子受体材料,其特征在于,具有式Ⅰ‑式Ⅳ所示的结构:式Ⅰ‑式Ⅳ中,R的结构式为:
10.一种权利要求9所述的芘稠环核类非富勒烯有机小分子受体材料的应用,其特征在于,所述芘稠环核类非富勒烯有机小分子受体材料用于制备二元有机太阳能电池或三元有机太阳能电池。