本发明属于有机光伏半导体材料领域，具体涉及一种itic衍生物的新型合成方法。
背景技术
近年来，随着人口问题日益严峻，环境问题日益突出，化石能源日渐枯竭，开发和利用新型可再生能源成为材料和能源领域研究的热点。太阳能取之不尽用之不竭成为了我们的不二之选。有机太阳能电池由于具有质量轻、制作成本低、制备工艺简单、器件柔韧性好且可大面积制备等优点，成为近年来的研究热点。近年来有机半导体材料的种类层出不穷，其中由电子给体材料和电子受体材料所组成的复合体系的体异质结型光电材料发展较为迅速。
itic(一种目前最广泛使用的非富勒烯体系受体材料，产品编号为cas：2099010-84-9)作为一种新型的电子受体材料，具有相当好的化学稳定性及热稳定性，其结构的对称性和刚性稠芳香体系可以提高电子的离域，分子间的作用力可以提高电荷迁移率，因而使其具有优异的光电性能。
1986年tang首次引入了电子给体和电子受体的概念，并制备了双层结构的太阳能电池，得到了能量转化效率(pce)在1％左右的电池器件，打开了有机太阳能电池的大门。2015年，zhan等人以idtt(具有刚性共轭骨架的有机半导体小分子)为基体，并对其进行修饰，设计并合成了新型非富勒烯受体材料itic。作为一种优异的受体材料，itic与给体材料ptb7-th(一类常用的有机光伏半导体供体高分子材料，cas：1469791-66-9)共混制备了太阳能电池器件，将pce提高到了7.52％，同时也开辟了有机太阳能电池的一个全新的研究领域。2016年，同样以itic为受体材料，以pbdb-t(目前最常用的有机光伏半导体供体高分子材料，cas：1415929-08-4)为供体材料所制备的太阳能电池，进一步将pce提高到了11.22％。
通过研究发现，以incn(2-氰基茚满-1-酮)封端的itic小分子受体，在可见光区域内有着更强的吸收和更宽的吸收范围，而且制备得到的器件其热稳定性和化学稳定性都很好，光电性能优异。在此体系的光电材料中，具有很好的应用前景。
在之前的文献中有报道采用乙醇为溶剂、直接加入三乙胺并回流14小时来制备itic的方法。虽然此合成方法采用乙醇为溶剂，并且可以顺利得到目的产物，但是此方法得到的产物产率较低，副反应较多，导致后处理程序复杂，溶剂消耗量较大，产率不高。
本发明方法拟采用氯仿为溶剂，以吡啶代替三乙胺提供碱性环境。由于idtt-dm-cho(2-甲基取代idtt)和incn(2-氰基茚满-1-酮)衍生物在氯仿中溶解性较好，反应较完全，副反应较少，反应结束后直接将溶剂旋干过柱，以dcm(二氯甲烷)为洗脱剂，并以甲醇为洗涤剂洗涤就可以得到纯度较高的产物。该方法后处理简单，得到的最终产物itic的产率较高，溶剂消耗小，能耗低，符合绿色化学的理念。
技术实现要素：
针对现有技术存在的问题，本发明为解决现有技术中存在的问题采用的技术方案如下：
一种itic衍生物的新型合成方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、取一个干净的烧瓶，将适量idtt-dm-cho溶解于氯仿溶液中；
步骤2、向步骤1所得混合液中加入incn衍生物，缓慢滴加一定量的吡啶，用氮气鼓泡20-30min；
步骤3、将鼓泡完的混合液密封，80℃回流12-14h，将溶剂旋干得到粗产物；
步骤4、向粗产物中加入二氯甲烷溶解，加硅胶旋干，用柱色谱法分离，随后用甲醇洗涤分离产物，得到itic衍生物。
所述步骤1和步骤2中，以摩尔比计，idtt-dm-cho:incn衍生物:吡啶＝1:4:52。
所述idtt-dm-cho在步骤1中溶于氯仿溶液中的浓度为0.0050g/ml-0.0060g/ml，incn衍生物溶于步骤2中所述混合液的浓度为0.020g/ml-0.0240g/ml。
所述步骤2中idtt-dm-cho、incn衍生物、吡啶三者混合的温度为25℃，混合完全后回流反应温度为80℃，反应时间为14h。
本方法整个反应过程在氮气环境中进行，不得与氧气接触。
本发明具有如下优点：
1、本发明方法采用一锅法，实验操作过程简单，副反应较少，反应产率和产品纯度较原有方法有所提高，相比相关文献中记载的方法虽然使用的是乙醇和三乙胺，但反应不彻底，副反应较多，导致反应后处理麻烦，本发明方法大大提高了生产效率和产品质量；
2、本发明方法实验得到的粗产物纯度较高，提纯过程方便，与相关文献报道记载的采用乙醇和三乙胺的方法相比较，本方法采用氯仿作溶剂、以吡啶提供碱性环境，反应程度比较彻底，粗产物纯度高，提纯过程简单，溶剂消耗较小，复合绿色化学的理念。
附图说明
图1为本发明实施例1所得产物idmic核磁共振氢谱图；
图2为本发明实施例2所得产物idmic-4cl(氯化idmic)核磁共振氢谱图；
图3为本发明实施例3所得产物idmic-4f(氟化idmic)核磁共振氢谱图。
三组实施例采用的测试仪器均为：nmrvarianmercuryplus400型，测试条件：500mhz。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明：
实施例1
在一个干净的100ml双口烧瓶中加入200mgidtt-dm-cho、35ml氯仿，搅拌十分钟使其充分溶解。往上述溶液中加入incn(182mg)、缓慢滴加吡啶(1.000ml)，用氮气鼓泡30min，密封，此时观察到反应液由深红色变为微微泛蓝。将烧瓶置于油浴锅中，加热到80℃回流14h，反应结束后，反应液呈蓝色。将溶剂旋干，加dcm溶解后加硅胶旋干过柱。将旋干得到的产物用甲醇洗涤得到最终产物idmic，产率为83.11％(235mg)。
如图1所示，由该最终产物核磁共振氢谱图可知，产物结构有七类化学环境不同的氢，分别位于8.86(2h)、8.68(2h)、8.19(2h)、7.90(2h)、7.77–7.64(7h)、7.13–7.02(13h)、2.23(24h)ppm，因不同氢原子的个数与分子结构有关，是分子的固有性质，对于本发明产物的分子来说，由于分子结构对称，不同的氢原子互相影响，产生化学位移，最后表现出7种不同的氢原子，出现的峰的个数与与相关文献报道的谱图一致，可见该化合物是正确的。
实施例2
在一个干净的100ml双口烧瓶中加入200mgidtt-dm-cho、35ml氯仿，搅拌十分钟使其充分溶解。往上述溶液中加入incn-2cl(氯化2-氰基茚满-1-酮)(250mg)、缓慢滴加吡啶(1.000ml)，用氮气鼓泡30min，密封，此时观察到反应液由深红色变为微微泛蓝。将烧瓶置于油浴锅中，加热到80℃回流14h。反应结束后，反应液呈蓝绿色。将溶剂旋干，加dcm溶解后加硅胶旋干过柱。将旋干得到的产物用甲醇洗涤得到最终产物idmic-4cl，产率82.47％(260mg)。
如图2所示，由该最终产物核磁共振氢谱图可知，产物结构有九类化学环境不同的氢，分别位于8.87(2h)、8.76(2h)、8.20(2h)、7.93(2h)、7.65(2h)、7.07(8h)、7.01(4h)、2.23(6h)、2.22(6h)ppm，本实施例中产物因为接入了氯原子，分子结构对称性发生了变化，出现的峰的个数与文献报道的谱图一致，可见该化合物是正确的。
实施例3
在一个干净的100ml双口烧瓶中加入200mgidtt-dm-cho、35ml氯仿，搅拌十分钟使其充分溶解。往上述溶液中加入incn-2f(氟化2-氰基茚满-1-酮)(216mg)、缓慢滴加吡啶(1.000ml)，用氮气鼓泡30min，密封，此时观察到反应液由深红色变为微微泛蓝。将烧瓶置于油浴锅中，加热到80℃回流14h。反应结束后，反应液呈蓝色。将溶剂旋干，加dcm溶解后加硅胶旋干过柱。将旋干得到的产物用甲醇洗涤得到最终产物idmic-4f，产率为83.40％(250mg)。
如图3所示，该结构有九类化学环境不同的氢，由于部分氢存在重叠问题，所以氢谱上面只显示了七种类别的氢，分别位于8.85(2h)、8.53(2h)、8.20(2h)、7.66(4h)、7.08(8h)、7.03(4h)、2.24(24h)ppm，本实施例中产物因为接入了氟原子，分子结构对称性发生了变化，出现的峰的个数与文献报道的谱图一致，可见该化合物是正确的。
本发明的保护范围并不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围内，则本发明的意图也包含这些改动和变形在内。