[发明专利]萘嵌苯衍生物在太阳能电池中作为光敏剂的用途

摘要

本发明涉及萘嵌苯衍生物(I)或其混合物在太阳能电池中作为光敏剂的用途：其中各变量如下所定义：X一起为式(x1)、(x2)或(x3)，均为－COOM基团；Y为基团－L－NR¹R²(y1)，－L－Z－R³(y2)，且另一个基团为氢；一起为式(y3)或(y4)；或均为氢；R为任选取代的(杂)芳基氧基或(杂)芳基硫基；P为－N¹R²；B为亚烷基、任选取代的亚苯基或其组合；A为－COOM、－SO₃M或－PO₃M₂；D为任选取代的亚苯基、亚萘基或亚吡啶基；M为氢、金属阳离子、[NR⁵]₄⁺；L为化学键；任选间接连接，任选取代的(杂)亚芳基；R¹、R²为任选取代的(环)烷基或(杂)芳基；一起为含有氮原子的任选取代的环；Z为－O－或－S－；R³为任选取代的烷基、(杂)芳基；R′为氢；任选取代的(环)烷基或(杂)芳基；R⁵为氢；任选取代的烷基或(杂)芳基；m为0、1或2；n、p在m＝0时为0、2或4，其中n+p＝2、4，任选0；n、p在m＝1时为0、2或4，其中n+p＝0、2、4；n、p在m＝2时为0、4、6，其中n+p＝0、4或6。

主权项

1.通式I的萘嵌苯衍生物或该萘嵌苯衍生物的混合物在太阳能电池中作为光敏剂的用途：其中各变量如下所定义：X相互连接形成六元环得到式(x1)、(x2)或(x3)的基团：均为-COOM基团；Y两个基团中的一个为式(y1)的基团：-L-NR¹R²    (y1)或式(y2)的基团：-L-Z-R³     (y2)且另一个基团在每种情况下为氢；一起连接形成六元环得到式(y3)或(y4)的基团：或均为氢；R为相同或不同的如下基团：芳基氧基、芳基硫基、杂芳基氧基或杂芳基硫基，其各自可稠合其它5-7元饱和或不饱和环，该环的碳骨架可插入一个或多个-O-、-S-、-NR⁴-、-N＝CR⁴-、-CO-、-SO-和/或-SO₂-结构部分，其中整个环体系可被(i)、(ii)、(iii)、(iv)和/或(v)基团单取代或多取代：(i)C₁-C₃₀烷基，其碳链可插入一个或多个-O-、-S-、-NR⁴-、-N＝CR⁴-、-C≡C-、-CR⁴＝CR⁴-、-CO-、-SO-和/或-SO₂-结构部分，并且其可被如下基团单取代或多取代：C₁-C₁₂烷氧基、C₁-C₆烷硫基、-C≡CR⁴、-CR⁴＝CR⁴₂、羟基、巯基、卤素、氰基、硝基、-NR⁹R¹⁰、-NR⁵COR⁶、-CONR⁵R⁶、-SO₂NR⁵R⁶、-COOR⁷、-SO₃R⁷、-PR⁷₂、-POR⁷R⁷、(杂)芳基和/或饱和或不饱和C₄-C₇环烷基，该C₄-C₇环烷基的碳骨架可插入一个或多个-O-、-S-、-NR⁴-、-N＝CR⁴-、-CR⁴＝CR⁴-、-CO-、-SO-和/或-SO₂-结构部分，其中(杂)芳基和环烷基各自可被C₁-C₁₈烷基和/或上述作为烷基取代基所列的基团单取代或多取代；(ii)C₃-C₈环烷基，其碳骨架可插入一个或多个-O-、-S-、-NR⁴-、-N＝CR⁴-、-CR⁴＝CR⁴-、-CO-、-SO-和/或-SO₂-结构部分，其可稠合其它5-7元饱和或不饱和环，该环的碳骨架可插入一个或多个-O-、-S-、-NR⁴-、-N＝CR⁴-、-CR⁴＝CR⁴-、-CO-、-SO-和/或-SO₂-结构部分，其中整个环体系可被如下基团单取代或多取代：C₁-C₁₈烷基、C₁-C₁₂烷氧基、C₁-C₆烷硫基、-C≡CR⁴、-CR⁴＝CR⁴₂、羟基、巯基、卤素、氰基、硝基、-NR⁹R¹⁰、-NR⁵COR⁶、-CONR⁵R⁶、-SO₂NR⁵R⁶、-COOR⁷、-SO₃R⁷、-PR⁷₂和/或-POR⁷R⁷；(iii)芳基或杂芳基，该芳基或杂芳基可稠合其它5-7元饱和或不饱和环，该环的碳骨架可插入一个或多个-O-、-S-、-NR⁴-、-N＝CR⁴-、-CR⁴＝CR⁴-、-CO-、-SO-和/或-SO₂-结构部分，其中整个环体系可被如下基团单取代或多取代：C₁-C₁₈烷基、C₁-C₁₂烷氧基、C₁-C₆烷硫基、-C≡CR⁴、-CR⁴＝CR⁴₂、羟基、巯基、卤素、氰基、硝基、-NR⁹R¹⁰、-NR⁵COR⁶、-CONR⁵R⁶、-SO₂NR⁵R⁶、-COOR⁷、-SO₃R⁷、-PR⁷₂、-POR⁷R⁷、(杂)芳基、(杂)芳基氧基和/或(杂)芳基硫基，该(杂)芳基各自可被如下基团单取代或多取代：C₁-C₁₈烷基、C₁-C₁₂烷氧基、C₁-C₆烷硫基、羟基、巯基、卤素、氰基、硝基、-NR⁹R¹⁰、-NR⁵COR⁶、-CONR⁵R⁶、-SO₂NR⁵R⁶、-COOR⁷、-SO₃R⁷、-PR⁷₂、-POR⁷R⁷；(iv)-U-芳基，其可被上述作为芳基(iii)取代基所列的基团单取代或多取代，其中U为-O-、-S-、-NR⁴-、-CO-、-SO-或-SO₂-结构部分；(v)C₁-C₁₂烷氧基、C₁-C₆烷硫基、-C≡CR⁴、-CR⁴＝CR⁴₂、羟基、巯基、卤素、氰基、硝基、-NR⁹R¹⁰、-NR⁵COR⁶、-CONR⁵R⁶、-SO₂NR⁵R⁶、-COOR⁷、-SO₃R⁷、-PR⁷₂和/或-POR⁷R⁷；P为氨基-N¹R²；B为C₁-C₆亚烷基、亚苯基或这些桥连成员的组合，其中亚苯基可被C₁-C₁₂烷基、硝基、氰基和/或卤素单取代或多取代；A为-COOM、-SO₃M或-PO₃M₂；D为亚苯基、亚萘基或亚吡啶基，其各自可被C₁-C₁₂烷基、C₁-C₁₂烷氧基、羟基、硝基和/或卤素单取代或多取代；M为氢、一价或二价金属阳离子，特别是碱土金属或碱金属阳离子、环状胺的铵盐、胍盐或[NR⁵]₄⁺；L为化学键或与萘嵌苯骨架直接连接或经由亚乙烯基或亚乙炔基连接的下式亚芳基或杂亚芳基：-Ar-               -Ar-E-Ar-其中(杂)亚芳基Ar可相同或不同、可包含杂原子作为环原子和/或可稠合同样可包含杂原子的饱和或不饱和5-7元环，其中整个环体系可被苯基、C₁-C₁₂烷基、C₁-C₁₂烷氧基、C₁-C₁₂烷硫基和/或-NR⁵R⁶单取代或多取代；E为化学键或-O-、-S-、-NR⁴-、-C≡C-、-CR⁴＝CR⁴-或C₁-C₆亚烷基结构部分；R¹、R²各自独立地为作为R基团取代基所述的烷基(i)、环烷基(ii)或(杂)芳基(iii)之一；一起连接形成饱和或不饱和的5-7元环，其包含氮原子且其碳链可插入一个或多个-O-、-S-和/或-NR⁴-结构部分，该环可稠合一个或两个同样可插入这些结构部分和/或-N＝的饱和或不饱和4-8元环，其中整个环体系可被如下基团单取代或多取代：可被C₁-C₁₈烷氧基、C₁-C₁₈烷硫基和/或-NR⁵R⁶取代的C₁-C₂₄烷基，可被C₁-C₁₈烷基和/或作为烷基的取代基提及上述基团单取代或多取代的(杂)芳基，C₁-C₁₈烷氧基，C₁-C₁₈烷硫基和/或-NR⁵R⁶；Z为-O-或-S-；R³为作为R基团取代基所述的烷基(i)或(杂)芳基(iii)之一；R′为氢；C₁-C₃₀烷基，其碳链可插入一个或多个-O-、-S-、-NR⁴-、-N＝CR⁴-、-C≡C-、-CR⁴＝CR⁴-、-CO-、-SO-和/或-SO₂-结构部分且其可被作为R基团取代基所述的(ii)、(iii)、(iv)和/或(v)基团单取代或多取代；C₃-C₈环烷基，其可进一步稠合饱和或不饱和的5-7元环，该5-7元环的碳骨架可插入一个或多个-O-、-S-、-NR⁴-、-N＝CR⁴-、-CR⁴＝CR⁴-、-CO-、-SO-和/或-SO₂-结构部分，其中整个环体系可被作为R基团取代基所述的(i)、(ii)、(iii)、(iv)和/或(v)基团单取代或多取代；芳基或杂芳基，其可进一步稠合饱和或不饱和的5-7元环，该5-7元环的碳骨架可插入一个或多个-O-、-S-、-NR⁴-、-N＝CR⁴-、-CR⁴＝CR⁴-、-CO-、-SO-和/或-SO₂-结构部分，其中整个环体系可被作为R基团取代基所述的(i)、(ii)、(iii)、(iv)、(v)基团，和/或芳基偶氮基和/或杂芳基偶氮基单取代或多取代，其中芳基偶氮基或杂芳基偶氮基各自可被C₁-C₁₀烷基、C₁-C₆烷氧基和/或氰基取代；R⁴为氢或C₁-C₁₈烷基其中，R⁴基团在出现超过一次时可相同或不同；R⁵、R⁶各自独立地为：氢；C₁-C₁₈烷基，其碳链可插入一个或多个-O-、-S-、-CO-、-SO-和/或-SO₂-结构部分且其可被如下基团单取代或多取代：C₁-C₁₂烷氧基、C₁-C₆烷硫基、羟基、巯基、卤素、氰基、硝基和/或-COOR⁸；芳基或杂芳基，其可进一步稠合饱和或不饱和的5-7元环，该5-7元环的碳骨架可插入一个或多个-O-、-S-、-CO-和/或-SO₂-结构部分，其中整个环体系可被C₁-C₁₂烷基和/或作为烷基取代基所述的上述基团单取代或多取代；其中R⁵基团在出现超过一次时可相同或不同；R⁷为C₁-C₁₈烷基，其碳链可插入一个或多个-O-、-S-、-CO-、-SO-和/或-SO₂-结构部分且其可被如下基团单取代或多取代：C₁-C₁₂烷氧基、C₁-C₆烷硫基、羟基、巯基、卤素、氰基、硝基和/或-COOR⁸；芳基或杂芳基，其可进一步稠合饱和或不饱和的5-7元环，该5-7元环的碳骨架可插入一个或多个-O-、-S-、-CO-和/或-SO₂-结构部分，其中整个环体系可被C₁-C₁₂烷基和/或作为烷基取代基所述的上述基团单取代或多取代，其中R⁷基团在出现超过一次时可相同或不同；R⁸为C₁-C₁₈烷基；R⁹、R¹⁰各自为C₁-C₃₀烷基，其碳链可插入一个或多个-O-、-S-、-NR⁴-、-N＝CR⁴-、-C≡C-、-CR⁴＝CR⁴-、-CO-、-SO-和/或-SO₂-结构部分且其可被如下基团单取代或多取代：C₁-C₁₂烷氧基、C₁-C₆烷硫基、-C≡CR⁴、-CR⁴＝CR⁴₂、羟基、-NR⁵R⁶、-NR⁵COR⁶、(杂)芳基和/或饱和或不饱和C₄-C₇环烷基，该C₄-C₇环烷基的碳骨架可插入一个或多个-O-、-S-、-NR⁴-、-N＝CR⁴-和/或-CR⁴＝CR⁴结构部分，其中(杂)芳基和环烷基各自可被C₁-C₁₈烷基和/或作为烷基取代基所述的上述基团单取代或多取代；芳基或杂芳基，其可进一步稠合饱和或不饱和的5-7元环，该5-7元环的碳骨架可插入一个或多个-O-、-S-、-NR⁴-、-N＝CR⁴-、-CR⁴＝CR⁴-、-CO-、-SO-和/或-SO₂-结构部分，其中整个环体系可被如下基团单取代或多取代：C₁-C₁₈烷基、C₁-C₁₂烷氧基、C₁-C₆烷硫基、-C≡CR⁴、-CR⁴＝CR⁴₂、羟基、-NR⁵R⁶、-NR⁵COR⁶、(杂)芳基、(杂)芳基氧基和/或(杂)芳基硫基，其中(杂)芳基在每种情况下可被如下基团单取代或多取代：C₁-C₁₈烷基、C₁-C₁₂烷氧基、羟基、-NR⁵R⁶和/或-NR⁵COR⁶；与氮原子连接形成饱和或不饱和5-7元环，该环的碳链可插入一个或多个-O-、-S-和/或-NR⁴-结构部分，该环可稠合一个或两个其碳链同样可插入这些结构部分和/或-N＝的饱和或不饱和4-8元环，其中整个环体系可被如下基团单取代或多取代：可被C₁-C₁₈烷氧基、C₁-C₁₈烷硫基和/或-NR⁵R⁶取代的C₁-C₂₄烷基，可被C₁-C₁₈烷基和/或作为烷基取代基所述的上述基团单取代或多取代的(杂)芳基，C₁-C₁₈烷氧基，C₁-C₁₈烷硫基和/或-NR⁵R⁶；m为0、1或2；n当m＝0或1时为0、2或4；当m＝2时为0、4或6；p当m＝0时为0、2或4，其中n+p＝2或4，或当两个X基团一起连接形成六元环以得到式(x1)或(x2)的基团或均为-COOM基团以及两个Y基团之一为式(y1)或(y2)的基团且另一个基团为氢时，n+p也可为0，其中当L为化学键时(y1)基团中的两个R¹或R²基团中的至少一个为作为R基团取代基所述的(杂)芳基(iii)之一；当m＝1时为0、2或4，其中n+p＝0、2或4；当m＝2时为0、4或6，其中n+p＝0、4或6。