CN104245880A - 萘嵌苯单酰胺衍生物及其在太阳能电池和光检测器中作为光敏剂的用途 - Google Patents

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CN104245880A CN201380008889.1A CN201380008889A CN104245880A CN 104245880 A CN104245880 A CN 104245880A CN 201380008889 A CN201380008889 A CN 201380008889A CN 104245880 A CN104245880 A CN 104245880A
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Abstract

本发明涉及式Ia、Ib和Ic的化合物，其中R为相同或不同的芳氧基、芳硫基、杂芳氧基、杂芳硫基、芳基、二芳基氨基或二烷基氨基，n当m为0时：为0、1、2或3，当m为1时：为0、1、2、3、4或5，m为0或1，A为-COOM、-SO3M或-PO3M，M为氢、碱金属阳离子或[NR′]4+，R′为氢或烷基，其中R’基团可以为相同或不同的，B为C1-C6亚烷基或1,4-亚苯基，其中亚苯基可以被烷基、硝基、氰基和/或卤素单-或多取代，L为化学单键或式-(Het)Ar-或-(Het)Ar-(Het)Ar-的桥，其可以被苯基、烷基、烷氧基、烷硫基和/或-NR4R5单-或多取代，且其中(Het)Ar为芳基或杂芳基，其可稠合于可包含杂原子的饱和或不饱和5-18元环，其中在两个(Het)Ar的情况下，这些可以为相同或不同的，q为0或1，R1、R2各自独立地为式IIa、IIb或IIc的基团，R3为苯基、烷基、烷氧基、烷硫基或-NR6R8，X为C(R8R9)2、NR10、氧或硫，R4-R10各自独立地为氢，其碳链可被一个或多个-O-、-S-、-CO-、-SO-和/或-SO2-结构部分间隔的烷基，或者各自可被烷基、烷氧基和/或烷硫基单-或多取代的芳基或杂芳基，p为0、1、2、3、4或5，Y为NR11或硫，R11为氢，其碳链可被一个或多个-O-、-S-、-CO-、-SO-和/或-SO2-结构部分间隔的烷基，或者芳基，杂芳基，芳烷基或杂烷基。本发明进一步涉及式Ia、Ib和Ic化合物或式Ia、Ib和Ic化合物的混合物和/或式Ia、Ib和Ic化合物的异构体或异构体混合物在太阳能电池和光检测器中作为光敏剂的用途，以及包含式Ia、Ib和Ic化合物或式Ia、Ib和Ic化合物的混合物和/或式Ia、Ib和Ic化合物的异构体或异构体混合物作为光敏剂的太阳能电池和光检测器。

Description

萘嵌苯单酰胺衍生物及其在太阳能电池和光检测器中作为光敏剂的用途
本发明涉及式Ia、Ib和Ic的化合物： 
其中： 
R为相同或不同的芳氧基、芳硫基、杂芳氧基、杂芳硫基、芳基、二芳基氨基或二烷基氨基， 
n当m为0时：为0、1、2或3， 
当m为1时：为0、1、2、3、4或5， 
m为0或1， 
A为-COOM、-SO3M或-PO3M， 
M为氢、碱金属阳离子或[NR′]4+， 
R′为氢或烷基，其中R’基团可以为相同或不同的， 
B为C1-C6亚烷基或1,4-亚苯基，其中亚苯基可以被烷基、硝基、氰基和/或卤素单-或多取代， 
L为化学单键或下式的桥： 
-(Het)Ar-或-(Het)Ar-(Het)Ar- 
其可以被苯基、烷基、烷氧基、烷硫基和/或-NR4R5单-或多取代，且其中(Het)Ar为芳基或杂芳基，其可稠合于可包含杂原子的饱和或不饱和5-18元环，其中在两个(Het)Ar的情况下，这些可以为相同或不同的， 
q为0或1， 
R1、R2各自独立地为式IIa、IIb或IIc的基团： 
R3为苯基、烷基、烷氧基、烷硫基或-NR6R7， 
X为C(R8R9)2、NR10、氧或硫， 
R4-R10各自独立地为氢，其碳链可被一个或多个-O-、-S-、-CO-、-SO-和/或-SO2-结构部分间隔的烷基，或者各自可被烷基、烷氧基和/或烷硫基单-或多取代的芳基或杂芳基， 
p为0、1、2、3、4或5， 
Y为NR11或硫， 
R11为氢，其碳链可被一个或多个-O-、-S-、-CO-、-SO-和/或-SO2-结构部分间隔的烷基，或者芳基，杂芳基，芳烷基或杂烷基。 
本发明进一步涉及式Ia、Ib和Ic化合物或式Ia、Ib和Ic化合物的混合物和/或式Ia、Ib和Ic化合物的异构体或异构体混合物在太阳能电池和光检测器中作为光敏剂的用途，以及包含式Ia、Ib和Ic化合物或式Ia、Ib和Ic化合物的混合物和/或式Ia、Ib和Ic化合物的异构体或异构体混合物作为光敏剂的太阳能电池和光检测器。 
太阳能电池中太阳能向电能的直接转化基于半导体材料的内光效应，即通过光子的吸收和p-n结或肖特基触点上负电荷与正电荷载流子的分离而产生电子-空穴对。因此产生的光电压可在外电路中产生光电流，太阳能通过它提供其功率。 
半导体仅可吸收能量大于其带隙的那些光子。半导体带隙的尺寸因此 决定可转化成电能的日光部分。 
已知金属氧化物薄层或膜构成便宜的固体半导体材料(n-半导体)，但由于大的带隙，它们的吸收通常不在电磁谱的可见区内。对于在太阳能电池中的使用途，金属氧化物因此必须与光敏剂组合，所述光敏剂吸收日光，即300-2000nm的波长范围，并在电子激发状态下，将电子注入半导体的导带中。借助电池中另外使用并在对电极处还原的氧化还原体系，电子再循环至因此再生的敏化剂中。 
对在太阳能电池中的使用而言特别重要的是半导体氧化锌、二氧化锡以及尤其是二氧化钛，其以纳米结晶多孔层的形式使用。这些层具有涂有敏化剂的大表面积，使得实现高日光吸收。 
基于二氧化钛作为半导体材料的燃料敏化太阳能电池描述于例如US-A-4 927 721，Nature 353，第737-740页(1991)和US-A-5 350 644，以及Nature 395，第583-585页(1998)和EP-A-1 176 646。这些太阳能电池包含借助酸基团结合在二氧化钛层上的过渡金属配合物，尤其是钌配合物的单分子膜作为敏化剂以及以溶解形式存在的碘/碘化物氧化还原体系或基于螺双芴的无定形有机p-导体。 
还再三地提出，并非最不重要的一点是由于成本，无金属有机染料作为敏化剂。 
例如，US-A-6 359 211为此描述了花青、嗪、噻嗪和吖啶染料，其具有借助亚烷基结合的羧基以固定在二氧化钛半导体上。 
具有萘单酰亚胺的染料描述于文件WO 2008/132103 A1中，但这些化合物吸收日光的短波光谱区(在约450nm下的绝对最大值)，因此不适于日光的有效吸收和转化。 
日本文件JP-A-10-189065、2000-243463、2001-093589、2000-100484和10-334954，以及New J.Chem.26，第1155-1160页(2002)中考察了作为敏化剂的二萘嵌苯-3,4:9,10-四羧酸衍生物。然而，基于这些二萘嵌苯衍生物的液体电解质太阳能电池显示出比用于对比的用钌配合物敏化的太阳能电池低得多的效率。 
文件WO 2007/054470 A1和Chen Li等人在ChemSusChem中的公开， 第1卷，615-618，2008和Ute B.Cappel等人在J.of Phys.Chem.C Letters中的公开，第113卷，No.33，14595-14597，2009，描述了用作敏化剂的取代萘嵌苯和二萘嵌苯衍生物。 
现在发现令人惊讶的是本发明式Ia、Ib和Ic化合物具有非常好的量子效率，在吸收光谱的NIR区中特别如此。 
因此，发现开头详述的式Ia、Ib和Ic化合物，因为其具有在太阳能电池和光检测器中作为光敏剂的用途。 
在本发明上下文中，芳基尤其是具有6-30个碳原子，优选6-18个碳原子的基础骨架的基团，其由一个芳环或多个稠合芳环形成。合适的基础骨架例如为苯基、苄基、萘基、蒽基或菲基。该基础骨架可以未被取代，这意指所有可取代的碳原子带有氢原子，或者在基础骨架的一个、多于一个或所有可取代位置上被取代。合适的取代基例如为烷基，优选具有1-8个碳原子的烷基，更优选甲基、乙基、异丙基或叔丁基，芳基，优选C6芳基，其又可以是取代或未被取代的，杂芳基，优选包含至少一个氮原子的杂芳基，更优选吡啶基，链烯基，优选带有双键的链烯基，更优选具有一个双键和1-8个碳原子的链烯基，或者具有给体或受体作用的基团。具有给体作用的基团应当理解意指具有+I和/或+M效果的基团，具有受体作用的基团应当理解意指具有-I和/或-M效果的基团。合适的具有给体或受体作用的基团为卤素基团，优选F、Cl、Br，更优选F，烷基、烷氧基、芳氧基、羰基、酯基团、胺基团、酰胺基团、CH2F基团、CHF2基团、CF3基团、CN基团、硫代基团或SCN基团。芳基最优选带有取代基，所述取代基选自甲基、乙基、异丙基、正丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、芳氧基、胺、硫醇基团和烷氧基，或者芳基是未被取代的。芳基或芳基基团优选为任选被至少一个上述取代基中取代的苯基。苯基更优选具有0、1、2或3个上述取代基。 
在本发明上下文中，杂芳基为具有5-30，优选5-18个碳原子和杂原子且不同于上述芳基之处在于芳基的基础骨架中的至少一个碳原子被杂原子取代的基团。优选的杂原子为N、O和S。最优选芳基的基础骨架的1或2个碳原子被杂原子取代。基础骨架尤其优选选自体系如吡啶基、嘧啶基、 吡唑基和三唑基，和5元杂芳烃如吡咯、呋喃、噻吩、咪唑、吡唑、三唑、 唑和噻唑。基础骨架可在基础骨架的一个、多于一个或所有可取代位置上被取代。合适的取代基与关于芳基已提到的相同。 
在本发明上下文中，芳氧基、芳硫基、杂芳氧基和杂芳硫基在形式上通过氧或硫原子连接在芳基或杂芳基的碳原子上而衍生自上述芳基和杂芳基。 
在本发明上下文中，烷基尤其是具有1-20个碳原子，优选1-12个碳原子的基团。该烷基可以为支化或未支化的且任选被一个或多个-O-、-S-、-CO-、-SO-和/或-SO2-结构部分间隔。烷基更优选选自甲基、乙基、异丙基、正丙基、异丁基、正丁基、叔丁基、仲丁基、异戊基、正戊基、仲戊基、新戊基、正己基、异己基和仲己基。 
在本发明上下文中，芳烷基和杂芳烷基尤其包括芳基-和杂芳基-C1-C20烷基。它们通过用芳基或杂芳基形式上取代线性或支化烷基链而衍生自上述烷基和芳基。例如合适的芳烷基为苄基、乙基苯基、正丙基苯基和正丁基苯基，且下式的结构部分作为杂芳烷基： 
其中t尤其是1、2、3和4的值。 
在本发明上下文中，烷氧基和烷硫基在形式上通过氧或硫原子连接在烷基的碳原子上而衍生自上述烷基。 
在本发明上下文中，卤素优选为F、Cl或Br，更优选F。 
在本发明上下文中，碱金属阳离子优选为Li、Na、Cs或K，更优选Na。 
当桥L为被苯基、烷基、烷氧基、烷硫基和/或-NR4R5取代的单-或多取代时，这意指这些取代基连接在芳族和杂芳族Ar基团上的合适位置上。 
当桥L包含两个(Het)Ar时，它们可以是相同或不同的。 
合适(Het)Ar的实例包括1,4-、1,3-和1,2-亚苯基，1,4-和1,8-亚萘基，1,4-和2,3-亚吡咯基，2,5-、2,4-和2,3-亚噻吩基，2,5-、2,4-和2,3-亚呋喃基， 2,3-、2,4-、2,5-、2,6-、3,4-和3,5-亚吡啶基，2,3-、2,5-、2,6-、3,7-、4,8-、5,8-和6,7-亚喹啉基，2,7-、3,6-、4,5-、2,6-、3,7-、4,7-和4,8-异亚喹啉基，1,4-[2,5-二(叔丁基)]亚苯基，1,4-(2,5-二己基)亚苯基，1,4-[2,5-二(叔辛基)]亚苯基，1,4-(2,5-二-十二烷基)亚苯基和1,4-[2,5-二(2-十二烷基)]亚苯基。尤其用作(Het)Ar的是1,4-亚苯基和2,5-亚噻吩基。 
其它合适的桥L例如为： 
优选： 
优选本发明化合物，其中在式Ia、Ib和Ic中： 
R为相同或不同的芳氧基或芳硫基， 
n当m为0或m为1时：为0、1或2， 
m为0或1， 
A为-COOM， 
M为氢或碱金属阳离子， 
B为C1-C6亚烷基， 
L为化学单键或下式的桥： 
-(Het)Ar-或-(Het)Ar-(Het)Ar- 
其可被苯基、C1-C12烷基、C1-C12-烷氧基、C1-C12-烷硫基和/或-NR4R5单-或多取代，且其中(Het)Ar为相同或不同的芳基或杂芳基，其可稠合于可包含杂原子的饱和或不饱和5-18元环， 
q为0或1， 
R4、R5各自独立地为氢或其碳链可被一个或多个-O-、-S-、-CO-、-SO-和/或-SO2-结构部分间隔的C1-C12烷基， 
R1、R2各自独立地为式II′a、II′b或II′c的基团： 
R3为C1-C12烷氧基， 
p为0或1， 
X为C(R8R9)2、NR10、氧或硫， 
R8、R9、R10各自独立地为氢或其碳链可被一个或多个-O-、-S-、-CO-、-SO-和/或-SO2-结构部分间隔的C1-C12烷基， 
Y为NR11或硫， 
R11为氢或其碳链可被一个或多个-O-、-S-、-CO-、-SO-和/或-SO2-结构部分间隔的C1-C12烷基。 
特别优选本发明化合物，其中在式Ia、Ib和Ic中： 
n为0， 
m为0或1， 
A为-COOM， 
M为氢或碱金属阳离子， 
B为C1-C6亚烷基， 
L为化学单键或下式的桥： 
-(Het)Ar-或-(Het)Ar-(Het)Ar- 
其中(Het)Ar为相同或不同的芳基或杂芳基， 
q为0或1， 
R1、R2各自独立地为式II′a、II′b或II′c的基团： 
R3为C1-C12烷氧基， 
p为0或1， 
X为C(R8R9)2或NR10， 
R8、R9、R10各自独立地为氢或其碳链可被一个或多个-O-、-S-、-CO-、-SO-和/或-SO2-结构部分间隔的C1-C12烷基， 
Y为NR11或硫， 
R11为氢或C1-C12烷基。 
本发明应不仅包括式Ia、Ib和Ic化合物及其优选实施方案，而且包括其混合物、其异构体和异构体混合物。 
例如，本发明还包括以下所示式I*b的异构化合物： 
在本发明上下文中，还主张上述式Ia、Ib和Ic化合物或式Ia、Ib和Ic化合物的混合物及其优选实施方案的用途和/或其异构体或式Ia、Ib和Ic化合物的异构体混合物及其优选实施方案在太阳能电池和光检测器中作为光敏剂的用途。 
在本发明上下文中，还主张包含上述式Ia、Ib和Ic化合物或式Ia、Ib和Ic化合物的混合物及其优选实施方案和/或其异构体或式Ia、Ib和Ic化合物的异构体混合物及其优选实施方案作为光敏剂的太阳能电池和光检测器。 
实施例：
1.)本发明化合物(PS1)的合成 
a)N-(2,6-二异丙基苯基)-9-(2-硝基苯基)-3,4-二萘嵌苯二羧酰亚胺的合成 
在Schlenk管中，将500mg N-(2,6-二异丙基苯基)-9-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂环戊硼烷-2-基)-3,4-二萘嵌苯二羧酰亚胺(0.824毫摩尔)和247mg 1-溴2-硝基苯(1.235毫摩尔)溶于40mL甲苯中，并加入在4mL水和0.4mL乙醇中的800mg(5.797毫摩尔)碳酸钾和800mg碳酸钾。在将反应溶液用氩气除气以后，加入184mg四(三苯基膦)钯(0)(0.165毫摩尔)，再次将混合物除气，并在氩气下在80℃下搅拌过夜。 
将反应溶液冷却至室温并用水和二氯甲烷萃取。通过在硅胶上借助二氯甲烷柱层析而将反应混合物分离。 
收率：203mg(41％)红色染料。 
b)N-(2,6-二异丙基苯基)-8,9-([b]-1-己基-1H-吲哚)-3,4-二萘嵌苯二羧酰亚胺的合成 
合成基于由文献(J.of Heterocyclic Chem.46，1309-1317，2009；J.Org.Chem.，70，5014-5019，2005；J.Org.Chem.73，7369-7372，2008，Proc.Chem.Soc.，361，1962；Chem.-and Ind.，1282，1963)中已知的合成。 
将500mg N-(2,6-二异丙基苯基)-9-(2-硝基苄基)-3,4-二萘嵌苯二羧酰亚胺(0.830毫摩尔)和650mg三苯基膦(2.48毫摩尔)溶于15mL邻-二氯苯中并在微波炉中在182℃和300W下经8小时过程搅拌。将沉淀产物滤出并且不进一步提纯而使用。 
收率(粗)：320mg(68％)深紫色染料 
c)N-(2,6-二异丙基苯基)-8,9-([b]-1-己基-1H-吲哚)-3,4-二萘嵌苯二羧酰亚胺的合成 
将210mg N-(2,6-二异丙基苯基)-8,9-([b]-1H-吲哚)-3,4-二萘嵌苯二羧酰亚胺(0.368毫摩尔)和12mg氢化钠(0.478毫摩尔)引入Schlenk管中并抽空。在氩气下加入15mL无水DMF。将溶液在室温下搅拌30分钟(从紫色至蓝色的变色)。在加入122mg溴己烷(0.736毫摩尔)以后，将溶液搅拌另外3小时(黑色至紫色的变色)。 
将反应用水骤冷，用二氯甲烷和水/盐酸(3:1)萃取并经硫酸镁干燥。将紫色粗产物通过在硅胶上用二氯甲烷柱层析而提纯。 
收率：128mg(53％)紫色固体。 
d)8,9-([b]-1-己基-1H-吲哚)-3,4-二萘嵌苯二羧酸酐的合成 
将110mg N-(2,6-二异丙基苯基)-8,9-([b]-1-己基-1H-吲哚)-3,4-二萘嵌苯二羧酰亚胺(0.168毫摩尔)溶于10mL 2-甲基-2-丁醇中，加入375mg氢氧化钾(6.7毫摩尔)，将混合物除气并在回流下沸腾过夜。 
在冷却以后，将反应溶液加入在稀乙酸(1:10乙酸:水)的冰中。将沉淀物滤出，用水洗涤并溶于二氯甲烷中。将几滴乙酸加入溶液中，将其搅拌过夜。将形成的酐(N-(2,6-二异丙基苯基)-8,9-([b]-1-己基-1H-吲哚)-3,4-二羧 酸单酐)进一步以粗形式转化。 
收率(粗)：80mg(96％)深紫色固体。 
e)目标化合物的合成 
将80mg粗酐(0.161毫摩尔)引入具有1g甘氨酸(13.4毫摩尔)和2g咪唑(29.4毫摩尔)的Schlenk管中。在除气以后，将混合物在氩气下在140℃下搅拌过夜。 
在冷却以后，通过稀盐酸(1:5盐酸:水)将粗产物从烧瓶中溶出。将沉淀物滤出并洗涤至中性。将粗产物通过在硅胶上用THF和THF:乙酸(1:1)柱层析而提纯。 
收率：50mg(56％)深紫色固体 
2.)本发明化合物(PS2)的合成 
a)N-(2,6-二异丙基苯基)-9-(4-氯-2-硝基苄基)-3,4-二萘嵌苯二羧酰亚胺的合成 
在Schlenk管中，将1.2g N-(2,6-二异丙基苯基)-9-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂环戊硼烷-2-基)-3,4-二萘嵌苯二羧酰亚胺(1.98毫摩尔)、700mg 1-溴-4-氯-2-硝基苯(2.96毫摩尔)溶于80mL甲苯中，并加入在8mL水和0.8mL乙醇中的1.6g碳酸钾(11.59毫摩尔)。在将反应溶液用氩气除气以后，加入330mg四(三苯基膦)钯(0)(0.296毫摩尔)，将混合物再次除气，并在80℃下搅拌36小时。 
将反应溶液冷却至室温并用水和二氯甲烷萃取。通过在硅胶上柱层析借助二氯甲烷将反应混合物分离。 
收率：1.0mg(79％)红色固体 
b)N-(2,6-二异丙基苯基)-9-(4-(双(9,9-二甲基芴-2-基)胺)-2-硝基苯基)-3,4-二萘嵌苯二羧酰亚胺的合成 
将750mg N-(2,6-二异丙基苯基)-9-(4-氯-2-硝基苄基)-3,4-二萘嵌苯二羧酰亚胺(1.18毫摩尔)、700mg双(9,9-二甲基芴-2-基)胺(1.75毫摩尔)、 760mg碳酸铯(2.33毫摩尔)、110mg三(二亚苄基丙酮)二钯(0)(0.120毫摩尔)和145mg 2,2′-双(二苯基膦基)-1,1′-联萘(0.228毫摩尔)在氩气下溶于30mL干甲苯中并在氩气下在100℃下搅拌16小时。 
将粗混合物通过在硅胶上用二氯甲烷柱层析而提纯。 
收率：770mg红色固体(65％) 
c)N-(2,6-二异丙基苯基)-8,9-([b]-N,N-双(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-1H-吲哚-6-胺)-3,4-二萘嵌苯二羧酰亚胺的合成 
将350mg N-(2,6-二异丙基苯基)-9-(4-(双(9,9-二甲基芴-2-基)胺)-2-硝基苄基)-3,4-二萘嵌苯二羧酰亚胺(0.349毫摩尔)和275mg三苯基膦(1.05毫摩尔)溶于10mL邻-二氯苯中并在微波炉中在182℃和300W下经8小时过程搅拌。 
后处理A： 
通过Kugelrohr蒸馏釜除去溶剂并将反应混合物通过在硅胶上用二氯甲烷柱层析而提纯。 
后处理B： 
作为选择，在微波炉中处理以后将混合物在石油醚中沉淀并在50℃下搅拌2小时。将形成的蓝色沉淀物通过D4玻璃滤料滤出并用石油醚洗涤直至滤液变得清澈。 
形成的产物是干净的并可不提出而进一步转化。 
收率：蓝色固体：90％ 
d)N-(2,6-二异丙基苯基)-8,9-([b]-N,N-双(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-1-己基-1H-吲哚-6-胺)-3,4-二萘嵌苯二羧酰亚胺的合成 
方法A： 
将85mg N-(2,6-二异丙基苯基)-8,9-([b]-N,N-双(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-1H-吲哚-6-胺)-3,4-二萘嵌苯二羧酰亚胺(0.087毫摩尔)和3mg氢化钠(0.125毫摩尔)引入Schlenk管中并抽空。在氩气下加入15mL无水DMF。将溶液在室温下搅拌20分钟。在加入60mg溴己烷(0.242毫摩尔)以后，将溶液搅拌另外3小时。 
使用Kugelrohr蒸馏釜除去溶剂并将反应混合物通过在硅胶上用二氯甲烷柱层析而提纯。 
收率：85mg(92％) 
方法B： 
在氩气冲洗的烧瓶中，将0.54g N-(2,6-二异丙基苯基)-8,9-([b]-N,N-双(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-1H-吲哚-6-胺)-3,4-二萘嵌苯二羧酰亚胺(0.56毫摩尔)溶于25mL二氯甲烷中，加入在10mL丙酮中的0.04g氢氧化钠(1.11毫摩尔)并将混合物在室温下搅拌5分钟。最后，引入0.18g溴己烷(1.11毫摩尔)并将混合物在氩气下回流搅拌过夜。 
通过用水/二氯甲烷摇动而萃取反应混合物并通过在硅胶上在二氯甲烷中柱层析而提纯。 
收率：蓝色固体0.42g(71％) 
e)8,9-([b]-N,N-双(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-1-己基-1H-吲哚-6-胺)-3,4-二萘嵌苯二羧酸酐的合成 
将200mg N-(2,6-二异丙基苯基)-8,9-([b]-N,N-双(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-1-己基-1H-吲哚-6-胺)-3,4-二萘嵌苯二羧酰亚胺(0.189毫摩尔)溶于15mL 2-甲基-2-丁醇中，加入425mg氢氧化钾(7.59毫摩尔)中，将混合物除气并在回流下沸腾过夜。 
在冷却以后，将反应溶液加入在稀乙酸(1:10乙酸:水)中的冰中。将沉淀物滤出，用水洗涤并溶于二氯甲烷中。将几滴乙酸加入溶液中，将其搅拌过夜。所得酐(N-(2,6-二异丙基苯基)-8,9-([b]-N,N-双(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-1-己基-1H-吲哚-6-胺)-3,4-二萘嵌苯二羧酸单酐)以粗形式转化。 
收率(粗)：160mg(94％)蓝色固体 
f)目标化合物的合成 
将160mg粗酐(0.076毫摩尔)与2g甘氨酸(26.8毫摩尔)和3g咪唑(44.1毫摩尔)一起引入Schlenk管中。在除气以后，将混合物在氩气下在140℃下搅拌过夜。 
在冷却以后，通过稀盐酸(1:5盐酸:水)使粗产物从烧瓶中溶出。将沉淀物滤出并洗涤至中性，并将粗产物通过在硅胶上用THF和THF:乙酸(1:1)柱层析而提纯。 
收率：100mg(58％)蓝色固体 
3.)本发明化合物(PS3)的合成 
该化合物类似于化合物ID1216的合成，使用双(9,9-二丁基芴-2-基)胺而不是双(9,9-二甲基芴-2-基)胺制备。 
4.)本发明化合物(PS4)的合成 
a)N-(2,6-二异丙基苯基)-9-(4-(双(9,9-二甲基芴-2-基)-胺)-2-硝基联苯)-3,4-二萘嵌苯二羧酰亚胺的合成 
将1.5g N-(2,6-二异丙基苯基)-9-(4-氯-2-硝基联苯)-3,4-二萘嵌苯二羧酰亚胺(2.4毫摩尔)溶于50mL二烷中，并加入1.4ml的5M氢氧化钠溶液(7.1毫摩尔)。在用氩气除气30分钟以后，连续引入0.04g双(三-叔丁基膦)钯(0)(0.08毫摩尔)和1.7g双(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-[4-(4,4,5,5-四甲基-[1,3,2]二氧杂环戊硼烷-2-基)苯基]胺(2.8毫摩尔)。反应在85℃下进行一般3-4天。 
其后，在旋转式蒸发器上除去溶剂。提纯通过在硅胶上在二氯甲烷中柱层析而进行。 
收率：1.6g(64％)红色固体 
b)N-(2,6-二异丙基苯基)-8,9-([b]-N,N-双(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-1H-吲哚-6-胺)-4-苯基-3,4-二萘嵌苯二羧酰亚胺的合成 
将800mg N-(2,6-二异丙基苯基)-8,9-([b]-N,N-双(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-1H-吲哚-6-胺)-4-苯基-3,4-二萘嵌苯二羧酰亚胺(0.74毫摩尔)与600mg三苯基膦(2.2毫摩尔)一起溶于15ml邻-二氯苯中并在室温下搅拌15分钟。其后在微波炉中在182℃下反应8小时。 
将形成的蓝色反应混合物在石油醚中沉淀，在50℃下搅拌3小时并通过D4玻璃滤料抽吸过滤。母液具有强红色。将蓝色滤渣用石油醚洗涤直至滤液是无色的。 
不需要进一步提纯。 
收率：1.5g(97％)蓝色固体 
c)N-(2,6-二异丙基苯基)-8,9-([b]-N,N-双(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-1-己基-1H-吲哚-6-胺)-4-苯基-3,4-二萘嵌苯二羧酰亚胺的合成 
将1.5g N-(2,6-二异丙基苯基)-8,9-([b]-N,N-双(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-1H-吲哚-6-胺)-4-苯基-3,4-二萘嵌苯二羧酰亚胺(1.4毫摩尔)溶于80mL二氯甲烷中并加入在30mL丙酮中的0.11g氢氧化钠(2.9毫摩尔)。在室温下搅拌5分钟以后，引入0.71g溴己烷(4.3毫摩尔)。保持混合物回流2天，然后通过用水/二氯甲烷摇动而萃取。将有机相通过在硅胶上在二氯甲烷中柱层析而提纯。 
收率：0.64g(59％)蓝色固体 
d)8,9-([b]-N,N-双(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-1-己基-1H-吲哚-6-胺)-4-苯基-3,4-二萘嵌苯二羧酸酐的合成 
将0.95g N-羧甲基-(2,6-二异丙基苯基)-8,9-([b]-N,N-双(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-1-己基-1H-吲哚-6-胺)-4-苯基-3,4-二萘嵌苯二羧酰亚胺(0.84毫摩尔)溶于60ml 2-甲基-2-丁醇中并加入1.9g KOH(34毫摩尔)。反应在温和回流下进行2天。 
在冷却至室温以后，将混合物在具有乙酸的冰水中沉淀并搅拌1小时。将形成的红色沉淀物抽吸滤出并用水简短地洗涤。其后，将压饼溶于二氯甲烷中并在分液漏斗中除去残余水。将有机相再次用乙酸酸化并在室温下搅拌过夜。 
在旋转式蒸发器上浓缩以后，将红紫色残渣搅入甲醇中以萃取提纯，通过玻璃滤料抽吸过滤并用甲醇简短地洗涤。滤液颜色为浅红色。 
收率：0.58g(70％)红色固体 
e)目标化合物的合成 
将750mg 8,9-([b]-N,N-双(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-1-己基-1H-吲哚-6-胺)-4-苯基-3,4-二萘嵌苯二羧酸酐(0.77毫摩尔)称重与5g甘氨酸(67毫摩尔)和10g咪唑(147毫摩尔)一起放入Schlenk管中。将烧瓶用隔板密封并温和摇动以将粉末粗略地混合。随后施加降低的压力15分钟，最后将混合物在氩气下加热至140℃。用铝箔使烧瓶变暗以防止烧瓶壁上的升华。 
在140℃下20小时以后，将熔体冷却至50℃并在500mL稀盐酸中沉淀。在60℃下的进一步搅拌时间为2小时。将形成的沉淀物用D4玻璃滤料抽吸滤出并用温水洗涤直至滤液不再是黄色，而是清澈的。 
产物通过在硅胶上柱层析而提纯。这用纯二氯甲烷+2％乙酸进行，此处仅洗提杂质。在加入1-5％甲醇时，产物也开始洗提。 
收率：75mg(10％)紫色固体 
5.)本发明化合物(PS5)的合成 
a)N-环己基4-(4-氯-2-硝基苯基)萘-1,8-二羧酰亚胺的合成 
在Schlenk管中，将2g N-环己基-4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂环戊硼烷-2-基)-萘-1,8-二羧酰亚胺(4.93毫摩尔)、1.75g 1-溴4-氯-2-硝基苯(7.40毫摩尔)溶于80mL甲苯中，加入在8mL水和0.8mL乙醇中的1.6g碳酸钾(11.6毫摩尔)并将混合物彻底除气。在加入800mg四(三苯基膦)钯(0)(0.717毫摩尔)以后，将混合物再次除气，并在氩气下在80℃下搅拌2天。 
将反应溶液冷却至室温并用水和二氯甲烷萃取。将反应混合物通过在硅胶上通过二氯甲烷:石油醚(1:1)柱层析而分离。 
收率：700mg(32)浅黄色固体 
b)N-环己基-4-(4-二(对-叔辛基苯基)氨基2-硝基苯基)萘-1,8-二羧酰亚胺的合成 
将600mg N-环己基-4-(4-氯-2-硝基苯基)萘-1,8-二羧酰亚胺(1.38毫摩尔)、815mg双(9,9-二甲基芴-2-基)胺(2.07毫摩尔)、900mg碳酸铯(2.76毫摩尔)、125mg三(二亚苄基丙酮)二钯(0)(0.136毫摩尔)和170mg 2,2′-双(二苯基膦基)-1,1′-联萘(0.273毫摩尔)在氩气下溶于30mL干甲苯中并在氩气下在100℃下搅拌16小时。 
将粗混合物通过在硅胶上用二氯甲烷:石油醚(1:1)柱层析而提纯。 
收率：640mg黄色固体(64％) 
c)N-环己基-3,4-([b]-N,N-双(对-叔辛基苯基)-1-己基-1H-吲哚-6-胺)-1,8-萘二羧酰亚胺的合成 
将550mg N-环己基-4-(4-二(对-叔辛基苯基)氨基2-硝基苯基)萘-1,8-二羧酰亚胺(0.694毫摩尔)和545mg三苯基膦(2.08毫摩尔)溶于10mL邻-二氯苯中并在微波炉中在182℃和300W下搅拌4小时。溶剂通过Kugelrohr蒸馏釜除去并通过在硅胶上用二氯甲烷柱层析而分离。 
收率(粗)：430mg(82％)橙色固体 
d)N-环己基-3,4-([b]-N,N-双(对-叔辛基苯基)-1-己基-1H-吲哚-6-胺)-1,8-萘二羧酰亚胺的合成 
将350mg N-环己基-3,4-([b]-N,N-双(对-叔辛基苯基)-1H-吲哚-6-胺)-1,8-萘二羧酰亚胺(0.460毫摩尔)和14mg氢化钠(0.583毫摩尔)引入抽空的Schlenk管中。在氩气下加入15mL无水DMF。将溶液在室温下搅拌30分钟。在加入230mg溴己烷(1.39毫摩尔)以后，将溶液搅拌另外3小时。 
将反应用水骤冷，用二氯甲烷和水/盐酸(3:1)萃取并经硫酸镁干燥。将橙色粗产物通过在硅胶上用二氯甲烷柱层析而提纯。 
收率：270mg(71％)橙色固体 
e)3,4-([b]-N,N-双(对-叔辛基苯基)-1-己基-1H-吲哚-6-胺)-1,8-萘二羧酸酐(PS6)的合成 
将170mg N-环己基-3,4-([b]-N,N-双(对-叔辛基苯基)-1-己基-1H-吲哚-6-胺)-1,8-萘二羧酰亚胺(0.201毫摩尔)溶于10mL 2-甲基-2-丁醇中，加入450mg氢氧化钾(8.04毫摩尔)，将混合物除气并回流沸腾过夜。 
在冷却以后，将反应溶液加入在稀乙酸(1:10乙酸:水)中的冰中。将沉淀物滤出，用水洗涤并溶于二氯甲烷中。将几滴乙酸加入溶液中，将其搅拌过夜。大部分形成的酐(N-环己基-3,4-([b]-N,N-双(对-叔辛基苯基)-1-己基-1H-吲哚-6-胺)-1,8-萘二羧酸单酐)以粗形式进一步转化。 
将一部分(60mg)产物通过柱层析(硅胶，4:1甲苯:DCM)提纯，并作为本发明染料PS6用于构成下文所述OPV电池。 
收率(粗)：145mg(95％)红色固体 
e)目标化合物的合成 
将80mg粗酐(0.104毫摩尔)与1g甘氨酸(23.4毫摩尔)和2g咪唑(29.4毫摩尔)一起引入Schlenk管中。在除气以后，将混合物在氩气下在140℃下搅拌过夜。 
在冷却以后，借助稀盐酸(1:5盐酸:水)使粗产物从烧瓶中溶出。将沉淀物滤出并洗涤至中性。将粗产物通过在硅胶上用二氯甲烷、THF和二氯甲烷:乙酸(1:1)柱层析而提纯。 
收率：75mg(87％)橙色固体 
6.本发明化合物(PS7)的合成 
a)N-(2,6-二异丙基苯基)-9-(4-氨基-2-硝基苯基)-3,4-二萘嵌苯二羧酰亚胺(化合物2)的合成 
在三颈烧瓶中，将1g N-(2,6-二异丙基苯基)-9-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂环戊硼烷-2-基)-3,4-二萘嵌苯二羧酰亚胺(1.6毫摩尔；化合物1)和1.4g1-溴-4-氨基-2-硝基苯(6.6毫摩尔)溶于50mL甲苯中，并加入在10mL水和5mL乙醇的1.8g碳酸钾(23毫摩尔)。在将反应溶液用氩气清洗以后，加入0.6g四(三苯基膦)钯(0)(0.49毫摩尔)并将混合物在85℃下搅拌20小时。 
将反应溶液冷却至室温并用水和二氯甲烷萃取。通过在硅胶上柱层析借助二氯甲烷将反应混合物分离。 
收率：0.7g(69％)红色固体 
b)化合物3的合成 
在两颈烧瓶中，将0.5g N-(2,6-二异丙基苯基)-9-(4-氨基-2-硝基苯基)-3,4-二萘嵌苯二羧酰亚胺(0.8毫摩尔；化合物2)和0.82g 7-溴2-叔丁基芘(2.4毫摩尔)溶于25mL甲苯中。连续地加入0.06g三(二亚苄基丙酮)二钯(0)(0.06毫摩尔)、0.2g三-(叔丁基)膦(在甲苯中10重量％；0.11毫摩尔)和0.16g叔丁酸钠(1.6毫摩尔)并将混合物在80℃下搅拌20小时。 
将反应溶液冷却至室温，通过旋转式蒸发器除去溶剂并将产物通过在硅胶上用二氯甲烷/甲苯4:1柱层析而分离。 
收率：220mg(24％)紫色固体 
c)化合物4的合成 
将220mg化合物3(0.19毫摩尔)和118mg三苯基膦(0.58毫摩尔)溶于2mL邻-二氯苯中并在微波炉中在182℃下搅拌12小时。 
使用甲苯将反应混合物转移至圆底烧瓶中，通过旋转式蒸发器浓缩至干燥并通过在硅胶上用二氯甲烷/甲苯4:1柱层析而进行提纯。 
收率：140mg(65％)绿色固体 
d)化合物5的合成 
将140mg化合物4(0.13毫摩尔)和8mg氢化钠(在矿物油中60重量％；0.19毫摩尔)引入Schlenk管中并稍后抽空。在氩气气氛下加入15mL干二甲基甲酰胺。将混合物在室温下搅拌20分钟。加入63g(0.38毫摩尔)溴己 烷并将溶液搅拌另外4小时。 
将反应溶液用水和二氯甲烷萃取并将产物通过在硅胶上用二氯甲烷/甲苯4:1柱层析而分离。 
收率：100mg(67％)绿色固体 
e)化合物6的合成 
将100mg化合物5(0.08毫摩尔)溶于20mL 2-甲基-2-丁醇中，加入189mg氢氧化钾(3.4毫摩尔)并将混合物在回流下加热过夜。 
在冷却至室温以后，将混合物倒在在稀乙酸(1:10乙酸:水)中的碎冰上。将形成的沉淀物滤出，用水洗涤并溶于二氯甲烷中。其后将溶液用数mL乙酸酸化并在室温下搅拌过夜。将溶剂通过旋转式蒸发器除去，将所得残渣用甲醇搅拌，过滤，然后干燥。 
收率：65mg(75％)绿色固体 
f)目标化合物PS7的合成 
将65mg化合物6(0.06毫摩尔)、1g甘氨酸(0.013毫摩尔)和2g咪唑(0.029毫摩尔)引入Schlenk管中。在除气以后，将反应混合物在氩气气氛下在140℃下搅拌过夜。 
将反应混合物冷却至室温，将反应混合物用2M盐酸从Schlenk管中冲洗出，将滤出的沉淀物滤出并洗涤至中性。粗产物随着加入2％三乙胺通过在硅胶上用二氯甲烷/乙醇9:1柱层析而清洗。 
收率：50mg(75％)绿色固体 
7.本发明化合物(PS8)的合成 
a)化合物8的合成 
化合物8分别类似于化合物PS2的合成的步骤2.)b)、2.)c)和2.)d)使用4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-N-[4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯基]苯胺和3-(溴甲基)庚 烷，而不是双(9,9-二甲基芴-2-基)胺(步骤2.)b))和溴己烷(步骤2.)d))而制备。 
b)化合物9的合成 
将70mg化合物8(0.065毫摩尔)溶于20mL 2-甲基-2-丁醇中，加入146mg氢氧化钾(2.6毫摩尔)并将反应混合物在回流下搅拌过夜。 
在冷却以后，将反应溶液加入在稀乙酸(1:10乙酸:水)中的冰中。将沉淀物滤出，用水洗涤并溶于二氯甲烷中。将几滴乙酸加入溶液中，将其在室温下搅拌过夜。溶剂通过旋转式蒸发器除去，将所得残渣用甲醇搅拌，滤出并干燥。 
收率：30mg(51％)蓝色固体 
c)目标化合物ID1554的合成 
在三颈烧瓶中，将30mg化合物9(0.03毫摩尔)引入15mL N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中，加入25mg甘氨酸(0.3毫摩尔)和6mg乙酸锌(0.03毫摩尔)并将混合物在130℃下搅拌过夜。 
收率：26mg(81％)蓝色固体 
使用实施例： 
对于所用其它物质名称，下文列举了相应的化合物： 
ID423： 
(例如由Sigma-Aldrich市购) 
ID662： 
钠盐通过市售异羟肟酸与氢氧化钠溶液反应而得到。 
ID750： 
钾盐通过市售异羟肟酸与氢氧化钾溶液反应而得到。 
ID758： 
四丁基铵盐通过市售异羟肟酸与四丁基氢氧化铵反应而得到。 
ID741： 
化合物及其制备描述于出版物WO 2012/085803 A1的第12页上的实施例2中。 
OPV电池的构成： 
所用基础材料为用氟掺杂的氧化锡(FTO)涂覆且具有25mm×15mm×3mm的尺寸的玻璃板(Nippon Sheet Glass)，将其在超声浴中连续地用玻璃清洁剂(RBS 35)、软化水和丙酮处理每种情况下5分钟，然后在异丙醇中沸腾10分钟，并在氮气流中干燥。 
步骤A) 
为制备固体TiO2阻挡层，使用如Peng等人，Coord.Chem.Rev.248(2004)，1479中所述的喷雾热解方法。通过丝网印刷方法，将厚度为1.8μm的纳米孔TiO2层施涂于固体TiO2阻挡层上。用于该层的基础材料为由直径为约25nm的TiO2颗粒组成的TiO2糊Dyesol(来自Dyesol)，其分散于萜品醇/乙基纤维素分散体中。在印刷方法以后，将糊在80℃下干燥5分钟。这之后在450℃下烧结30分钟。 
步骤B) 
在从干燥箱中取出以后，将试样冷却至80℃，浸入异羟肟盐ID662的5×10-4摩尔乙醇溶液中16小时，用乙醇简短地洗涤，然后放入本发明染料在二氯甲烷中的摩尔溶液中1小时。随后将从溶液中取出的试样用合适的 溶剂冲洗，并在氮气流中干燥。 
步骤C) 
接着将p-导体溶液旋涂其上。为此，制备由如下组分组成的溶液：0.163M螺-OMeTAD(Lumtec，SHT-263)、20mM LiN(SO2CF3)2(Aldrich)和2.5重量％的基于螺-OMeTAD的V2O5。将125μl该溶液施涂于试样上并使其作用60秒。其后将过量溶液以2000rpm除去30秒。 
金属背电极通过在降低的压力下热金属蒸发而应用。为此，试样具有掩模，以通过蒸气沉积将8个分开的尺寸为0.13cm2的背电极应用于活性区上。所用金属为Ag，其在约5*10-5毫巴的压力下以3.0-3.5nm/s的速率蒸发，以产生200nm的层厚度。 
然后用75瓦氙弧灯(LOT-Oriel)、1/8m单色仪(SpectraPro-2150i；Acton Research Corporation)测量量子效率(IPCE＝入射光子-电流转化效率)。 
借助照明强度为100mW/cm2 AM 1.5的450瓦氙弧灯(LOT-Oriel)和Keithley 2400万用表测量电流/电压特性。 
表1-7显示以下参数：ISC-短路电流，VOC-开路电压；FF-填充因数；ETA-效率。 
表1—关于PS2的结果 
添加剂 Isc[mA/cm2] Voc[mV] FF[％] ETA[％]
ID423 -13.3 460 41 2.5
ID758 -9.3 640 52 3.0
ID750 -8.1 740 64 3.8
ID662 -7.7 780 61 3.5
ID758/ID741 -11.8 660 41 4.0
表2—关于PS4的结果 
添加剂 Isc[mA/cm2] Voc[mV] FF[％] ETA[％]
ID423 -2.83 440 48 0.6
ID758 -9.14 680 57 3.6
ID662 -10.41 700 48 3.5
ID750 -10.33 680 50 3.5
表3—关于PS1的结果 
添加剂 Isc[mA/cm2] Voc[mV] FF[％] ETA[％]
ID423 -6.19 480 60 1.8
ID662 -4.4 720 71 2.2
 表4—关于PS5的结果 
添加剂 Isc[mA/cm2] Voc[mV] FF[％] ETA[％]
ID662 -5.16 980 64 3.2
表5—关于PS3的结果 
添加剂 Isc[mA/cm2] Voc[mV] FF[％] ETA[％]
ID662 -9.52 780 61 4.5
ID423 -9.4 780 63 4.6
表6—关于PS7的结果 
添加剂 Isc[mA/cm2] Voc[mV] FF[％] ETA[％]
ID662 -8.25 800 64 4.3
ID758 -9.12 760 61 4.3
表7—关于PS8的结果 
添加剂 Isc[mA/cm2] Voc[mV] FF[％] ETA[％]
ID662 -4.68 840 68 2.7
ID758 -6.08 780 67 3.2
图1、3、6、10、13、16、18和21显示外量子效率(“EQE”)的测量曲线，图7、8、11、14、17和20显示使用本发明染料制备的太阳能电池的电流-电压特性。在图2、4、5、9、12,15、19和22的测量曲线的情况下，一些显示由根据上述步骤A)、B)和C)的整个电池结构产生的吸收，一些还仅显示根据来自步骤A)和B)，即不具有根据步骤C)的空穴导体的层的层组合的吸收。 
图1：在使用PS2的情况下，添加剂ID662、ID750和ID423对OPV电池的EQE的影响 
图2：在用空穴导体涂覆之前(“前”)和以后(“完整电池”)的PS2/ID423吸收 
图3：在使用PS4的情况下，添加剂ID423、ID758、ID662和ID750对OPV电池的EQE的影响 
图4：在用空穴导体涂覆之前，PS4与添加剂ID423、ID758、ID662和ID750组合的吸收 
图5：在用空穴导体涂覆之前，PS1与添加剂ID423和ID662组合的吸收 
图6：在使用PS1的情况下，添加剂ID423和ID662对OPV电池的EQE的影响 
图7：在使用PS1的情况下，添加剂ID423和ID662对OPV电池的电流-电压特性的影响 
图8：在使用PS5的情况下，ID662对OPV电池的电流-电压特性的影响 
图9：在用空穴导体涂覆之前，PS5与ID662组合的吸收 
图10：在使用PS5的情况下，ID662对OPV电池的EQE的影响 
图11：在使用PS3的情况下，添加剂ID662和ID758对OPV电池的电流-电压特性的影响 
图12：在用空穴导体涂覆之前，PS3与ID758和ID662组合的吸收 
图13：在使用PS3的情况下，添加剂ID758和ID662对OPV电池的EQE的影响 
图14：使用PS6的OPV电池的电流-电压特性 
图15：PS6(通过整个电池)的吸收 
图16：使用PS6的OPV电池的EQE 
图17：在使用PS8的情况下，添加剂ID758和ID662对OPV电池的电流-电压特性的影响 
图18：在使用PS8的情况下，添加剂ID758和ID662对OPV电池的EQE的影响 
图19：在用空穴传输层(HTL)涂覆以后，PS8与ID758和ID662组合的吸收 
图20：在使用PS7的情况下，添加剂ID758和ID662对OPV电池的电流-电压特性的影响 
图21：在使用PS7的情况下，添加剂ID758和ID662对OPV电池的EQE的影响 
图22：在用空穴传输层(HTL)涂覆以后，PS8与ID758和ID662组合的吸收。 

Claims (5)

1.式Ia、Ib或Ic的化合物：
其中：
R为相同或不同的芳氧基、芳硫基、杂芳氧基、杂芳硫基、芳基、二芳基氨基或二烷基氨基，
n当m为0时：为0、1、2或3，
当m为1时：为0、1、2、3、4或5，
m为0或1，
A为-COOM、-SO3M或-PO3M，
M为氢、碱金属阳离子或[NR′]4+，
R′为氢或烷基，其中R’基团可以为相同或不同的，
B为C1-C6亚烷基或1,4-亚苯基，其中亚苯基可以被烷基、硝基、氰基和/或卤素单-或多取代，
L为化学单键或下式的桥：
-(Het)Ar-或-(Het)Ar-(Het)Ar-
其可以被苯基、烷基、烷氧基、烷硫基和/或-NR4R5单-或多取代，且其
中(Het)Ar为芳基或杂芳基，其可稠合于可包含杂原子的饱和或不饱和5-18元环，其中在两个(Het)Ar的情况下，这些可以为相同或不同的，
q为0或1，
R1、R2各自独立地为式IIa、IIb或IIc的基团：
R3为苯基、烷基、烷氧基、烷硫基或-NR6R7，
X为C(R8R9)2、NR10、氧或硫，
R4-R10各自独立地为氢，其碳链可被一个或多个-O-、-S-、-CO-、-SO-和/或-SO2-结构部分间隔的烷基，或者各自可被烷基、烷氧基和/或烷硫基单-或多取代的芳基或杂芳基，
p为0、1、2、3、4或5，
Y为NR11或硫，
R11为氢，其碳链可被一个或多个-O-、-S-、-CO-、-SO-和/或-SO2-结构部分间隔的烷基，或者芳基，杂芳基，芳烷基或杂烷基。
2.根据权利要求1的化合物，其中在式I中：
R为相同或不同的芳氧基或芳硫基，
n当m为0或m为1时：为0、1或2，
m为0或1，
A为-COOM，
M为氢或碱金属阳离子，
B为C1-C6亚烷基，
L为化学单键或下式的桥：
-(Het)Ar-或-(Het)Ar-(Het)Ar-
其可被苯基、C1-C12烷基、C1-C12-烷氧基、C1-C12-烷硫基和/或-NR4R5单-或多取代，且其中(Het)Ar为相同或不同的芳基或杂芳基，其可稠合于可包含杂原子的饱和或不饱和5-18元环，
q为0或1，
R4、R5各自独立地为氢或其碳链可被一个或多个-O-、-S-、-CO-、-SO-和/或-SO2-结构部分间隔的C1-C12烷基，
R1、R2各自独立地为式II′a、II′b或II′c的基团：
R3为C1-C12烷氧基，
p为0或1，
X为C(R8R9)2、NR10、氧或硫，
R8、R9、R10各自独立地为氢或其碳链可被一个或多个-O-、-S-、-CO-、-SO-和/或-SO2-结构部分间隔的C1-C12烷基，
Y为NR11或硫，
R11为氢或其碳链可被一个或多个-O-、-S-、-CO-、-SO-和/或-SO2-结构部分间隔的烷基。
3.根据权利要求1的化合物，其中在式Ia、Ib和Ic中：
n为0，
m为0或1，
A为-COOM，
M为氢或碱金属阳离子，
B为C1-C6亚烷基，
L为化学单键或下式的桥：
-(Het)Ar-或-(Het)Ar-(Het)Ar-
其中(Het)Ar为相同或不同的芳基或杂芳基，
q为0或1，
R1、R2各自独立地为式II′a、II′b或II′c的基团：
R3为C1-C12烷氧基，
p为0或1，
X为C(R8R9)2或NR10，
R8、R9、R10各自独立地为氢或其碳链可被一个或多个-O-、-S-、-CO-、-SO-和/或-SO2-结构部分间隔的C1-C12烷基，
Y为NR11或硫，
R11为氢或C1-C12烷基。
4.根据权利要求1、2或3的式Ia、Ib和Ic化合物或者式Ia、Ib和Ic化合物的混合物和/或根据权利要求1、2或3的式Ia、Ib和Ic化合物的异构体或异构体混合物在太阳能电池和光检测器中作为光敏剂的用途。
5.太阳能电池和光检测器，其包含根据权利要求1、2或3的式Ia、Ib和Ic化合物或者式Ia、Ib和Ic化合物的混合物和/或根据权利要求1、2或3的式Ia、Ib和Ic化合物的异构体或异构体混合物作为光敏剂。
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