CN109232421A - 苝单酰亚胺迫位稠合富勒烯类衍生物及其制备方法与应用 - Google Patents

苝单酰亚胺迫位稠合富勒烯类衍生物及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明提出了苝单酰亚胺迫位稠合富勒烯类衍生物及其制备方法与应用。苝单酰亚胺迫位稠合富勒烯类衍生物具有式(I)或(II)所示结构，该化合物用作有机光伏材料中的电子受体时光电转换效率高，是一种具有重要应用前景的有机光伏电池电子受体材料。

Description

苝单酰亚胺迫位稠合富勒烯类衍生物及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于有机化学合成技术领域，具体地，本发明涉及苝单酰亚胺迫位稠合富勒烯 类衍生物及其制备方法，还涉及该类化合物在有机光伏电池中作为电子受体材料的应用。
背景技术
自从1985年富勒烯(C60)被发现以来，其独特的结构吸引了物理、化学和生物等领域的科学家的关注。通过对富勒烯进行化学修饰得到的富勒烯衍生物(PCBM)在有机光 伏电池领域有着广泛的应用。PCBM类电子受体材料有着很多优点，比如好的溶解性，高 的电子迁移率，可以与常见的聚合物给体形成良好的相分离等，然而，PCBM类材料在可 见光区有着较弱的吸收。除了富勒烯类受体化合物，近年来，一些非富勒烯类受体材料在 光伏领域的应用也取得了很大的进展。
因而，电子受体材料仍有待开发和改进。
发明内容
现有技术中发现苝酰亚胺类化合物有着良好的化学和热力学稳定性，高的载流子迁移 率，在可见光区有着强的吸收，且吸收光谱范围易于调节，被认为是最有前景的n型有机 半导体材料之一。
基于上述事实的发现，发明人巧妙地设计了一类新的化合物，将富勒烯与苝酰亚胺类 化合物通过简单的化学键相结合得到的本发明的化合物，该化合物将富勒烯与苝酰亚胺类 化合物的优势结合为一体，即在拥有良好的相分离的同时，又在可见光谱有着高的吸收强 度，该化合物能成功应用于构筑有机太阳能电池受体材料。
在本发明的第一方面，本发明提出了一种化合物。根据本发明的实施例，其为如式(I) 或(II)所示的化合物或如式(I)或(II)所示的化合物的立体异构体、互变异构体、溶剂化 物或其盐：
其中，各R1独立地为氢、氘、卤素、CN、NO2、C1-60烷基、C1-60烷氧基、C3-60环烷 基、3-60个原子组成的杂环基、C6-60芳基、5-60个原子组成的杂芳基、Ra-O-Rb、Ra-S-Rb、 Ra-NH-Rb、Ra-O(C＝O)-Rb、Ra-NH(C＝O)-Rb或Ra-S(＝O)2-Rb，其中，所述C1-60烷基、C1-60烷氧基、C3-60环烷基、3-60个原子组成的杂环基、C6-60芳基、5-60个原子组成的杂芳基、 Ra-O-Rb、Ra-S-Rb、Ra-NH-Rb、Ra-O(C＝O)-Rb、Ra-N(C＝O)-Rb和Ra-S(＝O)2-Rb各自独立地未 被取代或被1、2、3、4或5个选自氘、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2和C1-60烷基的取代 基取代；
各R2和R3分别独立地为氢、氘、卤素、CN、NO2、C1-60烷基、C1-60烷氧基、C3-60环 烷基、3-60个原子组成的杂环基、C6-60芳基、5-60个原子组成的杂芳基、Ra-O-Rb、Ra-S-Rb、 Ra-NH-Rb、Ra-O(C＝O)-Rb、Ra-NH(C＝O)-Rb、Ra-S(＝O)2-Rb、C6-60芳氧基、5-60个原子组成 的杂芳氧基、C6-60芳硫基或5-60个原子组成的杂芳硫基，其中，所述C1-60烷基、C1-60烷 氧基、C3-60环烷基、3-60个原子组成的杂环基、C6-60芳基、5-60个原子组成的杂芳基、Ra-O-Rb、 Ra-S-Rb、Ra-NH-Rb、Ra-O(C＝O)-Rb、Ra-N(C＝O)-Rb、Ra-S(＝O)2-Rb、C6-60芳氧基、5-60个 原子组成的杂芳氧基、C6-60芳硫基和5-60个原子组成的杂芳硫基各自独立地未被取代或被 1、2、3、4或5个选自氘、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2和C1-60烷基的取代基取代；
各Ra和Rb分别独立地为氢、氘、卤素、CN、NO2、C1-60烷基、C1-60亚烷基、C1-60烷 氧基、C3-60环烷基、3-60个原子组成的杂环基、C6-60芳基、5-60个原子组成的杂芳基，其 中，所述C1-60烷基、C1-60亚烷基、C1-60烷氧基、C3-60环烷基、3-60个原子组成的杂环基、 C6-60芳基、5-60个原子组成的杂芳基各自独立地未被取代或被1、2、3、4或5个选自氘、 F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2和C1-60烷基的取代基取代。根据本发明实施例的化合物， 相较于现有技术，富勒烯与苝酰亚胺类基团的连接结构简单，整体结构简单，更适用于工 业生产和工业应用。该化合物具有良好的化学和热力学稳定性，高的载流子迁移率，在可 见光区有很强的吸收，且吸收光谱范围易于调节，同时还有着良好的溶解度电子迁移率， 可以与常见的聚合物给体形成良好的相分离，是一种具有重要应用前景的有机光伏电池电 子受体材料。
根据本发明的实施例，上述化合物还可以包括如下附加技术特征至少之一：
根据本发明的实施例，各R1独立地为氢、氘、卤素、CN、NO2、C1-30烷基、C1-30烷氧 基、C3-30环烷基、3-30个原子组成的杂环基、C6-30芳基、5-30个原子组成的杂芳基、Ra-O-Rb、 Ra-S-Rb、Ra-NH-Rb、Ra-O(C＝O)-Rb、Ra-NH(C＝O)-Rb或Ra-S(＝O)2-Rb，其中，所述C1-30烷 基、C1-30烷氧基、C3-30环烷基、3-30个原子组成的杂环基、C6-30芳基、5-30个原子组成的 杂芳基、Ra-O-Rb、Ra-S-Rb、Ra-NH-Rb、Ra-O(C＝O)-Rb、Ra-N(C＝O)-Rb和Ra-S(＝O)2-Rb各自 独立地未被取代或被1、2、3、4或5个选自氘、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2和C1-30烷 基的取代基取代。
根据本发明的实施例，各R2和R3分别独立地为氢、氘、卤素、CN、NO2、C1-30烷基、 C1-30烷氧基、C3-30环烷基、3-30个原子组成的杂环基、C6-30芳基、5-30个原子组成的杂芳 基、Ra-O-Rb、Ra-S-Rb、Ra-NH-Rb、Ra-O(C＝O)-Rb、Ra-NH(C＝O)-Rb、Ra-S(＝O)2-Rb、C6-30芳氧基、5-30个原子组成的杂芳氧基、C6-30芳硫基或5-30个原子组成的杂芳硫基，其中， 所述C1-30烷基、C1-30烷氧基、C3-30环烷基、3-30个原子组成的杂环基、C6-30芳基、5-30 个原子组成的杂芳基、Ra-O-Rb、Ra-S-Rb、Ra-NH-Rb、Ra-O(C＝O)-Rb、Ra-N(C＝O)-Rb、 Ra-S(＝O)2-Rb、C6-30芳氧基、5-30个原子组成的杂芳氧基、C6-30芳硫基和5-30个原子组成 的杂芳硫基各自独立地未被取代或被1、2、3、4或5个选自氘、F、Cl、Br、I、OH、CN、 NO2和C1-30烷基的取代基取代。
根据本发明的实施例，各Ra和Rb分别独立地为氢、氘、卤素、CN、NO2、C1-,30烷基、C1-30亚烷基、C1-30烷氧基、C3-30环烷基、3-30个原子组成的杂环基、C6-30芳基、5-30个原 子组成的杂芳基，其中，所述C1-30烷基、C1-30亚烷基、C1-30烷氧基、C3-30环烷基、3-30个 原子组成的杂环基、C6-30芳基、5-30个原子组成的杂芳基各自独立地未被取代或被1、2、 3、4或5个选自氘、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2和C1-30烷基的取代基取代。
根据本发明的实施例，各R1独立地为氢、氘、卤素、CN、NO2、C1-15烷基、C1-15烷氧 基、C3-15环烷基、3-15个原子组成的杂环基、C6-15芳基、5-15个原子组成的杂芳基、Ra-O-Rb、 Ra-S-Rb、Ra-NH-Rb、Ra-O(C＝O)-Rb、Ra-NH(C＝O)-Rb或Ra-S(＝O)2-Rb，其中，所述C1-15烷 基、C1-15烷氧基、C3-15环烷基、3-15个原子组成的杂环基、C6-15芳基、5-15个原子组成的 杂芳基、Ra-O-Rb、Ra-S-Rb、Ra-NH-Rb、Ra-O(C＝O)-Rb、Ra-N(C＝O)-Rb和Ra-S(＝O)2-Rb各自 独立地未被取代或被1、2、3、4或5个选自氘、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2和C1-15烷 基的取代基取代。
根据本发明的实施例，各R2和R3分别独立地为氢、氘、卤素、CN、NO2、C1-15烷基、 C1-15烷氧基、C3-15环烷基、3-15个原子组成的杂环基、C6-15芳基、5-15个原子组成的杂芳 基、Ra-O-Rb、Ra-S-Rb、Ra-NH-Rb、Ra-O(C＝O)-Rb、Ra-NH(C＝O)-Rb、Ra-S(＝O)2-Rb、C6-15芳氧基、5-15个原子组成的杂芳氧基、C6-15芳硫基或5-15个原子组成的杂芳硫基，其中， 所述C1-15烷基、C1-15烷氧基、C3-15环烷基、3-15个原子组成的杂环基、C6-15芳基、5-15 个原子组成的杂芳基、Ra-O-Rb、Ra-S-Rb、Ra-NH-Rb、Ra-O(C＝O)-Rb、Ra-N(C＝O)-Rb、 Ra-S(＝O)2-Rb、C6-15芳氧基、5-15个原子组成的杂芳氧基、C6-15芳硫基和5-15个原子组成 的杂芳硫基各自独立地未被取代或被1、2、3、4或5个选自氘、F、Cl、Br、I、OH、CN、 NO2和C1-15烷基的取代基取代。
根据本发明的实施例，各Ra和Rb分别独立地为氢、氘、卤素、CN、NO2、C1-15烷基、 C1-15亚烷基、C1-15烷氧基、C3-15环烷基、3-15个原子组成的杂环基、C6-15芳基、5-15个原 子组成的杂芳基，其中，所述C1-15烷基、C1-15亚烷基、C1-15烷氧基、C3-15环烷基、3-15个 原子组成的杂环基、C6-15芳基、5-15个原子组成的杂芳基各自独立地未被取代或被1、2、 3、4或5个选自氘、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2和C1-15烷基的取代基取代。
根据本发明的实施例，各R1独立地为氢、氘、卤素、CN、NO2、C1-12烷基、C1-12烷氧 基、C3-12环烷基、3-8个原子组成的杂环基、C6-10芳基、5-10个原子组成的杂芳基、Ra-O-Rb、 Ra-S-Rb、Ra-NH-Rb、Ra-O(C＝O)-Rb、Ra-NH(C＝O)-Rb或Ra-S(＝O)2-Rb，其中，所述C1-12烷 基、C1-12烷氧基、C3-12环烷基、3-8个原子组成的杂环基、C6-10芳基、5-10个原子组成的 杂芳基、Ra-O-Rb、Ra-S-Rb、Ra-NH-Rb、Ra-O(C＝O)-Rb、Ra-N(C＝O)-Rb和Ra-S(＝O)2-Rb各自 独立地未被取代或被1、2、3、4或5个选自氘、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2和C1-6烷 基的取代基取代。
根据本发明的实施例，各R2和R3分别独立地为氢、氘、卤素、CN、NO2、C1-6烷基、 C1-6烷氧基、C3-7环烷基、3-7个原子组成的杂环基、C6-10芳基、5-10个原子组成的杂芳基、 Ra-O-Rb、Ra-S-Rb、Ra-NH-Rb、Ra-O(C＝O)-Rb、Ra-NH(C＝O)-Rb、Ra-S(＝O)2-Rb、C6芳氧基、 5-6个原子组成的杂芳氧基、C6芳硫基和5-6个原子组成的杂芳硫基，其中，所述C1-6烷基、 C1-6烷氧基、C3-6环烷基、3-6个原子组成的杂环基、C6芳基、5-6个原子组成的杂芳基、 Ra-O-Rb、Ra-S-Rb、Ra-NH-Rb、Ra-O(C＝O)-Rb、Ra-N(C＝O)-Rb、Ra-S(＝O)2-Rb、C6芳氧基和 C6芳硫基各自独立地未被取代或被1、2、3、4或5个选自氘、F、Cl、Br、I、OH、CN、 NO2和C1-6烷基的取代基取代。
根据本发明的实施例，各Ra和Rb分别独立地为氢、氘、卤素、CN、NO2、C1-6烷基、 C1-6亚烷基、C1-6烷氧基、C3-6环烷基、3-6个原子组成的杂环基、C6芳基、5-6个原子组成 的杂芳基，其中，所述C1-6烷基、C1-6亚烷基、C1-6烷氧基、C3-6环烷基、3-6个原子组成 的杂环基、C6芳基、5-6个原子组成的杂芳基各自独立地未被取代或被1、2、3、4或5个 选自氘、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2和C1-6烷基的取代基取代。
根据本发明的实施例，各R1独立地为氢、氘、卤素、CN、NO2、甲基、乙基、丙基、 异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十 一碳烷基、十二碳烷基、十三碳烷基、十四碳烷基、十五碳烷基、十六碳烷基、十七碳烷 基、十八碳烷基、十九碳烷基、二十碳烷基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、正丁 氧基、仲丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、壬氧基、癸 氧基、十一碳烷氧基、十二碳烷氧基、十三碳烷氧基、十四碳烷氧基、十五碳烷氧基、十 六碳烷氧基、十七碳烷氧基、十八碳烷氧基、十九碳烷氧基、二十碳烷氧基、苯基、萘基、 蒽基、菲基、并四苯基、并五苯基、并六苯基、芘基、茚基、联苯基、芴基、环丁基、环 戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基、环癸基、十一碳环烷基、十二碳环烷基、十三 碳环烷基、十四碳环烷基、十五碳环烷基、十六碳环烷基、十七碳环烷基、十八碳环烷基、 十九碳环烷基或二十碳环烷基，其中，所述甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、 异丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一碳烷基、十二碳烷基、十 三碳烷基、十四碳烷基、十五碳烷基、十六碳烷基、十七碳烷基、十八碳烷基、十九碳烷 基、二十碳烷基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基、异丁氧基、 叔丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、壬氧基、癸氧基、十一碳烷氧基、十二碳 烷氧基、十三碳烷氧基、十四碳烷氧基、十五碳烷氧基、十六碳烷氧基、十七碳烷氧基、 十八碳烷氧基、十九碳烷氧基、二十碳烷氧基、苯基、萘基、蒽基、菲基、并四苯基、并 五苯基、并六苯基、芘基、茚基、联苯基、芴基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环 辛基、环壬基、环癸基、十一碳环烷基、十二碳环烷基、十三碳环烷基、十四碳环烷基、 十五碳环烷基、十六碳环烷基、十七碳环烷基、十八碳环烷基、十九碳环烷基和二十碳环 烷基各自独立地未被取代或被1、2、3、4或5个选自氘、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2和C1-4烷基的取代基取代。
根据本发明的实施例，各R2和R3分别独立地为氢、氘、卤素、CN、NO2、甲基、乙 基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、 癸基、十一碳烷基、十二碳烷基、十三碳烷基、十四碳烷基、十五碳烷基、十六碳烷基、 十七碳烷基、十八碳烷基、十九碳烷基、二十碳烷基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧 基、正丁氧基、仲丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、壬 氧基、癸氧基、十一碳烷氧基、十二碳烷氧基、十三碳烷氧基、十四碳烷氧基、十五碳烷 氧基、十六碳烷氧基、十七碳烷氧基、十八碳烷氧基、十九碳烷氧基、二十碳烷氧基、苯 基、萘基、蒽基、菲基、并四苯基、并五苯基、并六苯基、芘基、茚基、联苯基、芴基、 环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基、环癸基、十一碳环烷基、十二碳环 烷基、十三碳环烷基、十四碳环烷基、十五碳环烷基、十六碳环烷基、十七碳环烷基、十 八碳环烷基、十九碳环烷基、二十碳环烷基、苯氧基、萘氧基、蒽氧基、菲氧基、并四苯 氧基、并五苯氧基、并六苯氧基、芘氧基、茚氧基、联苯氧基、芴氧基、苯硫基、萘硫基、 蒽硫基、菲硫基、并四苯硫基、并五苯硫基、并六苯硫基、芘硫基、茚硫基、联苯硫基或 芴硫基，其中，所述甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、戊 基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一碳烷基、十二碳烷基、十三碳烷基、十四碳烷基、十五碳烷基、十六碳烷基、十七碳烷基、十八碳烷基、十九碳烷基、二十碳烷基、甲 氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、 己氧基、庚氧基、辛氧基、壬氧基、癸氧基、十一碳烷氧基、十二碳烷氧基、十三碳烷氧 基、十四碳烷氧基、十五碳烷氧基、十六碳烷氧基、十七碳烷氧基、十八碳烷氧基、十九 碳烷氧基、二十碳烷氧基、苯基、萘基、蒽基、菲基、并四苯基、并五苯基、并六苯基、 芘基、茚基、联苯基、芴基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基、环癸 基、十一碳环烷基、十二碳环烷基、十三碳环烷基、十四碳环烷基、十五碳环烷基、十六 碳环烷基、十七碳环烷基、十八碳环烷基、十九碳环烷基、二十碳环烷基、苯氧基、萘氧 基、蒽氧基、菲氧基、并四苯氧基、并五苯氧基、并六苯氧基、芘氧基、茚氧基、联苯氧 基、芴氧基、苯硫基、萘硫基、蒽硫基、菲硫基、并四苯硫基、并五苯硫基、并六苯硫基、 芘硫基、茚硫基、联苯硫基和芴硫基各自独立地未被取代或被1、2、3、4或5个选自氘、 F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2和C1-4烷基的取代基取代。
根据本发明的实施例，R1为各R4和R5各自独立地为氢、氘、卤素、CN、 NO2、C1-15烷基，或R4、R5与其相连的碳原子形成3-12元的环烷基或杂烷基。
根据本发明的实施例，各R4和R5各自独立地为氢、氘、卤素、CN、NO2、C3-12烷基， 或R4、R5与其相连的碳原子形成3-10元的环烷基或杂烷基。
根据本发明的实施例，各R4和R5各自独立地为氢、氘、卤素、CN、NO2、C3-6烷基， 或R4、R5与其相连的碳原子形成3-7元的环烷基或杂烷基。
根据本发明的实施例，各R4和R5各自独立地为氢、氘、卤素、CN、NO2、-C5H11，或 R4、R5与其相连的碳原子形成5-6元的环烷基或杂烷基。
在本发明的第二方面，本发明提出了一种化合物。根据本发明的实施例，其包含以下 其中之一的结构或其立体异构体、互变异构体、溶剂化物或其盐：
根据本发明实施例的化合物，相较于现有技术，富勒烯与苝酰亚胺类基团的连接结构简单， 整体结构简单，更适用于工业生产和工业应用。该化合物具有良好的化学和热力学稳定性， 高的载流子迁移率，在可见光区有很强的吸收，且吸收光谱范围易于调节，同时还有着良 好的溶解度电子迁移率，可以与常见的聚合物给体形成良好的相分离，是一种具有重要应 用前景的有机光伏电池电子受体材料。
在本发明的第三方面，本发明提出了一种制备前面所述化合物的方法。根据本发明的 实施例，所述方法包括：将具有式(III)结构的化合物与富勒烯(C60)或富勒烯(C70)进行接触，以便获得式(I)或式(II)所示的化合物，
其中，各R4为Cl、Br、I；各R1、R2、R3如前面所限定。根 据本发明实施例的方法步骤简短，操作方便，原料易得，收率高，纯化简单，易于工业化 生产。
根据本发明的实施例，上述方法还可以进一步包括如下附加技术特征至少之一：
根据本发明的实施例，所述接触是在钯催化剂、膦配体、碱和有机溶剂存在、温度为 200℃的条件下进行3h。由此，在上述条件下，收率高，副产物少，纯化简单。
根据本发明的实施例，所述富勒烯(C60)或富勒烯(C70)、式(III)所示化合物、 钯催化剂、膦配体、碱的投料摩尔比为1:1:(0.01-0.2):(0.1-0.3):(2-8)。由此，在上述条件下， 收率高，副产物少，纯化简单。
根据本发明的实施例，所述富勒烯(C60)或富勒烯(C70)、式(III)所示化合物、 钯催化剂、膦配体、碱的投料摩尔比为1:1:0.06:0.12:4。由此，在上述条件下，收率更高， 副产物更少，纯化更简单。
根据本发明的实施例，所述有机溶剂与所述富勒烯(C60)或富勒烯(C70)的用量比为(25-35mL):1mmol。根据本发明的实施例，所述钯催化剂为醋酸钯。
根据本发明的实施例，所述膦配体为三环己基膦四氟硼酸盐。根据本发明的实施例， 所述碱为无水碳酸钾。根据本发明的实施例，所述有机溶剂为1-甲基萘。在本发明的第四 方面，本发明提出了一种有机光伏电池或传感器。根据本发明的实施例，所述有机光伏电 池或传感器保护前面所述的化合物。如前所述，根据本发明实施例的化合物具有良好的化 学和热力学稳定性，高的载流子迁移率，在可见光区有很强的吸收，且吸收光谱范围易于 调节，同时还有着良好的溶解度、电子迁移率，可以与常见的聚合物给体形成良好的相分 离，包含前面所述化合物的有机光伏电池或传感器具有较好的光电转换效率。
在本发明的第五方面，本发明提出了前面所述的化合物在制备有机光伏电池电子受体 中的用途。如前所述，根据本发明实施例的化合物具有良好的化学和热力学稳定性，高的 载流子迁移率，在可见光区有很强的吸收，且吸收光谱范围易于调节，同时还有着良好的 溶解度电子迁移率，可以与常见的聚合物给体形成良好的相分离，进而前面所述的化合物 用作有机光伏材料中的电子受体时具有较好的光电转换效率，是一种具有重要应用前景的 有机光伏电池电子受体材料。
综上所述，本发明的化合物和制备该化合物的方法相对于现有技术具有下列至少之一 的优势：
1、方法步骤简短，操作方便。
2、方法的原料易得，易于工业化生产。
3、化合物具有很好的化学稳定性。
4、化合物是很好的有机光伏电池电子受体材料。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明， 而不能理解为对本发明的限制。
本发明将会把确定的具体化的内容所对应的文献详细列出，实施例都伴随有结构式和 化学式的图解。本发明有预期地涵盖所有的选择余地、变体和同等物，这些可能像权利要 求所定义的那样包含在现有发明领域。所属领域的技术人员将识别许多类似或等同于在此 所描述的方法和物质，这些可以应用于本发明的实践中去。本发明绝非限于方法和物质的 描述。有很多文献和相似的物质与本发明申请相区别或抵触，其中包括但绝不限于术语的 定义，术语的用法，描述的技术，或像本发明申请所控制的范围。
本发明将应用以下定义除非其他方面表明。根据本发明的目的，化学元素根据元素周 期表，CAS版本和化学药品手册，75，thEd，1994来定义。另外，有机化学一般原理见"Organic Chemistry,"Thomas Sorrell,University Science Books,Sausalito:1999,and"March's Advanced Organic Chemistry,"by Michael B.Smith and Jerry March,John Wiley&Sons,New York:2007， 因此所有的内容都融合了参考文献。
术语“包含”为开放式表达，即包括本发明所指明的内容，但并不排除其他方面的内 容。
像这里所描述的化合物可以任选地被一个或多个取代基所取代，如本发明中的通式化 合物，或者像实施例里面特殊的例子，子类，和本发明所包含的一类化合物。应了解“任 选取代的”这个术语与“取代或非取代的”这个术语可以交换使用。一般而言，术语“任选地”不论是否位于术语“取代的”之前，表示所给结构中的一个或多个氢原子被具体取 代基所取代。除非其他方面表明，一个任选的取代基团可以有一个取代基在基团各个可取 代的位置进行取代。当所给出的结构式中不只一个位置能被选自具体基团的一个或多个取代基所取代，那么取代基可以相同或不同地在各个位置取代。其中所述的取代基可以是，但并不限于氢、F、Cl、Br、I、硝基、氰基、氧代(＝O)、羟基、烷基、羟基烷基、烷氨基、 氨基烷基、卤代烷氧基、环烷基、氨基、芳基、杂环基、杂芳基、烯基、炔基、环烷基氧 基、烷氧基、烷氧基烷基、卤代烷基、-COOH、-亚烷基-C(＝O)O-烷基、-亚烷基-S(＝O)2-烷 基、-亚烷基-S(＝O)2-氨基、-S(＝O)2-烷基、-S(＝O)2-氨基、-S(＝O)2OH、-O-亚烷基-C(＝O)O- 烷基、-O-亚烷基-S(＝O)2-烷基、-O-亚烷基-S(＝O)2-氨基、-O-亚烷基-S(＝O)2OH、-C(＝O)NH2、 -C(＝O)NH-烷基、-C(＝O)N(烷基)-烷基、-C(＝O)NHS(＝O)2-烷基、-C(＝O)NHS(＝O)2-氨基、-C(＝O)NHS(＝O)2OH、-N(卤代烷基)-烷基、-N(烷基)-S(＝O)2-烷基、-NHS(＝O)2-烷基、 -NHS(＝O)2-卤代烷基、-N(烷基)S(＝O)2-卤代烷基、-N(烷基)S(＝O)2-烷氨基、-NHC(＝O)-烷基、 -NHC(＝O)-卤代烷基、-N(烷基)C(＝O)-卤代烷基、-N(烷基)C(＝O)-烷氨基、-N(烷基)C(＝O)O- 烷基、-NHC(＝O)O-烷基、-NHC(＝O)O-卤代烷基、-N(烷基)C(＝O)O-卤代烷基、-N(烷 基)C(＝O)O-氨基烷基、-NHC(＝O)-NH2、-NHC(＝O)NH-(烷基)、-NHC(＝O)NH(卤代烷基)、 -NHC(＝O)N(烷基)-烷基、-OC(＝O)-烷基、-OC(＝O)-氨基、-OC(＝O)-烷氨基、-OC(＝O)-氨基 烷基、-OC(＝O)-烷氧基、-C(＝O)N(烷基)S(＝O)2-烷基、-C(＝O)N(烷基)S(＝O)2-氨基、 -C(＝O)NH-S(＝O)2OH、-C(＝NH)NH2、-C(＝NH)NH-烷基、-C(＝NH)N(烷基)-烷基、-C(＝N-烷 基)-NH2、-C(＝O)NH-亚烷基-S(＝O)2OH、-C(＝O)NHC(＝O)OH、-C(＝O)NHC(＝O)O-烷基、 -C(＝O)N(烷基)C(＝O)O-烷基、-C(＝O)NH-亚烷基-C(＝O)OH和-C(＝O)NH-亚烷基-C(＝O)O-烷 基，等等。
本发明使用的术语“烷基”包括1-60个碳原子，或1-30个碳原子，或1-15个碳原子，或1-20个碳原子，或1-10个碳原子，或1-6个碳原子，或1-4个碳原子，或1-3个碳原子， 或1-2个碳原子饱和直链或支链的单价烃基，其中烷基可以独立任选地被一个或多个本发 明所描述的取代基所取代。烷基基团更进一步的实例包括，但并不限于甲基(Me，-CH3)、 乙基(Et，-CH2CH3)、正丙基(n-Pr，-CH2CH2CH3)、异丙基(i-Pr，-CH(CH3)2)、正丁基(n-Bu， -CH2CH2CH2CH3)、异丁基(i-Bu，-CH2CH(CH3)2)、仲丁基(s-Bu，-CH(CH3)CH2CH3)、叔 丁基(t-Bu，-C(CH3)3)、正戊基(-CH2CH2CH2CH2CH3)、2-戊基(-CH(CH3)CH2CH2CH3)、3- 戊基(-CH(CH2CH3)2)、2-甲基-2-丁基(-C(CH3)2CH2CH3)、3-甲基-2-丁基(-CH(CH3)CH (CH3)2)、3-甲基-1-丁基(-CH2CH2CH(CH3)2)、2-甲基-1-丁基(-CH2CH(CH3)CH2CH3)、正己基 (-CH2CH2CH2CH2CH2CH3)、2-己基(-CH(CH3)CH2CH2CH2CH3)、3-己基 (-CH(CH2CH3)(CH2CH2CH3))、2-甲基-2-戊基(-C(CH3)2CH2CH2CH3)、3-甲基-2-戊基 (-CH(CH3)CH(CH3)CH2CH3)、4-甲基-2-戊基(-CH(CH3)CH2CH(CH3)2)、3-甲基-3-戊基 (-C(CH3)(CH2CH3)2)、2-甲基-3-戊基(-CH(CH2CH3)CH(CH3)2)、2,3-二甲基-2-丁基 (-C(CH3)2CH(CH3)2)、3,3-二甲基-2-丁基(-CH(CH3)C(CH3)3)、正庚基和正辛基等等。术语“烷 基”和其前缀“烷”在此处使用，都包含直链和支链的饱和碳链。术语“烷撑”或“亚烷基” 在此处使用，表示从直链或支链饱和碳氢化物消去两个氢原子得到的饱和二价烃基，这样 的实例包括，但并不限于亚甲基、亚乙基和亚异丙基等等。
术语“杂原子”表示一个或多个O、S、N、P和Si，包括C，N，S和P任何氧化态的 形式；伯、仲、叔胺和季铵盐的形式；或者杂环中氮原子上的氢被取代的形式，例如，N(像 3，4-二氢-2H-吡咯基中的N)，NH(像吡咯烷基中的NH)或NR(像N-取代的吡咯烷基中的 NR)；或杂环中的-CH2-被氧化，形成-C(＝O)-的形式。
术语“卤素”是指F、Cl、Br或I。
本发明中所使用的术语“烷氧基”或“烷基氧基”，涉及到烷基，像本发明所定义的，通过氧原子连接到化合物分子的其它部分上。一些实施例中，烷氧基为C1-4烷氧基；这样 的实例包括，但并不限于甲氧基、乙氧基、丙氧基和丁氧基等。并且所述烷氧基可以独立 地未被取代或被一个或多个本发明所描述的取代基所取代。
本发明中所使用的术语“烷氧基烷基”表示烷基可以被一个或多个烷氧基所取代，烷 氧基和烷基具有如本发明所述的含义。一些实施例中，烷氧基烷基为C1-6烷氧基C1-6烷基。 另一些实施例中，烷氧基烷基为C1-3烷氧基C1-3烷基。所述的“烷氧基烷基”可以独立任选地被一个或多个本发明所描述的取代基所取代。
术语“环烷基”或“环烷烃”表示含有3-60个碳原子的，或含有3-30个碳原子的，或含有3-15个碳原子的，或含有3-12个碳原子的，单价或多价的饱和单环，双环或三环碳环体系，但绝不包含芳香环。在一实施方案中，环烷基包含3-10个碳原子；在另一实施方案中，环烷基包含3-8个碳原子；在又一实施方案中，环烷基包含3-6个碳原子。这样的实例 包括，但并不限于环丙基、环丁基、环戊基和环己基等。所述环烷基基团可以独立地未被 取代或被一个或多个本发明所描述的取代基所取代。
术语“环烷基烷基”表示环烷基通过烷基连接到化合物分子的其它部分，其中，环烷 基和烷基基团具有如本发明所述的含义。
术语“杂环基”和“杂环”在此处可交换使用，都是指包含3-60个环原子，或3-3-个环原子，或3-15个环原子，或3-12个环原子的饱和或部分不饱和的单环、双环或三环，绝 不包含芳香环，其中至少一个环原子为杂原子。在一实施方案中，“杂环基”或“杂环” 包含3-10个环原子；在一实施方案中，“杂环基”或“杂环”包含3-8个环原子；在另一 实施方案中，“杂环基”或“杂环”包含5-8个环原子；在又一实施方案中，“杂环基”或“杂 环”包含3-6个环原子；还在一实施方案中，“杂环基”或“杂环”包含5-6个环原子；再 在一实施方案中，“杂环基”或“杂环”包含4-6个环原子；除非另外说明，杂环基可以 是碳基或氮基，杂原子具有如本发明所述的含义。杂环基的实例包括，但不限于：环氧乙 烷基、氮杂环丁基、氧杂环丁基、硫杂环丁基、吡咯烷基、2-吡咯啉基、3-吡咯啉基、吡唑 啉基、吡唑烷基、咪唑啉基、咪唑烷基、四氢呋喃基、二氢呋喃基、四氢噻吩基、二氢噻 吩基、1,3-二氧环戊基、二硫环戊基、四氢吡喃基、二氢吡喃基、2H-吡喃基、4H-吡喃基、 四氢噻喃基、哌啶基、吗啉基、硫代吗啉基、哌嗪基、二噁烷基、二噻烷基、噻噁烷基、 高哌嗪基、高哌啶基、氧杂环庚烷基、硫杂环庚烷基、氧氮杂基、二氮杂基、硫氮杂 基和2-氧杂-5-氮杂双环[2.2.1]庚-5-基。杂环基中-CH2-基团被-C(＝O)-取代的实例包括， 但不限于：2-氧代吡咯烷基、氧代-1,3-噻唑烷基、2-哌啶酮基、3,5-二氧代哌啶基和嘧啶二 酮基。杂环基中硫原子被氧化的实例包括，但不限于环丁砜基和1,1-二氧代硫代吗啉基。 所述的杂环基基团可以任选地被一个或多个本发明所描述的取代基所取代。
术语“杂环基烷基”表示杂环基通过烷基连接到化合物分子的其它部分，其中，杂环 基和烷基基团具有如本发明所述的含义。
术语“芳基”表示含有6-60个环原子，或6-30个环原子，或6-15个环原子，或6-14个环原子，或6-12个环原子，或6-10个环原子的单环、双环和三环的碳环体系，其中，至 少一个环是芳香族的，其中每一个环包含3-7个原子组成的环，且有一个或多个附着点与 分子的其余部分相连。术语“芳基”可以和术语“芳环”交换使用。芳基基团的实例可以 包括苯基、萘基和蒽。所述芳基基团可以独立任选地被一个或多个本发明所描述的取代基 所取代。
术语“杂芳基”表示含有5-60个环原子，或5-30个环原子，或5-15个环原子，5-12个环原子，或5-10个环原子，或5-6个环原子的单环、双环和三环体系，其中至少一个环 体系是芳香环，且至少一个环体系包含一个或多个杂原子，其中每一个环包含5-7个原子 组成的环，且有一个或多个附着点与分子其余部分相连。术语“杂芳基”可以与术语“杂 芳环”或“杂芳族化合物”交换使用。所述杂芳基基团任选地被一个或多个本发明所描述 的取代基所取代。在一实施方案中，5-10个原子组成的杂芳基包含1、2、3或4个独立选 自O，S和N的杂原子，其中氮原子可以被进一步氧化。
杂芳基基团的实例包括，但并不限于：呋喃基、咪唑基(如N-咪唑基、2-咪唑基、4-咪唑基、5-咪唑基)、异噁唑基、恶唑基(如2-噁唑基、4-噁唑基、5-噁唑基)、吡咯基(如 N-吡咯基、2-吡咯基、3-吡咯基)、吡啶基、嘧啶基(如2-嘧啶基、4-嘧啶基、5-嘧啶基)、 哒嗪基、噻唑基(如2-噻唑基、4-噻唑基、5-噻唑基)、四唑基(如5-四唑基)、三唑基、 噻吩基(如2-噻吩基、3-噻吩基)、吡唑基、异噻唑基、1,2,3-噁二唑基、1,2,5-噁二唑基、 1,2,4-噁二唑基、1,2,3-三唑基、1,2,3-硫代二唑基、1,3,4-硫代二唑基、1,2,5-硫代二唑基、吡 嗪基、1,3,5-三嗪基；也包括以下的双环，但绝不限于这些双环：苯并咪唑基、苯并呋喃基、 苯并噻吩基、吲哚基(如2-吲哚基)、嘌呤基、喹啉基(如2-喹啉基，3-喹啉基，4-喹啉 基)、1,2,3,4-四氢异喹啉基、1,3-苯并二噁茂基、吲哚啉基、异喹啉基(如1-异喹啉基、3- 异喹啉基或4-异喹啉基)、咪唑并[1,2-a]吡啶基、吡唑并[1,5-a]吡啶基、吡唑并[1,5-a]嘧啶 基、咪唑并[1,2-b]哒嗪基、[1,2,4]三唑并[4,3-b]哒嗪基、[1,2,4]三唑并[1,5-a]嘧啶基和[1,2,4]三唑并[1,5-a]吡啶基，等等。
另外，需要说明的是，除非以其他方式明确指出，在本文中通篇采用的描述方式“各… 和…独立地为”、“…和…各自独立地为”和“…和…分别独立地为”可以互换，应做广义理解，其既可以是指在不同基团中，相同符号之间所表达的具体选项之间互相不影响，也可以表示在相同的基团中，相同符号之间所表达的具体选项之间互相不影响。
除非其他方面表明，本发明所描述的结构式包括所有的同分异构形式(如对映异构， 非对映异构，几何异构或构象异构)：例如含有不对称中心的R、S构型，双键的(Z)、(E)异构体，和(Z)、(E)的构象异构体。因此，本发明的化合物的单个立体化学异构体或其对映异构体、非对映异构体、几何异构体或构象异构体的混合物都属于本发明的范围。
本发明中立体化学的定义和惯例的使用通常参考以下文献：S.P.Parker,Ed.,McGraw-Hill Dictionary of Chemical Terms(1984)McGraw-Hill Book Company,NewYork； and Eliel,E.and Wilen,S.,"Stereochemistry of Organic Compounds",JohnWiley&Sons,Inc., New York,1994.本发明的化合物可以包含不对称中心或手性中心，因此存在不同的立体异 构体。本发明的化合物所有的立体异构形式，包括但绝不限于，非对映体，对映异构体， 阻转异构体，和它们的混合物，如外消旋混合物，组成了本发明的一部分。很多有机化合 物都以光学活性形式存在，即它们有能力旋转平面偏振光的平面。在描述光学活性化合物 时，前缀D、L或R、S用来表示分子手性中心的绝对构型。前缀d、l或(+)、(-)用来命名 化合物平面偏振光旋转的符号，(-)或l是指化合物是左旋的，前缀(+)或d是指化合物是右 旋的。这些立体异构体的化学结构是相同的，但是它们的立体结构不一样。特定的立体异 构体可以是对映体，异构体的混合物通常称为对映异构体混合物。50：50的对映体混合物 被称为外消旋混合物或外消旋体，这可能导致化学反应过程中没有立体选择性或立体定向 性。术语“外消旋混合物”和“外消旋体”是指等摩尔的两个对映异构体的混合物，缺乏 光学活性。
术语“互变异构体”或“互变异构的形式”是指不同能量的结构的同分异构体可以通 过低能垒互相转化。例如质子互变异构体(即质子移变的互变异构体)包括通过质子迁移的互 变，如酮式-烯醇式和亚胺-烯胺的同分异构化作用。原子价(化合价)互变异构体包括重组成 键电子的互变。
本发明的“溶剂化物”是指一个或多个溶剂分子与本发明的化合物所形成的缔合物。 形成溶剂化物的溶剂包括，但并不限于，水，异丙醇，乙醇，甲醇，二甲亚砜，乙酸乙酯，乙酸和氨基乙醇。术语“水合物”是指溶剂分子是水所形成的缔合物。
常用的酸加成盐可与无机酸和有机酸形成，例如乙酸盐、天冬氨酸盐、苯甲酸盐、苯 磺酸盐、溴化物/氢溴酸盐、碳酸氢盐/碳酸盐、硫酸氢盐/硫酸盐、樟脑磺酸盐、氯化物/盐 酸盐、氯茶碱盐、柠檬酸盐、乙二磺酸盐、富马酸盐、葡庚糖酸盐、葡糖酸盐、葡糖醛酸盐、马尿酸盐、氢碘酸盐/碘化物、羟乙基磺酸盐、乳酸盐、乳糖醛酸盐、月桂基硫酸盐、 苹果酸盐、马来酸盐、丙二酸盐、扁桃酸盐、甲磺酸盐、甲基硫酸盐、萘甲酸盐、萘磺酸 盐、烟酸盐、硝酸盐、十八酸盐、油酸盐、草酸盐、棕榈酸盐、扑酸盐、磷酸盐/磷酸氢盐 /磷酸二氢盐、聚半乳糖酸盐、丙酸盐、硬脂酸盐、琥珀酸盐、磺基水杨酸盐、酒石酸盐、 甲苯磺酸盐和三氟乙酸盐。
可以由其衍生得到盐的无机酸包括例如盐酸、氢溴酸、硫酸、硝酸、磷酸等。
可以由其衍生得到盐的有机酸包括例如乙酸、丙酸、羟基乙酸、草酸、马来酸、丙二酸、琥珀酸、富马酸、酒石酸、柠檬酸、苯甲酸、扁桃酸、甲磺酸、乙磺酸、对甲苯磺酸、 磺基水杨酸等。
常用的碱加成盐可与无机碱和有机碱形成。
可以由其衍生得到盐的无机碱包括，例如铵盐和周期表的I族至XII族的金属。在某 些实施方案中，该盐衍生自钠、钾、铵、钙、镁、铁、银、锌和铜；特别适合的盐包括铵、 钾、钠、钙和镁盐。
可以由其衍生得到盐的有机碱包括伯胺、仲胺和叔胺，取代的胺包括天然存在的取代 的胺、环状胺、碱性离子交换树脂等。某些有机胺包括，例如，异丙胺、苄星青霉素(benzathine)、胆碱盐(cholinate)、二乙醇胺、二乙胺、赖氨酸、葡甲胺(meglumine)、哌嗪和氨丁三醇。
本发明的常规的盐可以用常规化学方法由母体化合物、碱性或酸性部分来合成。一般 而言，该类盐可以通过使这些化合物的游离酸形式与化学计量量的适宜碱(如Na、Ca、Mg或K的氢氧化物、碳酸盐、碳酸氢盐等)反应，或者通过使这些化合物的游离碱形式 与化学计量量的适宜酸反应来进行制备。该类反应通常在水或有机溶剂或二者的混合物中 进行。一般地，在适当的情况中，需要使用非水性介质如乙醚、乙酸乙酯、乙醇、异丙醇 或乙腈。
另外，本发明公开的化合物，包括它们的盐，也可以以它们的水合物形式或包含其溶 剂(例如乙醇、DMSO，等等)的形式得到，用于它们的结晶。本发明公开化合物可以与 常规的可接受的溶剂(包括水)固有地或通过设计形成溶剂化物；因此，本发明旨在包括 溶剂化的和未溶剂化的形式。
本发明给出的任何结构式也意欲表示这些化合物未被同位素富集的形式以及同位素富 集的形式。同位素富集的化合物具有本发明给出的通式描绘的结构，除了一个或多个原子 被具有所选择原子量或质量数的原子替换。可引入本发明化合物中的示例性同位素包括氢、 碳、氮、氧、磷、硫、氟和氯的同位素，如2H，3H，11C，13C，14C，15N，17O，18O，18F， 31P，32P，35S，36Cl和125I。
另一方面，本发明所述化合物包括同位素富集的本发明所定义的化合物，例如，其中 存在放射性同位素，如3H，14C和18F的那些化合物，或者其中存在非放射性同位素，如 2H和13C。同位素富集的式(I)或(II)所示化合物可以通过本领域技术人员熟悉的常规技术 或本发明中的实施例和制备过程所描述使用合适的同位素标记试剂替代原来使用过的未标记试剂来制备。
应当理解，本发明中的氘被看做式(I)或(II)化合物的取代基。可以用同位素富集因子 来定义该类较重同位素特别是氘的浓度。本发明所使用的术语“同位素富集因子”是指所 指定同位素的同位素丰度和天然丰度之间的比例。如果本发明化合物的取代基被指定为氘， 该化合物对各指定的氘原子而言具有至少3500(各指定氘原子处52.5％的氘掺入)、至少 4000(60％的氘掺入)、至少4500(67.5％的氘掺入)，至少5000(75％的氘掺入)，至少 5500(82.5％的氘掺入)、至少6000(90％的氘掺入)、至少6333.3(95％的氘掺入)、至少6466.7 (97％的氘掺入)、至少6600(99％的氘掺入)或至少6633.3(99.5％的氘掺入)的同位素富集 因子。本发明可用的溶剂化物包括其中结晶溶剂可以是同位素取代的例如D2O、丙酮-d6、 DMSO-d6的那些溶剂化物。
一般地，本发明的化合物可以通过本发明所描述的方法制备得到，除非有进一步的说 明，其中取代基的定义如式(I)、(II)所示。下面的反应方案和实施例用于进一步举例说明 本发明的内容。
所属领域的技术人员将认识到：本发明所描述的化学反应可以用来合适地制备许多本 发明的其他化合物，且用于制备本发明的化合物的其它方法都被认为是在本发明的范围之 内。例如，根据本发明那些非例证的化合物的合成可以成功地被所属领域的技术人员通过 修饰方法完成，如适当的保护干扰基团，通过利用其他已知的试剂除了本发明所描述的， 或将反应条件做一些常规的修改。另外，本发明所公开的反应或已知的反应条件也公认地 适用于本发明其他化合物的制备。
下面所描述的实施例，除非其他方面表明所有的温度定为摄氏度。试剂购买于商品供 应商如百灵威、伊诺凯、国药、北京化工厂等。
核磁共振光谱的测试条件为，室温条件下，布鲁克(Bruker)400MHz或500MHz的核磁仪，以CDC13,CDCl2CDCl2,d6-DMSO,CD3OD或d6-丙酮为溶剂(报导以ppm为单位)，用 TMS(0ppm)或氯仿(7.25ppm)作为参照标准。当出现多重峰的时候，将使用下面的缩写： s(singlet，单峰)，d(doublet，双峰)，t(triplet，三重峰)，m(multiplet，多重峰)，br(broadened， 宽峰)，dd(doublet of doublets，双二重峰)，q(quartet，四重峰)，dt(doublet of triplets， 双三重峰)，tt(triplet of triplets，三三重峰)，dddd(doubletof doublet of doublet of doublets， 双双双二重峰)，qd(quartet of doublets，四双重峰),ddd(doublet of doublet of doublets，双双 二重峰)，td(triplet of doublets，三双重峰)，dq(doublet of quartets，双四重峰)，ddt(doublet of doublet oftriplets，双双三重峰)，tdd(triplet of doublet of doublets，三双二重峰)，dtd(doublet of triplet of doublets，双三二重峰)。偶合常数，用赫兹(Hz)表示。
下面简写词的使用贯穿本发明：
下面将详细介绍本发明的实施例。
一般方法
将具有式(III)结构的1,6-位取代的-9-溴-苝单酰亚胺分别与富勒烯(C60)或富勒烯 (C70)加入到反应器中，加入钯催化剂、膦配体、碱和有机溶剂，加热至200℃，反应3h，冷却到室温，将反应液倒入甲醇中，抽滤收集沉淀，用甲醇洗涤，干燥，硅胶柱提纯， 分别得到式(I)或式(II)所示结构的苝单酰亚胺迫位稠合富勒烯类衍生物。
具体地说，以式(III)所示的1,6-位取代的-9-溴-苝单酰亚胺为原料，制备得到式(I) 所示的苝单酰亚胺迫位稠合富勒烯类衍生物的反应式如下：
具体地说，以式(III)所示的1,6-位取代的-9-溴-苝单酰亚胺为原料，制备得到式(II) 所示的苝单酰亚胺迫位稠合富勒烯类衍生物的反应式如下：
本发明中，所采用的原料——式(III)所示的1,6-位取代的-9-溴-苝单酰亚胺参照文献 (J.Am.Chem.Soc.2017,139,663-671；Chem.Commun.2011,47,4977-4979；Chem.Eur.J. 2015,21,19028-19040)的方法合成得到。
下面将详细介绍本发明的具体实施例。
实施例1式(I-1)化合物的制备
在氮气保护下，向100mL的封管中加入具有式(III-1)所示的9-溴苝单酰亚胺(154mg， 0.278mmol)、富勒烯C60(200mg,0.278mmol)、醋酸钯(4mg,0.017mmol)、三环己 基膦四氟硼酸盐(13mg,0.034mmol)、无水碳酸钾(153mg,1.112mmol)和8mL 1-甲基 萘，加热到200℃，反应3h，冷却到室温，将反应液倒入甲醇中，抽滤收集沉淀，用甲醇 洗涤，干燥，硅胶柱提纯，二硫化碳做展开剂，得到式(I-1)化合物159mg，产率：48％。
式(I-1)化合物的表征数据：1H NMR(500MHz,CDCl2CDCl2,373K):δ＝8.69-8.68(d,J＝7.8Hz,4H),8.53-8.52(d,J＝8.0Hz,2H),8.32-8.30(d,J＝7.6Hz,2H),5.25-5.19(m,1H), 2.33-2.26(m,2H),2.00-1.94(m,2H),1.45-1.31(m,12H),0.92-0.89(m,6H).13C NMR(125 MHz,CDCl2CDCl2,373K):δ＝164.3,153.2,147.6,147.0,146.3,146.2,146.0,145.7,145.5, 145.3,144.5,143.3,142.9,142.3,142.3,142.1,140.8,137.7,136.2,136.0,131.6,130.6,129.5, 128.5,127.9,125.7,123.3,122.5,120.7,54.8,32.6,31.8,26.7,22.4,13.8.HRMS(MALDI, 100％):calcd(％)for C93H31NO2:1193.2360；found,1193.2362.
实施例2式(I-2)化合物的制备
在氮气保护下，向100mL的封管中加入具有式(III-2)所示的1,6-(4-叔丁基)苯氧基9-溴苝单酰亚胺(237mg，0.278mmol)、富勒烯C60(200mg,0.278mmol)、醋酸钯 (4mg,0.017mmol)、三环己基膦四氟硼酸盐(13mg,0.034mmol)、无水碳酸钾(153mg, 1.112mmol)和8mL 1-甲基萘，加热到200℃，反应3h，冷却到室温，将反应液倒入甲 醇中，抽滤收集沉淀，用甲醇洗涤，干燥，硅胶柱提纯，二硫化碳做展开剂，得到式(I-2) 化合物178mg，产率：43％。
式(I-2)化合物的表征数据：1H NMR(500MHz,CDCl2CDCl2,373K):δ＝9.68-9.66(d,J＝8.0Hz,2H),8.37(s,2H),8.28-8.27(d,J＝8.0Hz,2H),7.49-7.47(d,J＝8.6Hz,4H),7.20-7.18(d,J＝8.6Hz,4H),5.13-5.07(m,1H),2.20-2.16(m,2H),1.93-1.89(m,2H),1.40-1.31(m,30H),0.89-0.88(m,6H).13C NMR(125MHz,CDCl2CDCl2,373K):δ＝163.7,154.3,153.3,153.2,147.8,147.5,146.2,146.1,146.0,145.9,145.4,145.2,144.5,143.2,142.8, 142.3,142.2,142.0,140.7,136.6,136.0,132.5,131.2,130.1,128.1,127.3,126.1,123.7,123.4, 122.7,118.6,55.1,34.4,32.6,31.7,31.5,26.7,22.4,13.8.HRMS(MALDI,100％):calcd(％)for C113H55NO4:1489.4136；found,1489.4129.
实施例3式(I-3)化合物的制备
在氮气保护下，向100mL的封管中加入具有式(III-3)所示的1,6-(4-叔丁基)苯硫基9-溴苝单酰亚胺(245mg，0.278mmol)、富勒烯C60(200mg,0.278mmol)、醋酸钯 (4mg,0.017mmol)、三环己基膦四氟硼酸盐(13mg,0.034mmol)、无水碳酸钾(153mg, 1.112mmol)和8mL 1-甲基萘，加热到200℃，反应3h，冷却到室温，将反应液倒入甲 醇中，抽滤收集沉淀，用甲醇洗涤，干燥，硅胶柱提纯，二硫化碳做展开剂，得到式(I-3) 化合物148mg，产率：35％。
式(I-3)化合物的表征数据：1H NMR(500MHz,CDCl2CDCl2,373K):δ＝9.34-9.33(d,J＝7.7Hz,2H),8.64(s,2H),8.43-8.41(d,J＝7.8Hz,2H),7.43-7.39(m,8H),5.09-5.05(m,1H), 2.18-2.14(m,2H),1.87-1.84(m,2H),1.40-1.30(m,30H),0.87-0.86(m,6H).13C NMR(125 MHz,CDCl2CDCl2,373K):δ＝163.8,153.3,152.2,147.5,146.6,146.3,146.2,146.0,145.8, 145.5,145.3,144.5,143.2,142.8,142.3,142.3,142.0,140.8,136.0,135.9,135.6,134.8,134.8, 132.5,131.9,131.6,131.0,130.1,128.2,126.8,126.5,122.0,121.1,54.8,34.6,32.5,31.6,31.2, 26.5,22.3,13.8.HRMS(MALDI,100％):calcd(％)forC113H55NO2S2:1521.3679；found, 1521.3679.
实施例4式(I-4)化合物的制备
在氮气保护下，向100mL的封管中加入具有式(III-4)所示的1,6-(4-氟)苯硫基9-溴苝单酰亚胺(224mg，0.278mmol)、富勒烯C60(200mg,0.278mmol)、醋酸钯(4mg,0.017mmol)、三环己基膦四氟硼酸盐(13mg,0.034mmol)、无水碳酸钾(153mg,1.112 mmol)和8mL 1-甲基萘，加热到200℃，反应3h，冷却到室温，将反应液倒入甲醇中， 抽滤收集沉淀，用甲醇洗涤，干燥，硅胶柱提纯，二硫化碳做展开剂，得到式(I-4)化合 物156mg，产率：39％。
式(4)化合物的表征数据：1H NMR(500MHz,CDCl2CDCl2,373K):δ＝9.27-9.25(d,J＝7.7Hz,2H),8.56(s,2H),8.48-8.46(d,J＝7.7Hz,2H),7.54-7.52(dd,J1＝8.1Hz,J2＝8.0Hz, 4H),7.14-7.10(t,J1＝8.5Hz,J2＝8.5Hz,4H),5.09-5.03(m,1H),2.17-2.13(m,2H),1.89-1.85 (m,2H),1.31(br,12H),0.88-0.87(m,6H).13C NMR(125MHz,CDCl2CDCl2,373K):δ＝ 164.2,163.6,162.2,153.3,147.5,146.8,146.3,146.2,146.0,145.8,145.5,145.3,144.5,143.3, 142.8,142.3,142.3,142.1,140.8,136.0,135.0,134.9,134.8,134.4,134.3,132.4,131.0,130.0, 128.1,126.2,122.1,121.3,117.2,117.0,55.0,32.5,31.6,29.6,26.6,22.4,13.7.HRMS(MALDI, 100％):calcd(％)for C105H37F2NO2S2:1445.2239；found,1445.2233.
实施例5式(I-5)化合物
在氮气保护下，向100mL的封管中加入具有式(III-5)所示的1,6-(4-甲基)苯硫基9-溴苝单酰亚胺(222mg，0.278mmol)、富勒烯C60(200mg,0.278mmol)、醋酸钯(4 mg,0.017mmol)、三环己基膦四氟硼酸盐(13mg,0.034mmol)、无水碳酸钾(153mg,1.112 mmol)和8mL 1-甲基萘，加热到200℃，反应3h，冷却到室温，将反应液倒入甲醇中， 抽滤收集沉淀，用甲醇洗涤，干燥，硅胶柱提纯，二硫化碳做展开剂，得到式(I-5)化合 物153mg，产率：38％。
式(I-5)化合物的表征数据：1H NMR(500MHz,CDCl2CDCl2,373K):δ＝9.31-9.29(d,J＝7.8Hz,2H),8.59(s,2H),8.44-8.42(d,J＝7.8Hz,2H),7.43-7.41(d,J＝8.0Hz,4H),7.23-7.21(d,J＝7.9Hz,4H),5.08-5.02(m,1H),2.40(s,6H),2.17-2.11(m,2H),1.89-1.85(m, 2H),1.31-1.24(m,12H),0.88-0.87(m,6H).13C NMR(125MHz,CDCl2CDCl2,373K):δ＝163.8,153.3,147.5,146.5,146.3,146.2,146.0,145.8,145.5,145.3,144.5,143.2,142.8,142.3, 142.3,142.0,140.8,139.1,136.0,136.0,135.4,134.6,134.2,132.7,132.4,131.2,131.1,130.6, 130.2,128.3,126.1,122.0,121.0,54.8,32.5,31.6,26.6,22.4,21.1,13.8.HRMS(MALDI, 100％):calcd(％)for C107H43NO2S2:1437.2740；found,1437.2732.
实施例6式(II-1)化合物
在氮气保护下，向100mL的封管中加入具有式(III-3)所示的1,6-(4-叔丁基)苯硫基9-溴苝单酰亚胺(210mg，0.238mmol)、富勒烯C70(200mg,0.238mmol)、醋酸钯 (3mg,0.014mmol)、三环己基膦四氟硼酸盐(10mg,0.028mmol)、无水碳酸钾(131mg, 0.952mmol)和8mL 1-甲基萘，加热到200℃，反应3h，冷却到室温，将反应液倒入甲 醇中，抽滤收集沉淀，用甲醇洗涤，干燥，硅胶柱提纯，二硫化碳做展开剂，得到式(II-1) 化合物59mg，产率：15％。
式(II-1)化合物的表征数据：1H NMR(500MHz,CDCl2CDCl2,373K):δ＝9.36-9.34(sd, J＝7.2Hz,1H),9.12-9.10(sd,J＝7.2Hz,1H),8.63-8.56(m,3H),8.05-8.01(m,1H),7.44(s, 4H),7.36(s,4H),5.05(br,1H),2.13(br,2H),1.85(br,2H),1.40-1.19(m,30H),0.92-0.85(m, 6H).13C NMR(125MHz,CDCl2CDCl2,373K):δ＝163.8,157.7,155.7,152.1,151.7,151.6, 151.1,151.0,150.8,150.3,150.0,149.5,149.2,148.9,147.5,147.3,147.2,146.3,145.9,143.5, 143.4,143.0,140.4,140.3,137.5,135.5,134.7,134.3,133.9,132.4,132.0,131.8,131.6,131.3, 126.8,126.8,122.7,121.5,121.1,54.8,32.5,31.6,31.2,29.6,26.5,22.3,13.8.HRMS(MALDI, 100％):calcd(％)for C123H55NO2S2:1641.3679；found,1641.3692.
实施例7
以式(III)所示的1,6-二取代的-9-溴苝单酰亚胺为原料，其中式(III)中R1和R2取不同的基团，分别按照如下反应式，并参照实施例1或实施例6的制备步骤制备得到式(I)或式(II)所示的苝单酰亚胺迫位稠合富勒烯类衍生物，见表1所示：
表1
实施例8有机太阳能电池测试
本实施例以式I-3所示化合物为例，将其应用于有机太阳能电池进行了性能测试，并与 经典的富勒烯受体材料PC61BM进行比较。光伏器件采用反向结构：ITO/ZnO/Activelayers/MoOx/Ag，氯苯为加工溶剂，具体实验过程是：首先用清洁剂清洗ITO玻璃，然后 依次在去离子水、丙酮和异丙醇中超声洗涤，随后用氮气吹干，再用紫外-臭氧处理20分 钟。将ZnO溶液旋涂在ITO玻璃上，然后将活性层旋涂在ZnO上。最后，将MoOx和Ag 依次蒸镀到器件上进行测试。其结果如下表2所示。
其中，与PC61BM相比，根据本发明实施例的化合物具有较高的LUMO能级，具有较 高的开路电压。其中，实施例化合物I-3的光电转化效率明显高于PC61BM，主要是由于其 在可见光区吸收光谱显著增强导致短路电流增强的原因。由此，根据本发明实施例的化合 物还可以进行进一步的精准修饰，从而调节其光伏性能。因此，苝酰亚胺迫位稠合富勒烯 类材料(本发明的化合物)有望代替PCBM成为新一代的高性能的受体材料。
表2：太阳能电池测试数据
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具 体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材 料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意 性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特 点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下， 本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特 征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的， 不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例 进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种化合物，其为如式(I)或(II)所示的化合物或如式(I)或(II)所示的化合物的立体异构体、互变异构体、溶剂化物或其盐：
其中，各R1独立地为氢、氘、卤素、CN、NO2、C1-60烷基、C1-60烷氧基、C3-60环烷基、3-60个原子组成的杂环基、C6-60芳基、5-60个原子组成的杂芳基、Ra-O-Rb、Ra-S-Rb、Ra-NH-Rb、Ra-O(C＝O)-Rb、Ra-NH(C＝O)-Rb或Ra-S(＝O)2-Rb，其中，所述C1-60烷基、C1-60烷氧基、C3-60环烷基、3-60个原子组成的杂环基、C6-60芳基、5-60个原子组成的杂芳基、Ra-O-Rb、Ra-S-Rb、Ra-NH-Rb、Ra-O(C＝O)-Rb、Ra-N(C＝O)-Rb和Ra-S(＝O)2-Rb各自独立地未被取代或被1、2、3、4或5个选自氘、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2和C1-60烷基的取代基取代；
各R2和R3分别独立地为氢、氘、卤素、CN、NO2、C1-60烷基、C1-60烷氧基、C3-60环烷基、3-60个原子组成的杂环基、C6-60芳基、5-60个原子组成的杂芳基、Ra-O-Rb、Ra-S-Rb、Ra-NH-Rb、Ra-O(C＝O)-Rb、Ra-NH(C＝O)-Rb、Ra-S(＝O)2-Rb、C6-60芳氧基、5-60个原子组成的杂芳氧基、C6-60芳硫基或5-60个原子组成的杂芳硫基，其中，所述C1-60烷基、C1-60烷氧基、C3-60环烷基、3-60个原子组成的杂环基、C6-60芳基、5-60个原子组成的杂芳基、Ra-O-Rb、Ra-S-Rb、Ra-NH-Rb、Ra-O(C＝O)-Rb、Ra-N(C＝O)-Rb、Ra-S(＝O)2-Rb、C6-60芳氧基、5-60个原子组成的杂芳氧基、C6-60芳硫基和5-60个原子组成的杂芳硫基各自独立地未被取代或被1、2、3、4或5个选自氘、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2和C1-60烷基的取代基取代；
各Ra和Rb分别独立地为氢、氘、卤素、CN、NO2、C1-60烷基、C1-60亚烷基、C1-60烷氧基、C3-60环烷基、3-60个原子组成的杂环基、C6-60芳基、5-60个原子组成的杂芳基，其中，所述C1-60烷基、C1-60亚烷基、C1-60烷氧基、C3-60环烷基、3-60个原子组成的杂环基、C6-60芳基、5-60个原子组成的杂芳基各自独立地未被取代或被1、2、3、4或5个选自氘、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2和C1-60烷基的取代基取代。
2.根据权利要求1所述的化合物，其中，各R1独立地为氢、氘、卤素、CN、NO2、C1-30烷基、C1-30烷氧基、C3-30环烷基、3-30个原子组成的杂环基、C6-30芳基、5-30个原子组成的杂芳基、Ra-O-Rb、Ra-S-Rb、Ra-NH-Rb、Ra-O(C＝O)-Rb、Ra-NH(C＝O)-Rb或Ra-S(＝O)2-Rb，其中，所述C1-30烷基、C1-30烷氧基、C3-30环烷基、3-30个原子组成的杂环基、C6-30芳基、5-30个原子组成的杂芳基、Ra-O-Rb、Ra-S-Rb、Ra-NH-Rb、Ra-O(C＝O)-Rb、Ra-N(C＝O)-Rb和Ra-S(＝O)2-Rb各自独立地未被取代或被1、2、3、4或5个选自氘、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2和C1-30烷基的取代基取代；
任选地，各R2和R3分别独立地为氢、氘、卤素、CN、NO2、C1-30烷基、C1-30烷氧基、C3-30环烷基、3-30个原子组成的杂环基、C6-30芳基、5-30个原子组成的杂芳基、Ra-O-Rb、Ra-S-Rb、Ra-NH-Rb、Ra-O(C＝O)-Rb、Ra-NH(C＝O)-Rb、Ra-S(＝O)2-Rb、C6-30芳氧基、5-30个原子组成的杂芳氧基、C6-30芳硫基或5-30个原子组成的杂芳硫基，其中，所述C1-30烷基、C1-30烷氧基、C3-30环烷基、3-30个原子组成的杂环基、C6-30芳基、5-30个原子组成的杂芳基、Ra-O-Rb、Ra-S-Rb、Ra-NH-Rb、Ra-O(C＝O)-Rb、Ra-N(C＝O)-Rb、Ra-S(＝O)2-Rb、C6-30芳氧基、5-30个原子组成的杂芳氧基、C6-30芳硫基和5-30个原子组成的杂芳硫基各自独立地未被取代或被1、2、3、4或5个选自氘、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2和C1-30烷基的取代基取代；
任选地，各Ra和Rb分别独立地为氢、氘、卤素、CN、NO2、C1-,30烷基、C1-30亚烷基、C1-30烷氧基、C3-30环烷基、3-30个原子组成的杂环基、C6-30芳基、5-30个原子组成的杂芳基，其中，所述C1-30烷基、C1-30亚烷基、C1-30烷氧基、C3-30环烷基、3-30个原子组成的杂环基、C6-30芳基、5-30个原子组成的杂芳基各自独立地未被取代或被1、2、3、4或5个选自氘、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2和C1-30烷基的取代基取代。
3.根据权利要求1所述的化合物，其中，各R1独立地为氢、氘、卤素、CN、NO2、C1-15烷基、C1-15烷氧基、C3-15环烷基、3-15个原子组成的杂环基、C6-15芳基、5-15个原子组成的杂芳基、Ra-O-Rb、Ra-S-Rb、Ra-NH-Rb、Ra-O(C＝O)-Rb、Ra-NH(C＝O)-Rb或Ra-S(＝O)2-Rb，其中，所述C1-15烷基、C1-15烷氧基、C3-15环烷基、3-15个原子组成的杂环基、C6-15芳基、5-15个原子组成的杂芳基、Ra-O-Rb、Ra-S-Rb、Ra-NH-Rb、Ra-O(C＝O)-Rb、Ra-N(C＝O)-Rb和Ra-S(＝O)2-Rb各自独立地未被取代或被1、2、3、4或5个选自氘、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2和C1-15烷基的取代基取代；
任选地，各R2和R3分别独立地为氢、氘、卤素、CN、NO2、C1-15烷基、C1-15烷氧基、C3-15环烷基、3-15个原子组成的杂环基、C6-15芳基、5-15个原子组成的杂芳基、Ra-O-Rb、Ra-S-Rb、Ra-NH-Rb、Ra-O(C＝O)-Rb、Ra-NH(C＝O)-Rb、Ra-S(＝O)2-Rb、C6-15芳氧基、5-15个原子组成的杂芳氧基、C6-15芳硫基或5-15个原子组成的杂芳硫基，其中，所述C1-15烷基、C1-15烷氧基、C3-15环烷基、3-15个原子组成的杂环基、C6-15芳基、5-15个原子组成的杂芳基、Ra-O-Rb、Ra-S-Rb、Ra-NH-Rb、Ra-O(C＝O)-Rb、Ra-N(C＝O)-Rb、Ra-S(＝O)2-Rb、C6-15芳氧基、5-15个原子组成的杂芳氧基、C6-15芳硫基和5-15个原子组成的杂芳硫基各自独立地未被取代或被1、2、3、4或5个选自氘、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2和C1-15烷基的取代基取代；
任选地，各Ra和Rb分别独立地为氢、氘、卤素、CN、NO2、C1-15烷基、C1-15亚烷基、C1-15烷氧基、C3-15环烷基、3-15个原子组成的杂环基、C6-15芳基、5-15个原子组成的杂芳基，其中，所述C1-15烷基、C1-15亚烷基、C1-15烷氧基、C3-15环烷基、3-15个原子组成的杂环基、C6-15芳基、5-15个原子组成的杂芳基各自独立地未被取代或被1、2、3、4或5个选自氘、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2和C1-15烷基的取代基取代。
4.根据权利要求1所述的化合物，其中，各R1独立地为氢、氘、卤素、CN、NO2、C1-12烷基、C1-12烷氧基、C3-12环烷基、3-8个原子组成的杂环基、C6-10芳基、5-10个原子组成的杂芳基、Ra-O-Rb、Ra-S-Rb、Ra-NH-Rb、Ra-O(C＝O)-Rb、Ra-NH(C＝O)-Rb或Ra-S(＝O)2-Rb，其中，所述C1-12烷基、C1-12烷氧基、C3-12环烷基、3-8个原子组成的杂环基、C6-10芳基、5-10个原子组成的杂芳基、Ra-O-Rb、Ra-S-Rb、Ra-NH-Rb、Ra-O(C＝O)-Rb、Ra-N(C＝O)-Rb和Ra-S(＝O)2-Rb各自独立地未被取代或被1、2、3、4或5个选自氘、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2和C1-6烷基的取代基取代；
任选地，各R2和R3分别独立地为氢、氘、卤素、CN、NO2、C1-6烷基、C1-6烷氧基、C3-7环烷基、3-7个原子组成的杂环基、C6-10芳基、5-10个原子组成的杂芳基、Ra-O-Rb、Ra-S-Rb、Ra-NH-Rb、Ra-O(C＝O)-Rb、Ra-NH(C＝O)-Rb、Ra-S(＝O)2-Rb、C6芳氧基、5-6个原子组成的杂芳氧基、C6芳硫基和5-6个原子组成的杂芳硫基，其中，所述C1-6烷基、C1-6烷氧基、C3-6环烷基、3-6个原子组成的杂环基、C6芳基、5-6个原子组成的杂芳基、Ra-O-Rb、Ra-S-Rb、Ra-NH-Rb、Ra-O(C＝O)-Rb、Ra-N(C＝O)-Rb、Ra-S(＝O)2-Rb、C6芳氧基和C6芳硫基各自独立地未被取代或被1、2、3、4或5个选自氘、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2和C1-6烷基的取代基取代；
任选地，各Ra和Rb分别独立地为氢、氘、卤素、CN、NO2、C1-6烷基、C1-6亚烷基、C1-6烷氧基、C3-6环烷基、3-6个原子组成的杂环基、C6芳基、5-6个原子组成的杂芳基，其中，所述C1-6烷基、C1-6亚烷基、C1-6烷氧基、C3-6环烷基、3-6个原子组成的杂环基、C6芳基、5-6个原子组成的杂芳基各自独立地未被取代或被1、2、3、4或5个选自氘、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2和C1-6烷基的取代基取代。
5.根据权利要求1所述的化合物，其中，各R1独立地为氢、氘、卤素、CN、NO2、甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一碳烷基、十二碳烷基、十三碳烷基、十四碳烷基、十五碳烷基、十六碳烷基、十七碳烷基、十八碳烷基、十九碳烷基、二十碳烷基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、壬氧基、癸氧基、十一碳烷氧基、十二碳烷氧基、十三碳烷氧基、十四碳烷氧基、十五碳烷氧基、十六碳烷氧基、十七碳烷氧基、十八碳烷氧基、十九碳烷氧基、二十碳烷氧基、苯基、萘基、蒽基、菲基、并四苯基、并五苯基、并六苯基、芘基、茚基、联苯基、芴基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基、环癸基、十一碳环烷基、十二碳环烷基、十三碳环烷基、十四碳环烷基、十五碳环烷基、十六碳环烷基、十七碳环烷基、十八碳环烷基、十九碳环烷基或二十碳环烷基，其中，所述甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一碳烷基、十二碳烷基、十三碳烷基、十四碳烷基、十五碳烷基、十六碳烷基、十七碳烷基、十八碳烷基、十九碳烷基、二十碳烷基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、壬氧基、癸氧基、十一碳烷氧基、十二碳烷氧基、十三碳烷氧基、十四碳烷氧基、十五碳烷氧基、十六碳烷氧基、十七碳烷氧基、十八碳烷氧基、十九碳烷氧基、二十碳烷氧基、苯基、萘基、蒽基、菲基、并四苯基、并五苯基、并六苯基、芘基、茚基、联苯基、芴基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基、环癸基、十一碳环烷基、十二碳环烷基、十三碳环烷基、十四碳环烷基、十五碳环烷基、十六碳环烷基、十七碳环烷基、十八碳环烷基、十九碳环烷基和二十碳环烷基各自独立地未被取代或被1、2、3、4或5个选自氘、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2和C1-4烷基的取代基取代；
任选地，各R2和R3分别独立地为氢、氘、卤素、CN、NO2、甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一碳烷基、十二碳烷基、十三碳烷基、十四碳烷基、十五碳烷基、十六碳烷基、十七碳烷基、十八碳烷基、十九碳烷基、二十碳烷基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、壬氧基、癸氧基、十一碳烷氧基、十二碳烷氧基、十三碳烷氧基、十四碳烷氧基、十五碳烷氧基、十六碳烷氧基、十七碳烷氧基、十八碳烷氧基、十九碳烷氧基、二十碳烷氧基、苯基、萘基、蒽基、菲基、并四苯基、并五苯基、并六苯基、芘基、茚基、联苯基、芴基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基、环癸基、十一碳环烷基、十二碳环烷基、十三碳环烷基、十四碳环烷基、十五碳环烷基、十六碳环烷基、十七碳环烷基、十八碳环烷基、十九碳环烷基、二十碳环烷基、苯氧基、萘氧基、蒽氧基、菲氧基、并四苯氧基、并五苯氧基、并六苯氧基、芘氧基、茚氧基、联苯氧基、芴氧基、苯硫基、萘硫基、蒽硫基、菲硫基、并四苯硫基、并五苯硫基、并六苯硫基、芘硫基、茚硫基、联苯硫基或芴硫基，其中，所述甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一碳烷基、十二碳烷基、十三碳烷基、十四碳烷基、十五碳烷基、十六碳烷基、十七碳烷基、十八碳烷基、十九碳烷基、二十碳烷基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、壬氧基、癸氧基、十一碳烷氧基、十二碳烷氧基、十三碳烷氧基、十四碳烷氧基、十五碳烷氧基、十六碳烷氧基、十七碳烷氧基、十八碳烷氧基、十九碳烷氧基、二十碳烷氧基、苯基、萘基、蒽基、菲基、并四苯基、并五苯基、并六苯基、芘基、茚基、联苯基、芴基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基、环癸基、十一碳环烷基、十二碳环烷基、十三碳环烷基、十四碳环烷基、十五碳环烷基、十六碳环烷基、十七碳环烷基、十八碳环烷基、十九碳环烷基、二十碳环烷基、苯氧基、萘氧基、蒽氧基、菲氧基、并四苯氧基、并五苯氧基、并六苯氧基、芘氧基、茚氧基、联苯氧基、芴氧基、苯硫基、萘硫基、蒽硫基、菲硫基、并四苯硫基、并五苯硫基、并六苯硫基、芘硫基、茚硫基、联苯硫基和芴硫基各自独立地未被取代或被1、2、3、4或5个选自氘、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2和C1-4烷基的取代基取代；
任选地，R1为各R4和R5各自独立地为氢、氘、卤素、CN、NO2、C1-15烷基，或R4、R5与其相连的碳原子形成3-12元的环烷基或杂烷基；
任选地，各R4和R5各自独立地为氢、氘、卤素、CN、NO2、C3-12烷基，或R4、R5与其相连的碳原子形成3-10元的环烷基或杂烷基；
任选地，各R4和R5各自独立地为氢、氘、卤素、CN、NO2、C3-6烷基，或R4、R5与其相连的碳原子形成3-7元的环烷基或杂烷基；
任选地，各R4和R5各自独立地为氢、氘、卤素、CN、NO2、-C5H11，或R4、R5与其相连的碳原子形成5-6元的环烷基或杂烷基。
6.一种化合物，其包含以下其中之一的结构或其立体异构体、互变异构体、溶剂化物或其盐：
7.一种制备权利要求1-6任一项所述化合物的方法，其中，将具有式(III)结构的化合物与富勒烯(C60)或富勒烯(C70)进行接触，以便获得式(I)或式(II)所示的化合物，
其中，各R4为Cl、Br、I；各R1、R2、R3如权利要求1-5任一项所限定。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述接触是在钯催化剂、膦配体、碱和有机溶剂存在、温度为200℃的条件下进行3h；
任选地，所述富勒烯(C60)或富勒烯(C70)、式(III)所示化合物、钯催化剂、膦配体、碱的投料摩尔比为1:1:(0.01-0.2):(0.1-0.3):(2-8)，优选为1:1:0.06:0.12:4；
任选地，所述有机溶剂与所述富勒烯(C60)或富勒烯(C70)的用量比为(25-35mL):1mmol；
任选地，所述钯催化剂为醋酸钯；
任选地，所述膦配体为三环己基膦四氟硼酸盐；
任选地，所述碱为无水碳酸钾；
任选地，所述有机溶剂为1-甲基萘。
9.一种有机光伏电池或传感器，其中，所述有机光伏电池或传感器包含根据权利要求1-6中任一项的化合物。
10.权利要求1-6任一项所述的化合物在制备有机光伏电池电子受体中的用途。
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