JP5939573B2 - ドナー―π―アクセプター型化合物及び色素増感太陽電池用色素 - Google Patents
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Description
式31で表される、
(式31中、Dはアルキル基、nは0〜3の整数を表す。)
ことを特徴とする。
本発明の第一の観点に係るドナー―π―アクセプター型化合物を含有する、
ことを特徴とする。
本実施の形態に係るドナー−π−アクセプター型化合物(以下、D−π−A型化合物ともいう)は、金属酸化物への吸着能を有するアクセプターを一分子中に二つ有している。そして、図1に示すように、ドナー及びπを共有し、π共役構造が分岐していないドナー−π−アクセプター構造を二つ備えている。
本実施の形態に係る色素増感太陽電池用色素化合物は上述のD―π―A型化合物からなる。D―π―A型化合物においては、ドナー及びπを共有する二つのD−π−A構造であり、いずれのD−π−A構造においてもπ共役構造が構造上分岐しておらず直線状であるので、ドナーからアクセプター方向に効率よく電子が流れるとともに、アクセプター中の窒素により金属酸化物に容易且つ強固に吸着することができる。このため、D―π―A型化合物は色素増感太陽電池用色素化合物として好適に使用できる。
下記反応式に示すようにして化合物1を合成した。
反応溶液を乾燥後、ジクロロメタンと水で有機層を抽出した。カラムクロマトグラフィー(展開溶媒 ジクロロメタン:MeOH=4:1)、再沈殿(良溶媒:ジクロロメタン、貧溶媒:ヘキサン)、再結晶(良溶媒:ジクロロメタン、貧溶媒:ヘキサン)の順に精製を行った。
薄黄色の針状結晶80mg(収率16%)を得た。1HNMR、HRMSスペクトルより、化合物1であることを確認した。
1H-NMR スペクトル(500MHz) Acetone-d6 / TMS
σ=8.82(2H, d, J=1.9 Hz), σ=8.65(4H, dd, J1=4.4 Hz, J2=1.7 Hz), σ=7.95 (2H, dd, J1=8.6 Hz, J2=1.9 Hz),σ=7.82 Hz (4H, dd, J1=4.4 Hz, J2=1.7 Hz), σ=7.78 (2H, d, J=8.6 Hz), σ=4.61 (2H, q, J=7.20 Hz), σ=1.49 (3H, t, J=7.20 Hz)
HRMS スペクトル:HRMS(ESI) : m/z=350.1653 [M+H]+ ; calcd. For C24H20N3: 350.1652
mp. 243-244℃
下記反応式に示すように、化合物2の合成を経由し、化合物3を合成した。
3,6−ジブロモカルバゾール(500mg,1.42mmol)をDMF(10ml)に溶解させ、水素化ナトリウム(102mg,4.25mmol)を少量ずつ加えていくと溶液が透明から黄色へと変化した。
次に1−ヨードブタン(0.8ml,7.08mmol)を加えると溶液の色はしだいに透明になった。
2時間後、反応を終了し、溶媒をロータリーエバポレーターで除去した。
その後、0.1M NaOH水溶液、ジクロロメタンを加え、有機層を抽出した。
有機層を濃縮、乾燥後、透明で粘性のある固体(765mg)を得た。
1HNMR、HRMSスペクトルより、化合物2であることを確認した。なお、化合物2の精製は行わずに、化合物3の合成に用いた。
1H-NMR スペクトル(500MHz)
Acetone-d6 / TMS
σ=8.20 (2H, s), σ=7.44 (2H, d, J=8.7 Hz), σ=7.36 (2H, d, J=8.7 Hz), σ=4.20 (2H, t, J=7.0 Hz), σ=1.65 (2H, m), σ=1.21 (2H, m), σ=0.77 (3H, t, J=7.5 Hz)
MS スペクトル:MS(APCI) : m/z=378.9567 [M+H]+; calcd. For C16H15Br2N1: 378.9566
化合物2(1.00g,2.62mmol)、4−(5−トリブチルスタニル−2−チオフェニル)ピリジン(2.50g,5.55mmol)およびテトラキス(トリフェニルフォスフィン)パラジウムPd(PPh3)4(151mg,0.13mmol)をDMF(30ml)に溶解させ、90°C、Ar雰囲気下で2時間攪拌した。
反応終了後、反応溶液を水(200ml)に注ぎ、析出した固体をろ過した。
ろ物を乾燥後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒 CH2Cl2:MeOH=20:1)により分離精製し、その後にジクロロメタンで再結晶を行った。
1HNMR、HRMSスペクトルより、化合物3であることを確認した。収量は537mg(収率38%)であった。
1H-NMR スペクトル(500MHz) Dimethyl Sulfoxide-d6 / TMS
σ=8.27 (2H, d J=1.8 Hz), σ=8.15 (4H, dd, J1=4.5 Hz, J2=1.6 Hz), σ=4.44 (2H, d, J=3.9 Hz), σ=7.42(2H, dd, J1=8.8 Hz, J2=1.8 Hz), σ=7.27 (2H, d, J=8.8 Hz), σ=7.24 (4H, dd, J1=4.5 Hz, J2=1.6 Hz), σ=7.23 (2H, d, J=3.9 Hz), σ=4.01 (2H, t, J=7.0 Hz), σ=1.34 (2H, m), σ=0.87(2H, m), σ=0.44 (3H, t,J=7.4 Hz)
MS スペクトル:HRMS (ESI) : m/z= 542.1716 [M+H]+ ; calcd. For C34H28N3S2: 542.1719
mp. 236-237℃
2 第2電極
3 電解質溶液層
11 ガラス基板
12 透明導電膜
13 金属酸化物層
Claims (3)
- 式31で表される、
(式31中、Dはアルキル基、nは0〜3の整数を表す。)
ことを特徴とするドナー―π―アクセプター型化合物。 - 下記化合物3で表される、
ことを特徴とする請求項1に記載のドナー―π―アクセプター型化合物。 - 請求項1又は2に記載のドナー―π―アクセプター型化合物を含有する、
ことを特徴とする色素増感太陽電池用色素。
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JP2012156964A JP5939573B2 (ja) | 2012-07-12 | 2012-07-12 | ドナー―π―アクセプター型化合物及び色素増感太陽電池用色素 |
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JP2012156964A JP5939573B2 (ja) | 2012-07-12 | 2012-07-12 | ドナー―π―アクセプター型化合物及び色素増感太陽電池用色素 |
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JP2014022079A JP2014022079A (ja) | 2014-02-03 |
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