445 肝帝的一周，Y系列材料到手（二合一大章，求订阅）(第 2/4 页)

    基本上有了一篇《自然》，在国内升到“杰青”的位置，就是时间的问题。

    因此，许秋的打算是先憋一波大招，然后直接打出王炸，一次性把效率提到非常高。

    比如达到有机光伏领域一个公认的门槛15%，甚至突破这个门槛，达到16%以上。

    在这种情况下，冲击一篇cns还是很有机会的。

    可以想象一下，现在有机光伏的同行们还在为效率突破13%而努力（效率破13%的《自然·能源》还没发表），如果没过多久一篇文章直接把效率做到了15、16%，那将有多么的震撼。

    具体的合成方案规划，因为y3-y6材料端基a单元是之前itic体系用到的icin衍生物，所以不需要重新合成，主要考虑的是中央d单元的合成。

    其实，从严格意义上来讲，y系列受体的分子结构，已经不是itic体系时ada结构。

    中央nt单元的性质接近于a单元，而nt两边的tt单元接近于d单元，再加上端基a单元，因此y系列受体其实是一种类似adada结构的分子。

    许秋推测，y系列受体的这种adada分子结构，可能是导致其性能超越itic系列材料的一大原因。

    当然，寻找性能提升的原因是之后的事情，现在还是要致力于材料的合成。

    y3-y6的合成均需要六步反，其中前五步的合成步骤是完全一样的，因此可以只投一锅反应。

    第一步，双溴取代的，氮原子上带有乙基己基侧链的苯并三唑（nt）单元，通过硝基化反应，在苯环剩余的两个反应位点上连接两个硝基，得到得到双溴、双硝基取代的nt单元。

    第二步，将双溴、双硝基取代的nt和单三甲基锡取代的tt单元反应，得到tt-nt-tt的结构，其中nt上连接有两个硝基。

    第三步，将tt-nt-tt分子中的硝基还原，并与相邻的tt单元成环，形成环状的仲胺（氨分子上的两个氢原子均烃基取代而生成的化合物），得到连续的稠环结构，共轭长度为7，即七个五元、六元环以稠环形式连接。此时，产物中存在位于tt-nt之间的仲胺，上面还有一个残留的氢原子，这是一个反应位点。

    第四步，将第三步的反应物和溴代烷烃反应，用烷基取代仲胺上的氢原子，形成叔胺，实现在n原子上引入侧链的目的，得到最终的中央dad单元。

    第五步，中央dad单元的醛基化反应，在中央dad单元的两端连接两个醛基。

    第六步，经过醛基化的dad单元与icin、icin-2f/2cl/m等a单元进行反应，得到y3-y6系列受体材料。

    做好实验前准备工作后，许秋进入先材五楼的化学实验室，穿戴好防护装置，开始实验。

    第一步反应，是在nt单元上面进行硝基化反应。

    原料是双溴取代的nt单元，硝酸以及三氟甲磺酸。

    其中，三氟甲磺酸是新试剂。

    它又称三氟甲烷磺酸，易溶于水，低毒，用途广泛，是最强的有机酸之一，具有强腐蚀性、吸湿性，广泛用于医药、化工等行业。

    从分子结构来讲，三氟甲磺酸就是硫酸分子中的一个氢原子被三氟甲基取代的产物，酸性比100%浓度的硫酸还要强。

    在很多场合三氟甲磺酸可以替代传统的硫酸，盐酸等传统无机酸，起到优化改进工艺的作用。

    考虑到nt单元比较便宜，而且这次最后要合成四种材料，对原料的需求比较多，再加上y系列材料的光电性能，是已经经过模拟实验室验证过的，许秋也在模拟实验室中预演过相关的合成实验，因此他果断进行大批量合成。

    首先，从烘箱中取出一只洗净烘干的两口烧瓶。

    然后，称取反应物nt单体，10克，装入反应瓶。

    接着，吸取浓硝酸，35毫升，加入反应瓶。

    最后，吸取三氟甲磺酸，5毫升，加入反应瓶。

    在用一次性滴管添加三氟甲磺酸的时候，许秋发现这玩意也会像发烟硫酸、发烟硝酸一样在空气中发烟，大概是因为它继承了硫酸的吸水性的缘故。

    这步硝基化反应的难度并不大，因为对于双溴取代的nt单元，这种反应位点比较少的材料来说，可能发生的副反应比较少。

    但如果反应位点比较多的话，硝基化反应就有些难度了。

    比如许秋之前在做3d-pdi的时候，有一次做硝基化反应，结果直接合成出来若干种产物，且完全无法分离提纯，实验直接失败。

    晚上，许秋处理好产物，用过柱子的方法进行提纯，这一步的产率很高，达到了93%。

    不过，由于时间的关系，没办法继续进行第二步的反应。

    主要是江弯这边没有床铺可以休息，因此必须赶在末班校车前结束实验，不然就只能打车或者骑着单车回邯丹校区了。

    邯丹校区和江弯校区并不远，骑单车的话，据孙沃说半个小时就能到，不过许秋并没有尝试过，他暂时也不想尝试。

    而孙沃之所以知道，是因为他入学后没有申请学生宿舍，依然保持着之前暑假时候每天骑车回家的习惯，对骑行这方面比较了解。

    也不知道孙沃是单纯为了省每年一两千的住宿费，还是为了锻炼身体，或者有其他什么原因。

    周二，许秋再次前往江弯校区。

    继续第二步的反应，将昨日的反应物和单三甲基锡取代的tt单元反应。

    这一步是小分子的stille反应，副反应也不多，只需要尽可能的让所有的反应物全部都反应完毕即可，相对比较容易。

    因此，许秋直接使用微波反应器，提供一个比较剧烈的反应条件，这样可以同时提升反应的产率，并缩短反应所需要的时间。

    下午，许秋拿到粗产物，经过滤、旋蒸、过柱子，得到橘红色的产物，产率82%。

    继续第三步反应，也就是硝基的还原。

    用到的是提纯后的第二步产物和磷酸三乙酯，邻二氯苯作为反应溶剂，需要加热回流过夜。

    -->>(第 2/4 页)（本章未完，请点击下一页继续阅读）