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KR20200142800A - Organic dyes, compositions and dye-sensitized solar cells - Google Patents

Organic dyes, compositions and dye-sensitized solar cells Download PDF

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Publication number
KR20200142800A
KR20200142800A KR1020190070125A KR20190070125A KR20200142800A KR 20200142800 A KR20200142800 A KR 20200142800A KR 1020190070125 A KR1020190070125 A KR 1020190070125A KR 20190070125 A KR20190070125 A KR 20190070125A KR 20200142800 A KR20200142800 A KR 20200142800A
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KR
South Korea
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carbon atoms
formula
dpp
dye
organic dye
Prior art date
Application number
KR1020190070125A
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Korean (ko)
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KR102260682B1 (en
Inventor
권태혁
노덕호
박준혁
한현규
Original Assignee
울산과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 울산과학기술원 filed Critical 울산과학기술원
Priority to KR1020190070125A priority Critical patent/KR102260682B1/en
Publication of KR20200142800A publication Critical patent/KR20200142800A/en
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09BORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B57/00Other synthetic dyes of known constitution
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/20Light-sensitive devices
    • H01G9/2059Light-sensitive devices comprising an organic dye as the active light absorbing material, e.g. adsorbed on an electrode or dissolved in solution
    • H01G9/2063Light-sensitive devices comprising an organic dye as the active light absorbing material, e.g. adsorbed on an electrode or dissolved in solution comprising a mixture of two or more dyes
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Abstract

The present invention relates to a high-efficiency, high-stability, and low-cost organic dye, to a composition comprising the same, and to a dye-sensitized solar cell and, more specifically, to an organic dye into which a twisted pi-spacer and a DPP-based core unit are introduced, to a composition comprising the same, and to a dye-sensitized solar cell.

Description

유기염료, 이를 포함하는 조성물 및 염료감응 태양전지{ORGANIC DYES, COMPOSITIONS AND DYE-SENSITIZED SOLAR CELLS}Organic dyes, compositions containing them, and dye-sensitized solar cells {ORGANIC DYES, COMPOSITIONS AND DYE-SENSITIZED SOLAR CELLS}

본 발명은, 유기염료, 이를 포함하는 조성물 및 염료감응 태양전지에 관한 것이다.The present invention relates to an organic dye, a composition comprising the same, and a dye-sensitized solar cell.

친환경 발전에 대한 관심이 커지면서 신재생 에너지 시장에서 태양전지 사업이 빠르게 성장하고 있다. 실리콘 태양전지의 경우 오랜 연구 개발을 통해 실리콘 태양전지 모듈의 가격인하 및 시판된 태양전지 제품 중 가장 높은 효율을 달성할 수 있다. With growing interest in eco-friendly power generation, the solar cell business is growing rapidly in the renewable energy market. In the case of silicon solar cells, through long research and development, the price of silicon solar cells can be reduced and the highest efficiency among solar cell products on the market can be achieved.

단순히 에너지를 생성하는 태양전지 모듈의 기능을 넘어서 다양한 실용화 제품에 적용되기 위해서는 실리콘 태양전지는 기술적 한계를 가지고 있다. 실리콘 태양전지는 태양 입사각에 따라 급격한 효율 감소가 나타나므로, 실외 지붕에만 모듈 적용 가능하며, 다른 태양전지에 비교하여 고온에서 변환 효율이 낮아지는 특성이 있다. 또한, 투명하고 플렉시블 태양전지 제작이 어려움으로 실생활에 밀접한 제품 개발에 어려움이 있고, 이러한 문제점을 해결하고, 실생활에 밀접한 태양전지를 개발하기 위해 염료감응형 태양전지(Dye-Sensitized Solar Cells, DSCs)에 대한 관심이 높아지고 있다. Silicon solar cells have technical limitations in order to be applied to various commercial products beyond the function of a solar cell module that simply generates energy. Since the silicon solar cell has a rapid decrease in efficiency according to the angle of incidence of the sun, the module can be applied only to an outdoor roof, and the conversion efficiency is lowered at a high temperature compared to other solar cells. In addition, due to the difficulty in manufacturing transparent and flexible solar cells, it is difficult to develop products that are close to real life.Dye-Sensitized Solar Cells (DSCs) to solve these problems and develop solar cells that are close to real life. There is a growing interest in

염료감응형 태양전지의 BIPVs(building integrated photovoltaics) 적용을 위해서는 염료의 다양한 색상, 안정성, 높은 효율 및 저비용이 요구되고, 고효율/고안정성/저비용의 적색과 녹색 염료는 많이 보고되었지만, 청색 염료는 종류가 적고 고효율/고안정성/저비용을 모두 만족하는 염료는 보고되지 않았다. 저비용을 달성을 위해서 DPP(diketopyrrolopyrrole) 유닛이 도입된 염료가 보고되었고, DPP 유닛은, 가시광선 중 적색영역(~600 nm)을 흡수하는 유닛으로 청색 염료의 코어 유닛으로 적합하다. 하지만 대칭 DPP(symmetric DPP)는 강한 전자 받개(electron acceptor) 유닛으로 TiO2에 주입된 전자가 산화된 염료로 다시 돌아오는 BET(back electron transfer)가 많이 일어나 낮은 효율 (~2%)을 보여준다. 또한, 비대칭 DPP(asymmetric DPP) 유닛을 도입하여 BET를 줄이고 고효율의 청색 염료의 개발이 이루어졌고, Dyenamo 회사에서 상업화까지 성공했다. 하지만 코어 유닛 합성에만 5-steps이 필요한 긴 합성과정으로 높은 비용이 요구된다. In order to apply BIPVs (building integrated photovoltaics) of dye-sensitized solar cells, various colors, stability, high efficiency and low cost of dyes are required, and many red and green dyes with high efficiency/high stability/low cost have been reported, but blue dyes are types. No dyes satisfying both high efficiency/high stability/low cost have been reported. In order to achieve low cost, a dye in which a DPP (diketopyrrolopyrrole) unit is introduced has been reported, and the DPP unit is a unit that absorbs a red region (~600 nm) of visible light, and is suitable as a core unit of a blue dye. However, symmetric DPP (symmetric DPP) is a strong electron acceptor unit and shows low efficiency (~2%) due to the large number of back electron transfer (BET) in which electrons injected into TiO 2 return back to the oxidized dye. In addition, the introduction of an asymmetric DPP (DPP) unit reduced BET and developed high-efficiency blue dyes, and succeeded in commercialization at Dyenamo. However, it is a long synthesis process that only requires 5-steps to synthesize the core unit, which requires high cost.

본 발명은, 분자 내 전자 커플링(electronic coupling)을 조절하여 DPP(diketopyrrolopyrrole) 기반의 고효율, 고안정성 및 저비용의 청색 염료인, 유기염료를 제공하는 것이다. The present invention provides an organic dye, which is a high efficiency, high stability, and low cost blue dye based on a DPP (diketopyrrolopyrrole) by controlling an intramolecular electronic coupling.

본 발명은, 본 발명에 의한 유기염료를 포함하는, 유기염료 조성물을 제공하는 것이다.The present invention is to provide an organic dye composition comprising the organic dye according to the present invention.

본 발명은, 본 발명에 의한 유기염료 또는 유기염료 조성물을 포함하는, 염료감응 태양전지를 제공하는 것이다. The present invention is to provide a dye-sensitized solar cell comprising the organic dye or organic dye composition according to the present invention.

그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 분야 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problems to be solved by the present invention are not limited to those mentioned above, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 실시예에 따라, 하기의 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 화합물인 것인, 유기염료에 관한 것이다. According to an embodiment of the present invention, it relates to an organic dye, which is a compound represented by the following Formula 1 or Formula 2.

[화학식 1] [Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

[화학식 2][Formula 2]

Figure pat00002
Figure pat00002

(상기 화학식 1 및 화학식 2에서, (In Formula 1 and Formula 2,

R1 내지 R2는, 각각, 수소, 할로겐, 아미드, 시아노, 하이드록실, 니트로, 아실, 탄소수 1 내지 30 알킬, 탄소수 2 내지 30 알케닐, 탄소수 2 내지 30의 알키닐, 탄소수 1 내지 30의 알콕시, 탄소수 1 내지 30 알킬카보닐, 탄소수 6 내지 30의 아릴 및 탄소수 5 내지 30의 헤테로아릴에서 선택되고, Each of R 1 to R 2 is hydrogen, halogen, amide, cyano, hydroxyl, nitro, acyl, alkyl having 1 to 30 carbon atoms, alkenyl having 2 to 30 carbon atoms, alkynyl having 2 to 30 carbon atoms, and 1 to 30 carbon atoms. Of alkoxy, C1-C30 alkylcarbonyl, C6-C30 aryl, and C5-C30 heteroaryl,

R3 내지 R6은, 각각, 수소, 할로겐, 아미드, 시아노, 하이드록실, 니트로, 아실, 탄소수 1 내지 30 알킬, 탄소수 2 내지 30 알케닐, 탄소수 2 내지 30의 알키닐, 탄소수 1 내지 30의 알콕시, 탄소수 1 내지 30 알킬카보닐, 탄소수 6 내지 30의 아릴 및 탄소수 5 내지 30의 헤테로아릴에서 선택되고, R 3 to R 6 are, respectively, hydrogen, halogen, amide, cyano, hydroxyl, nitro, acyl, alkyl having 1 to 30 carbon atoms, alkenyl having 2 to 30 carbon atoms, alkynyl having 2 to 30 carbon atoms, 1 to 30 carbon atoms Of alkoxy, C1-C30 alkylcarbonyl, C6-C30 aryl, and C5-C30 heteroaryl,

상기 아릴 및 헤테로아릴은, 각각, 비치환되거나 또는 할로겐, 아미드, 시아노, 하이드록실, 니트로, 아실, 탄소수 1 내지 30 알킬, 탄소수 2 내지 30 알케닐, 탄소수 2 내지 30의 알키닐, 탄소수 1 내지 30의 알콕시, 탄소수 1 내지 30 알킬카보닐, 탄소수 6 내지 20의 아릴 및 탄소수 5 내지 20의 헤테로아릴 중 적어도 하나에 의해 더 치환되고, 상기 헤테로아릴은, N, O 및 S 중 적어도 하나의 헤테로 원자를 포함함; The aryl and heteroaryl are, respectively, unsubstituted or halogen, amide, cyano, hydroxyl, nitro, acyl, alkyl having 1 to 30 carbon atoms, alkenyl having 2 to 30 carbon atoms, alkynyl having 2 to 30 carbon atoms, 1 To 30 alkoxy, C 1 to C 30 alkylcarbonyl, C 6 to C 20 aryl, and C 5 to C 20 heteroaryl further substituted by at least one of, the heteroaryl is at least one of N, O and S Contains hetero atoms;

π는 하기의 화학식으로 표시되는 π-스페이스기(π-spacers)에서 선택된다.π is selected from π-spacers represented by the following formula.

Figure pat00003
Figure pat00003

(여기서, R7 내지 R12 중 두 개는 연결기이고, 나머지는 각각, 수소, 할로겐, 아미드, 시아노, 하이드록실, 니트로, 아실, 탄소수 1 내지 30 알킬, 탄소수 2 내지 30 알케닐 및 탄소수 2 내지 30의 알키닐에서 선택된다.))(Here, two of R 7 to R 12 are linking groups, and the rest are each hydrogen, halogen, amide, cyano, hydroxyl, nitro, acyl, C 1 to C 30 alkyl, C 2 to C 30 alkenyl, and C 2 It is selected from alkynyl of to 30))

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 R1 내지 R2는, 각각, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴 및 탄소수 5 내지 30의 헤테로아릴에서 선택되는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, R 1 to R 2 may be selected from substituted or unsubstituted aryl having 6 to 30 carbon atoms and heteroaryl having 5 to 30 carbon atoms, respectively.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 R1 내지 R2는, 각각, 하기의 화학식에서 선택되는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, R 1 to R 2 may each be selected from the following formula.

Figure pat00004
Figure pat00004

(여기서, Ra 내지 Rf 중 한 개는 연결기이고, 나머지는 수소, 할로겐, 탄소수 1 내지 10 알킬, 탄소수 2 내지 10 알케닐, 탄소수 2 내지 10의 알키닐 및 탄소수 1 내지 20의 알콕시에서 선택된다.) (Here, R a to R f One of them is a linking group, and the other is selected from hydrogen, halogen, alkyl having 1 to 10 carbon atoms, alkenyl having 2 to 10 carbon atoms, alkynyl having 2 to 10 carbon atoms, and alkoxy having 1 to 20 carbon atoms.)

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 R7 내지 R12 중 두 개는 연결기이고, 나머지는, 각각, 수소, 할로겐, 탄소수 1 내지 10 알킬, 탄소수 2 내지 10 알케닐 및 탄소수 2 내지 10의 알키닐에서 선택되는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, two of R 7 to R 12 are linking groups, and the rest are, respectively, hydrogen, halogen, alkyl having 1 to 10 carbon atoms, alkenyl having 2 to 10 carbon atoms, and alkynes having 2 to 10 carbon atoms. It may be selected from Neil.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 π-스페이스기는, 하기에서 선택되는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the π-space group may be selected from the following.

Figure pat00005
,
Figure pat00006
,
Figure pat00007
Figure pat00008
Figure pat00005
,
Figure pat00006
,
Figure pat00007
And
Figure pat00008

(여기서, R7, R9 R10 및 R12는, 각각, 탄소수 1 내지 10 알킬 및 탄소수 2 내지 10 알케닐에서 선택된다.)(Where, R 7 , R 9 R 10 and R 12 are each, It is selected from C1-C10 alkyl and C2-C10 alkenyl.)

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 π-스페이스기는, 화학식 1 또는 화학식 2으로 표시되는 화합물의 분자 내에서 0o 내지 90o의 비틀림 각을 형성하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the π-space group may form a twist angle of 0 o to 90 o in the molecule of the compound represented by Formula 1 or Formula 2.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 알콕시는, -O-R로 표시되고, 상기 R은, 탄소수 1 내지 30 알킬, 탄소수 2 내지 30 알케닐, 탄소수 2 내지 30의 알키닐 및 탄소수 2 내지 30 아릴에서 선택되는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the alkoxy is represented by -OR, and R is in a C1-C30 alkyl, a C2-C30 alkenyl, a C2-C30 alkynyl, and a C2-C30 aryl. It may be selected.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 유기염료는, 하기의 화학식 3 및 4에서 선택되는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the organic dye may be selected from Formulas 3 and 4 below.

[화학식 3][Formula 3]

Figure pat00009
Figure pat00009

[화학식 4][Formula 4]

Figure pat00010
Figure pat00010

(여기서, R은, 탄소수 1 내지 10 알킬, 탄소수 2 내지 10 알케닐, 탄소수 2 내지 10의 알키닐 및 탄소수 2 내지 20 아릴에서 선택되고, R3 내지 R6은 화학식 1 및 화학식 2에서 정의된 바와 같다.)(Wherein, R is selected from C 1 to C 10 alkyl, C 2 to C 10 alkenyl, C 2 to C 10 alkynyl and C 2 to C 20 aryl, and R 3 to R 6 are defined in Formulas 1 and 2 Same as.)

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 유기염료는, 청색 염료인 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the organic dye may be a blue dye.

본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명에 의한 화학식 1 및 화학식 2로 표시되는 화합물 중 1종 이상을 포함하는 유기염료;를 포함하는, 유기염료 조성물에 관한 것이다. According to an embodiment of the present invention, it relates to an organic dye composition comprising an organic dye comprising at least one of the compounds represented by the formulas 1 and 2 according to the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 조성물은, 공-흡착제;를 더 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the composition may further include a co-adsorbent.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 조성물은, 금속 산화물;을 더 포함하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the composition may further include a metal oxide.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 금속 산화물은, Ti, Zr, Sr, Zn, In, Yr, La, V, Mo, W, Sn, Nb, Mg, Al, Y, Sc, Sm 및 Ga으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the metal oxide is Ti, Zr, Sr, Zn, In, Yr, La, V, Mo, W, Sn, Nb, Mg, Al, Y, Sc, Sm and Ga. It may include at least one selected from the group consisting of.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 금속 산화물은, 1 nm 내지 1000 nm 크기를 갖고, 상기 금속 산화물은, 다공성일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the metal oxide may have a size of 1 nm to 1000 nm, and the metal oxide may be porous.

본 발명의 일 실시예에 따라, 제1 전극; 상기 제1 전극 상에 형성된 광흡수층; 및 상기 광흡수층 상에 형성된 제2 전극; 을 포함하고, 상기 광흡수층은, 금속 산화물; 및 본 발명에 의한 유기염료를 포함하는 것인, 염료감응 태양전지에 관한 것이다. According to an embodiment of the present invention, a first electrode; A light absorbing layer formed on the first electrode; And a second electrode formed on the light absorption layer. Including, the light absorption layer, metal oxide; And it relates to a dye-sensitized solar cell comprising the organic dye according to the present invention.

본 발명은, 기존에 문제시된 BET(back electron transfer) 발생이 낮출 수 있고, 효율성, 안정성 및 비용을 모두 해결할 수 있는 신규한 청색 유기염료를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 의한 유기염료는, 염료감응태양전지의 성능을 개선하고, 청색 염료의 보급에 유리한 낮은 생산비용 및 간단한 공정으로 제조될 수 있다. The present invention can provide a novel blue organic dye capable of reducing the occurrence of back electron transfer (BET), which has been previously problematic, and solving all of efficiency, stability and cost. In addition, the organic dye according to the present invention improves the performance of the dye-sensitized solar cell, and can be manufactured with a low production cost and a simple process, which is advantageous for dissemination of blue dye.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명의 실시예에서 제조된 DPP-시리즈(HDD|Spacer=0)의 “3 가지 상태 Marcus-Hush 다이어그램(Three-state Marcus-Hush diagram) 및 분자 내에서 BET 현상을 예시적으로 나타낸 것이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명의 실시예에서 제조된 DPP-시리즈 및 상용 dyenamo blue의 (a) UV-Vis 스펙트럼(in THF solution), (b) CV(Cyclic voltammetry) 및 (c) DFT-계산된 에너지 레벨 및 이와 관련되는 HOMO-2에서 LUMO+2까지의 MO(molecular orbitals)를 나타낸 것이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명의 실시예에서 제조된 DPP-시리즈 및 상용 dyenamo blue의 (a) J-V 곡선, (b) IPCE, (c) EIS 스펙트럼, (d) 주변 실내 조명 하에서 bTPA-DPP-DMP의 안정성 시험 결과를 나타낸 것이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명의 실시예에서 제조된 DPP-시리즈의 THF(blue lines)과 함께 Al2O3 필름 상에 DPP-시리즈의 Transient PL decays 또는 TCSPC(gray lines)의 실험적 IRF(instrument response function)를 나타낸 것으로, (a) DD-DPP-Ph, (b) DD-DPP-MP, (c) DD-DPP-DMP 및 (d) bTPA-DPP-DMP이다(374.6 nm 레이저에 의한 여기 및 500.0 nm에서 신호 검출).
1 is a “Three-state Marcus-Hush diagram” of a DPP-series (HDD|Spacer=0) manufactured in an embodiment of the present invention according to an embodiment of the present invention, and It is an exemplary illustration of the BET phenomenon in the molecule.
Figure 2 is, according to an embodiment of the present invention, (a) UV-Vis spectrum (in THF solution), (b) CV (Cyclic voltammetry) of the DPP-series and commercial dyenamo blue prepared in the embodiment of the present invention And (c) DFT-calculated energy levels and related molecular orbitals (MO) from HOMO-2 to LUMO+2.
Figure 3 is, according to an embodiment of the present invention, (a) JV curve, (b) IPCE, (c) EIS spectrum of the DPP-series and commercial dyenamo blue prepared in the embodiment of the present invention, (d) peripheral It shows the stability test results of bTPA-DPP-DMP under indoor lighting.
4, according to one embodiment of the invention, the DPP- Transient PL series on the Al 2 O 3 film with a THF (blue lines) of the DPP- series manufactured by an embodiment of the present invention decays or TCSPC (gray lines) of the experimental IRF (instrument response function), which are (a) DD-DPP-Ph, (b) DD-DPP-MP, (c) DD-DPP-DMP and (d) bTPA-DPP-DMP. (Excitation by 374.6 nm laser and signal detection at 500.0 nm).

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. In addition, terms used in the present specification are terms used to properly express a preferred embodiment of the present invention, which may vary depending on the intention of users or operators, or customs in the field to which the present invention belongs. Accordingly, definitions of these terms should be made based on the contents throughout the present specification. The same reference numerals in each drawing indicate the same members.

명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout the specification, when a member is said to be positioned "on" another member, this includes not only the case where a member is in contact with another member, but also the case where another member exists between the two members.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components.

본 발명은, DPP(diketopyrrolopyrrole) 기반의 유기염료에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 유기염료는, 저비용의 대칭 DPP 코어 유닛이 도입되고, DPP와 비틀린 π-스페이스기(π-spacers)의 전기 커플링 조절을 통한 BET 감소 및 효율을 증대시킬 수 있는, DPP계 청색 유기염료이다. The present invention relates to a DPP (diketopyrrolopyrrole)-based organic dye, according to an embodiment of the present invention, the organic dye is a low-cost symmetric DPP core unit is introduced, DPP and twisted π-space group (π- spacers) is a DPP-based blue organic dye that can reduce BET and increase efficiency through electrical coupling control.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 유기염료는, 하기의 화학식 1 및/또는 화학식 2로 표시되는 DPP 기반의 유기염료일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the organic dye may be a DPP-based organic dye represented by Formula 1 and/or Formula 2 below.

[화학식 1] [Formula 1]

Figure pat00011
Figure pat00011

상기 화학식 1로 표시되는 화합물은, 대칭 DPP 코어 유닛이 도입된 것으로, 이는 기존의 비대칭 DPP 유닛의 도입 시 발생하는 5-steps 이상의 긴 코어 유닛 합성 과정보다 합성 단계를 줄이고, 제조비용을 낮출 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 의한 유기염료는 1-step으로 합성 가능한 대칭 DPP 유닛이 적용된 것이다.The compound represented by Formula 1 has a symmetric DPP core unit introduced, which can reduce the synthesis step and lower the manufacturing cost compared to the synthesis process of the long core unit of 5-steps or more that occurs when the introduction of the existing asymmetric DPP unit. . For example, the organic dye according to the present invention is applied with a symmetric DPP unit that can be synthesized in 1-step.

상기 화학식 1에서 R1 내지 R2는, 각각, 수소, 할로겐, 아미드, 시아노, 하이드록실, 니트로, 아실, 탄소수 1 내지 30 알킬, 탄소수 2 내지 30 알케닐, 탄소수 2 내지 30의 알키닐, 탄소수 1 내지 30의 알콕시, 탄소수 1 내지 30 알킬카보닐, 탄소수 6 내지 30의 아릴 및 탄소수 5 내지 30의 헤테로아릴에서 선택될 수 있다. R 1 to R 2 in Formula 1 are, respectively, hydrogen, halogen, amide, cyano, hydroxyl, nitro, acyl, alkyl having 1 to 30 carbon atoms, alkenyl having 2 to 30 carbon atoms, alkynyl having 2 to 30 carbon atoms, It may be selected from alkoxy having 1 to 30 carbon atoms, alkylcarbonyl having 1 to 30 carbon atoms, aryl having 6 to 30 carbon atoms, and heteroaryl having 5 to 30 carbon atoms.

바람직하게는 상기 R1 내지 R2는, 각각, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴 및 탄소수 5 내지 30의 헤테로아릴에서 선택되는 것일 수 있다. 더 바람직하게는, 상기 R1 내지 R2는, 각각, 하기의 화학식에서 선택되는 것일 수 있다. Preferably, R 1 to R 2 may be selected from substituted or unsubstituted aryl having 6 to 30 carbon atoms and heteroaryl having 5 to 30 carbon atoms, respectively. More preferably, each of R 1 to R 2 may be selected from the following formula.

Figure pat00012
Figure pat00012

상기 Ra 내지 Rf 중 한 개는 연결기이고, 나머지는 수소, 할로겐, 탄소수 1 내지 10 알킬, 탄소수 2 내지 10 알케닐, 탄소수 2 내지 10의 알키닐 및 탄소수 1 내지 20의 알콕시에서 선택될 수 있다.The R a to R f One of them is a linking group, and the rest may be selected from hydrogen, halogen, alkyl having 1 to 10 carbon atoms, alkenyl having 2 to 10 carbon atoms, alkynyl having 2 to 10 carbon atoms, and alkoxy having 1 to 20 carbon atoms.

상기 R3 내지 R6은, 각각, 수소, 할로겐, 아미드, 시아노, 하이드록실, 니트로, 아실, 탄소수 1 내지 30 알킬, 탄소수 2 내지 30 알케닐, 탄소수 2 내지 30의 알키닐, 탄소수 1 내지 30의 알콕시, 탄소수 1 내지 30 알킬카보닐, 탄소수 6 내지 30의 아릴 및 탄소수 5 내지 30의 헤테로아릴에서 선택될 수 있다. The R 3 to R 6 are, respectively, hydrogen, halogen, amide, cyano, hydroxyl, nitro, acyl, alkyl having 1 to 30 carbon atoms, alkenyl having 2 to 30 carbon atoms, alkynyl having 2 to 30 carbon atoms, 1 to carbon atoms It may be selected from alkoxy of 30, alkylcarbonyl having 1 to 30 carbon atoms, aryl having 6 to 30 carbon atoms, and heteroaryl having 5 to 30 carbon atoms.

바람직하게는 상기 R3 내지 R6은, 탄소수 1 내지 20 알킬, 탄소수 2 내지 20 알케닐, 탄소수 2 내지 20의 알키닐, 탄소수 1 내지 20의 알콕시 및 탄소수 1 내지 20 알킬카보닐에서 선택될 수 있다. Preferably, R 3 to R 6 may be selected from C 1 to C 20 alkyl, C 2 to C 20 alkenyl, C 2 to C 20 alkynyl, C 1 to C 20 alkoxy and C 1 to C 20 alkylcarbonyl have.

상기 π 는 π-스페이스기(π-spacers)이며, DPP 유닛과 π-스페이스기 사이에 이면각(dihedral angle)을 변화시켜 DPP와 π-스페이스기의 전기 커플링(electronic coupling)을 조절하여 BET를 줄이고, DSC 내 효율을 증가시킬 수 있다. The π is a π-spacers, and BET by controlling the electronic coupling between the DPP and the π-space group by changing the dihedral angle between the DPP unit and the π-space group. Can be reduced, and the efficiency in DSC can be increased.

상기 π-스페이스기는, 화학식 1로 표시되는 화합물의 분자 내에서 0o 내지 90o; 0o 초과 내지 90o; 5o 내지 90o; 또는 10o 내지 80o의 비틀림 각을 형성하고, 이는 DPP와 π-스페이스기의 전기 커플링을 조절할 수 있다. The π-space group is 0 o to 90 o in the molecule of the compound represented by Chemical Formula 1; Greater than 0 o to 90 o ; 5 o to 90 o ; Alternatively, a twist angle of 10 o to 80 o is formed, which can control the electrical coupling of the DPP and the π-space group.

상기 π-스페이스기는 하기의 화학식으로 선택될 수 있다. The π-space group may be selected by the following formula.

Figure pat00013
Figure pat00013

상기 R7 내지 R12 중 두 개는 연결기이고, 나머지는 각각, 수소, 할로겐, 아미드, 시아노, 하이드록실, 니트로, 아실, 탄소수 1 내지 30 알킬, 탄소수 2 내지 30 알케닐 및 탄소수 2 내지 30의 알키닐에서 선택될 수 있다. 상기 π-스페이스기는, 분자 내에서 평면 π-스페이스기(Planar π-spacer)가 아닌, 비틀린 π-스페이스기(twsited π-spacer)를 형성하고, DPP와 약한 전기 커플링을 유도하기 위해서, R7 내지 R12 중 연결기를 제외한 나머지 모두가 수소가 아니다. Two of the R 7 to R 12 are linking groups, and the others are each hydrogen, halogen, amide, cyano, hydroxyl, nitro, acyl, alkyl having 1 to 30 carbon atoms, alkenyl having 2 to 30 carbon atoms, and 2 to 30 carbon atoms. It may be selected from alkynyl of. The π-space group forms a twisted π-spacer instead of a planar π-spacer in the molecule, and in order to induce a weak electrical coupling with DPP, R All of 7 to R 12 except for a linking group are not hydrogen.

바람직하게는, R7 내지 R12 중 두 개는 연결기를 제외한 나머지는, 각각, 수소, 할로겐, 아미드, 시아노, 하이드록실, 니트로, 아실, 탄소수 1 내지 20 알킬, 탄소수 2 내지 20 알케닐 및 탄소수 2 내지 20의 알키닐에서 선택되고, 더 바람직하게는 하기의 화학식에서 선택될 수 있다.Preferably, two of R 7 to R 12 are each of hydrogen, halogen, amide, cyano, hydroxyl, nitro, acyl, C 1 to C 20 alkyl, C 2 to C 20 alkenyl and It is selected from alkynyl having 2 to 20 carbon atoms, and more preferably may be selected from the following formula.

Figure pat00014
,
Figure pat00015
,
Figure pat00016
Figure pat00017
Figure pat00014
,
Figure pat00015
,
Figure pat00016
And
Figure pat00017

상기 R7, R9 R10 및 R12는, 각각, 탄소수 1 내지 10 알킬 및 탄소수 2 내지 10 알케닐에서 선택될 수 있다. The R 7 , R 9 R 10 and R 12 are each, It may be selected from C1 to C10 alkyl and C2 to C10 alkenyl.

[화학식 2] [Formula 2]

Figure pat00018
Figure pat00018

상기 화학식 2는, 화학식 1과 같이 대칭 DPP 코어 유닛이 도입된 것으로, 이는 기존의 비대칭 DPP 유닛의 도입 시 발생하는 5-steps 이상의 긴 코어 유닛 합성 과정보다 합성 단계를 줄이고, 제조비용을 낮출 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 의한 유기염료는 1-step으로 합성 가능한 대칭 DPP 유닛이 적용된 것이다. 추가적으로 TPA (triphenylamine) 유닛을 도입하여 분자내 염료 응집(aggregation)을 줄여서 효율을 더 개선시킬 수 있다.In Chemical Formula 2, as in Chemical Formula 1, a symmetric DPP core unit is introduced, which can reduce the synthesis step and lower the manufacturing cost compared to the synthesis process of a long core unit of 5-steps or more that occurs when introducing a conventional asymmetric DPP unit. . For example, the organic dye according to the present invention is applied with a symmetric DPP unit that can be synthesized in 1-step. In addition, by introducing a TPA (triphenylamine) unit, the efficiency can be further improved by reducing the aggregation of dyes in the molecule.

상기 화학식 2에서 R1 내지 R2는, 각각, 수소, 할로겐, 아미드, 시아노, 하이드록실, 니트로, 아실, 탄소수 1 내지 30 알킬, 탄소수 2 내지 30 알케닐, 탄소수 2 내지 30의 알키닐, 탄소수 1 내지 30의 알콕시, 탄소수 1 내지 30 알킬카보닐, 탄소수 6 내지 30의 아릴 및 탄소수 5 내지 30의 헤테로아릴에서 선택될 수 있다. It is in formula 2 R 1 to R 2, and represents hydrogen, halogen, amide, cyano, hydroxyl, nitro, acyl, C 1 -C 30 alkyl, C2 to C30 alkenyl, C2 to C30 alkynyl, It may be selected from alkoxy having 1 to 30 carbon atoms, alkylcarbonyl having 1 to 30 carbon atoms, aryl having 6 to 30 carbon atoms, and heteroaryl having 5 to 30 carbon atoms.

바람직하게는 상기 R1 내지 R2는, 각각, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴 및 탄소수 5 내지 30의 헤테로아릴에서 선택되는 것일 수 있다. 더 바람직하게는, 상기 R1 내지 R2는, 각각, 하기의 화학식에서 선택되는 것일 수 있다.Preferably, R 1 to R 2 may be selected from substituted or unsubstituted aryl having 6 to 30 carbon atoms and heteroaryl having 5 to 30 carbon atoms, respectively. More preferably, each of R 1 to R 2 may be selected from the following formula.

Figure pat00019
Figure pat00019

상기 Ra 내지 Rf 중 한 개는 연결기이고, 나머지는 수소, 할로겐, 탄소수 1 내지 20 알킬, 탄소수 2 내지 20 알케닐, 탄소수 2 내지 20의 알키닐 및 탄소수 1 내지 20의 알콕시 및 탄소수 6 내지 20의 아릴 및 탄소수 5 내지 20의 헤테로아릴에서 선택될 수 있다. 바람직하게는 bulkyl alkyl chain을 도입하여 효율 및 염료 응집을 줄이기 위해서 상기 연결기를 제외한 나머지는, 모두가 수소 및/또는 할로겐이 아니며, 적어도 하나는 탄소수 1 내지 20 알킬, 탄소수 2 내지 20 알케닐, 탄소수 2 내지 20의 알키닐 및 탄소수 1 내지 20 알콕시에서 선택될 수 있다. The R a to R f One of them is a linking group, and the others are hydrogen, halogen, alkyl having 1 to 20 carbon atoms, alkenyl having 2 to 20 carbon atoms, alkynyl having 2 to 20 carbon atoms, alkoxy having 1 to 20 carbon atoms, and aryl having 6 to 20 carbon atoms and 5 carbon atoms. It may be selected from heteroaryl of to 20. Preferably, in order to reduce efficiency and dye aggregation by introducing a bulkyl alkyl chain, all of the rest except for the linking group are not hydrogen and/or halogen, and at least one is a C 1 to C 20 alkyl, C 2 to C 20 alkenyl, C It may be selected from 2 to 20 alkynyl and 1 to 20 alkoxy.

상기 R3 내지 R6은, 각각, 수소, 할로겐, 아미드, 시아노, 하이드록실, 니트로, 아실, 탄소수 1 내지 30 알킬, 탄소수 2 내지 30 알케닐, 탄소수 2 내지 30의 알키닐, 탄소수 1 내지 30의 알콕시, 탄소수 1 내지 30 알킬카보닐, 탄소수 6 내지 30의 아릴 및 탄소수 5 내지 30의 헤테로아릴에서 선택될 수 있다. The R 3 to R 6 are, respectively, hydrogen, halogen, amide, cyano, hydroxyl, nitro, acyl, alkyl having 1 to 30 carbon atoms, alkenyl having 2 to 30 carbon atoms, alkynyl having 2 to 30 carbon atoms, 1 to carbon atoms It may be selected from alkoxy of 30, alkylcarbonyl having 1 to 30 carbon atoms, aryl having 6 to 30 carbon atoms, and heteroaryl having 5 to 30 carbon atoms.

바람직하게는 상기 R3 내지 R6은, 탄소수 1 내지 20 알킬, 탄소수 2 내지 20 알케닐, 탄소수 2 내지 20의 알키닐, 탄소수 1 내지 20의 알콕시 및 탄소수 1 내지 20 알킬카보닐에서 선택될 수 있다. Preferably, R 3 to R 6 may be selected from C 1 to C 20 alkyl, C 2 to C 20 alkenyl, C 2 to C 20 alkynyl, C 1 to C 20 alkoxy and C 1 to C 20 alkylcarbonyl have.

상기 π 는, π-스페이스기(π-spacers)이며, DPP 유닛과 π-스페이스기 사이에 이면각(dihedral angle)을 변화시켜 DPP와 π-스페이스기의 전기 커플링(electronic coupling)을 조절하여 BET를 줄이고, DSC 내 효율을 증가시킬 수 있다. π-스페이스기는 하기의 화학식으로 선택될 수 있다. 상기 π-스페이스기는, 화학식 2로 표시되는 화합물의 분자 내에서 0o 내지 90o; 0o 초과 내지 90o; 5o 내지 90o; 또는 10o 내지 80o의 비틀림 각을 형성하고, 이는 DPP와 π-스페이스기의 전기 커플링을 조절할 수 있다. The π is a π-spacers, and by changing the dihedral angle between the DPP unit and the π-space group, the electronic coupling of the DPP and the π-space group is adjusted. It can reduce BET and increase the efficiency in DSC. The π-space group may be selected by the following formula. The π-space group is 0 o to 90 o in the molecule of the compound represented by Chemical Formula 2; Greater than 0 o to 90 o ; 5 o to 90 o ; Alternatively, a twist angle of 10 o to 80 o is formed, which can control the electrical coupling of the DPP and the π-space group.

Figure pat00020
Figure pat00020

상기 R7 내지 R12 중 두 개는 연결기이고, 나머지는 각각, 수소, 할로겐, 아미드, 시아노, 하이드록실, 니트로, 아실, 탄소수 1 내지 30 알킬, 탄소수 2 내지 30 알케닐 및 탄소수 2 내지 30의 알키닐에서 선택될 수 있다. π-스페이스기는 평면 π-스페이스기(Planar π-spacer)가 아닌, 비틀린 π-스페이스기(twsited π-spacer)를 형성하고, DPP와 약한 전기 커플링을 유도하기 위해서, R7 내지 R12 중 연결기를 제외한 나머지 모두가 수소가 아니다. Two of the R 7 to R 12 are linking groups, and the others are each hydrogen, halogen, amide, cyano, hydroxyl, nitro, acyl, alkyl having 1 to 30 carbon atoms, alkenyl having 2 to 30 carbon atoms, and 2 to 30 carbon atoms. It may be selected from alkynyl of. The π-space group forms a twisted π-spacer rather than a planar π-spacer, and in order to induce a weak electrical coupling with DPP, among R 7 to R 12 All other than the linking group are not hydrogen.

바람직하게는, R7 내지 R12 중 두 개는 연결기를 제외한 나머지는 각각, 수소, 할로겐, 아미드, 시아노, 하이드록실, 니트로, 아실, 탄소수 1 내지 20 알킬, 탄소수 2 내지 20 알케닐 및 탄소수 2 내지 20의 알키닐에서 선택되고, 더 바람직하게는 하기의 화학식에서 선택될 수 있다.Preferably, two of R 7 to R 12 are each of hydrogen, halogen, amide, cyano, hydroxyl, nitro, acyl, alkyl of 1 to 20 carbon atoms, alkenyl of 2 to 20 carbon atoms, and carbon number except for the linking group. It is selected from 2 to 20 alkynyl, more preferably may be selected from the following formula.

Figure pat00021
,
Figure pat00022
,
Figure pat00023
Figure pat00024
Figure pat00021
,
Figure pat00022
,
Figure pat00023
And
Figure pat00024

상기 R7, R9 R10 및 R12는, 각각, 탄소수 1 내지 10 알킬 및 탄소수 2 내지 10 알케닐에서 선택될 수 있다. The R 7 , R 9 R 10 and R 12 are each, It may be selected from C1 to C10 alkyl and C2 to C10 alkenyl.

본 명세서에서 언급한, 상기 탄소수 1 내지 30 알킬, 탄소수 2 내지 30 알케닐, 탄소수 2 내지 30의 알키닐은, 직쇄형 또는 분지쇄형일 수 있다. As mentioned in the present specification, the C1-C30 alkyl, C2-C30 alkenyl, and C2-C30 alkynyl may be linear or branched.

본 명세서에서 언급한, 상기 탄소수 1 내지 30의 알콕시는, 상기 알콕시는, -O-R로 표시되고, 상기 R은, 탄소수 1 내지 30 알킬, 탄소수 2 내지 30 알케닐, 탄소수 2 내지 30의 알키닐 및 탄소수 6 내지 30 아릴 및 탄소수 5 내지 30의 헤테로아릴에서 선택되는 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 알콕시는, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 부록시, 펜톡시, 헥실옥시, 헵실옥시, 옥틸옥시, 노닐옥시, 데실옥시, 운데실옥시, 도데실옥시, 트리데실옥시, 테트라데실옥시,펜타데실옥시, 헥사데실옥시, 헵타데실옥시, 옥타데실옥시, 노나데실옥시, 에이코사닐옥시, 펜틸옥시, 헥실옥시, 3,3-디메틸부틸옥시, 2-에틸부틸옥시, 2-에틸헥실옥시, 2-메틸헵틸옥시, 2-프로필부틸옥시, 벤질옥시, 메틸벤질옥시 및 이들의 이성질체에서 선택될 수 있다.As mentioned in the present specification, the alkoxy having 1 to 30 carbon atoms, the alkoxy is represented by -OR, and R is an alkyl having 1 to 30 carbon atoms, an alkenyl having 2 to 30 carbon atoms, an alkynyl having 2 to 30 carbon atoms, and It may be selected from C6-C30 aryl and C5-C30 heteroaryl. For example, the alkoxy is methoxy, ethoxy, propoxy, appendix, pentoxy, hexyloxy, hepyloxy, octyloxy, nonyloxy, decyloxy, undecyloxy, dodecyloxy, tri Decyloxy, tetradecyloxy, pentadecyloxy, hexadecyloxy, heptadecyloxy, octadecyloxy, nonadecyloxy, eicosanyloxy, pentyloxy, hexyloxy, 3,3-dimethyl Butyloxy, 2-ethylbutyloxy, 2-ethylhexyloxy, 2-methylheptyloxy, 2-propylbutyloxy, benzyloxy, methylbenzyloxy, and isomers thereof.

상기 탄소수 6 내지 20의 아릴 및 탄소수 5 내지 20의 헤테로아릴은, 모노사클릭, 바이사클릭 또 트리사이클릭 탄소고리이며, 1개 이상의 고리는 방향족이다. 예를 들어, 페닐, 바이페닐, 나프닐, 인다닐 등일 수 있다. 각각, 비치환되거나 또는 할로겐, 아미드, 시아노, 하이드록실, 니트로, 아실, 탄소수 1 내지 30 알킬, 탄소수 2 내지 30 알케닐, 탄소수 2 내지 30의 알키닐, 탄소수 1 내지 30의 알콕시, 탄소수 1 내지 30 알킬카보닐, 탄소수 6 내지 30의 아릴 및 탄소수 5 내지 30의 헤테로아릴 중 적어도 하나에 의해 더 치환되고, 상기 헤테로아릴은, N, O 및 S 중 적어도 하나의 헤테로 원자를 포함할 수 있다. The aryl having 6 to 20 carbon atoms and heteroaryl having 5 to 20 carbon atoms are monocyclic, bicyclic or tricyclic carbocyclic rings, and at least one ring is aromatic. For example, it may be phenyl, biphenyl, naphnyl, indanyl, and the like. Respectively, unsubstituted or halogen, amide, cyano, hydroxyl, nitro, acyl, alkyl having 1 to 30 carbon atoms, alkenyl having 2 to 30 carbon atoms, alkynyl having 2 to 30 carbon atoms, alkoxy having 1 to 30 carbon atoms, 1 carbon atom To 30 alkylcarbonyl, aryl having 6 to 30 carbon atoms, and further substituted by at least one of heteroaryl having 5 to 30 carbon atoms, and the heteroaryl may include at least one hetero atom of N, O and S .

상기 유기염료는, 하기의 화학식 3 및 화학식 4에서 선택될 수 있다. The organic dye may be selected from Formulas 3 and 4 below.

[화학식 3] [Formula 3]

Figure pat00025
Figure pat00025

[화학식 4] [Formula 4]

Figure pat00026
Figure pat00026

상기 화학식 3 및 화학식 4에서 R은, 탄소수 1 내지 10 알킬, 탄소수 2 내지 10 알케닐, 탄소수 2 내지 10의 알키닐 및 탄소수 6 내지 20 아릴 및 탄소수 5 내지 20의 헤테로아릴에서 선택되고, R3 내지 R6은 화학식 1 및 화학식 2에서 언급한 바와 같다.In Formulas 3 and 4, R is selected from C1 to C10 alkyl, C2 to C10 alkenyl, C2 to C10 alkynyl and C6 to C20 aryl and C5 to C20 heteroaryl, and R 3 To R 6 are as mentioned in Formula 1 and Formula 2.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 유기염료는, 광소자에 적용 가능한 염료이며, 예를 들어, 투명하고 유연한 광전극에 적용할 수 있다. 예를 들어, 염료감응 태양전지(Dye-sensitized Solar Cell)의 광양극(photoanode)으로 적용될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the organic dye is a dye applicable to an optical device, and may be applied to, for example, a transparent and flexible photoelectrode. For example, it can be applied as a photoanode of a dye-sensitized solar cell.

본 발명은, 본 발명에 의한 유기염료 중 1종 이상을 포함하는 유기염료 조성물에 관한 것이다. 상기 유기염료는, 상기 언급한 바와 같고, 바람직하게는 상기 조성물은, 화학식 1 내지 2의 화합물 중 1종 이상을 포함할 수 있다. The present invention relates to an organic dye composition comprising at least one of the organic dyes according to the present invention. The organic dye is as mentioned above, and preferably, the composition may include one or more of the compounds of Formulas 1 to 2.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 유기염료는, 상기 조성물의 100 중량부에 대해 100 중량부 미만; 90 중량부 이하; 또는, 0.001 내지 80 중량부; 0.1 내지 50 중량부; 또는 0.1 내지 10 중량부인 것일 수 있다. 상기 함량 범위 내에 포함되면 반도체 산화물에 흡착, 코팅 등이 잘 이루어지고, 및 성능이 향상되고, 얇고 투명한 광활성 필름 및 이를 적용한 유연한 소자, 예를 들어, 염료감응 태양전지를 제공할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the organic dye is less than 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the composition; 90 parts by weight or less; Alternatively, 0.001 to 80 parts by weight; 0.1 to 50 parts by weight; Alternatively, it may be 0.1 to 10 parts by weight. If it is included within the above content range, adsorption and coating are well performed on semiconductor oxide, and performance is improved, and a thin and transparent photoactive film and a flexible device using the same, for example, a dye-sensitized solar cell may be provided.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 조성물은, 적용 분야 또는 방법 등에 따라 용매, 첨가제 등을 더 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the composition may further include a solvent, an additive, etc. according to an application field or method.

상기 용매는, 유기용매이며, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, n-프로판올, n-부탄올 또는 tert-부탄올 등과 같은 알코올류; 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등과 같은 탄화수소류; 디에틸 에테르, 디이소프로필 에테르, 테트라하이드로퓨란(THF) 등과 같은 에테르류; 에틸렌 글리콜 모노메틸, 에틸렌 글리콜 디메틸 에테르 등과 같은 글리콜 에테르류; 아세톤 등과 같은 케톤류; 트리클로로에틸렌(trichloroethylene), 1,2-디클로로에탄(1,2-dichloroethane), 테트라클로로메탄(tetrachloromethane), 클로로포름, 디클로로메탄(DCM) 등과 같은 염화탄화수소류; 및 아세트아미드, 디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈(NMP), 디메틸-폼아미드(DMF) 등일 수 있다. The solvent is an organic solvent, and alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, n-propanol, n-butanol or tert-butanol; Hydrocarbons such as benzene, toluene, and xylene; Ethers such as diethyl ether, diisopropyl ether, and tetrahydrofuran (THF); Glycol ethers such as ethylene glycol monomethyl and ethylene glycol dimethyl ether; Ketones such as acetone; Chlorinated hydrocarbons such as trichloroethylene, 1,2-dichloroethane, tetrachloromethane, chloroform, and dichloromethane (DCM); And acetamide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone (NMP), dimethyl-formamide (DMF), and the like.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 조성물은, 공-흡착제를 더 포함할 수 있으며, 보다 구체적으로, 탄소나노튜브, 그래핀, 카본블랙, 데옥시콜린산, 데히드로데옥스콜린산, 케노데옥시콜린산, 콜린산 메틸 에스테르, 콜린산 나트륨염, 크라운 에테르, 시클로덱스트린, 칼릭사렌, 폴리에틸렌옥시드 등을 포함할 수 있다. 상기 공-흡착제는, 상기 유기염료 100 중량부에 대해 10 내지 200 중량부로 포함될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the composition may further include a co-adsorbent, and more specifically, carbon nanotubes, graphene, carbon black, deoxycholic acid, dehydrodeoxcholic acid, ke Nodeoxycholic acid, choline acid methyl ester, choline acid sodium salt, crown ether, cyclodextrin, calixarene, polyethylene oxide, and the like. The co-adsorbent may be included in an amount of 10 to 200 parts by weight based on 100 parts by weight of the organic dye.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 조성물은, 반도체 미립자를 더 포함할 수 있으며, 예를 들어, 상기 반도체 미립자는, 금속 및 금속 화합물이며, 상기 금속 화합물은, 산화물, 질화물, 합금 등일 수 있다. 보다 구체적으로, Ti, Zr, Sr, Zn, In, Yr, La, V, Mo, W, Sn, Nb, Mg, Al, Y, Sc, Sm 및 Ga으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속, 이의 산화물 또는 이의 합금일 수 있다. 상기 반도체 미립자는, 상기 유기염료 100 중량부에 대해 10 내지 300 중량부로 포함될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the composition may further include semiconductor fine particles, for example, the semiconductor fine particles may be metals and metal compounds, and the metal compounds may be oxides, nitrides, alloys, etc. . More specifically, at least one metal selected from the group consisting of Ti, Zr, Sr, Zn, In, Yr, La, V, Mo, W, Sn, Nb, Mg, Al, Y, Sc, Sm and Ga, and its It may be an oxide or an alloy thereof. The semiconductor fine particles may be included in an amount of 10 to 300 parts by weight based on 100 parts by weight of the organic dye.

상기 반도체 미립자의 평균 입경은, 상기 반도체 미립자의 평균 입경은, 1 nm 내지 1000 nm; 1 nm 내지 500 nm; 또는 1 nm 내지 200 nm일 수 있다. The average particle diameter of the semiconductor fine particles, the average particle diameter of the semiconductor fine particles, 1 nm to 1000 nm; 1 nm to 500 nm; Or 1 nm to 200 nm.

상기 반도체 미립자는 다공성일 수 있다. The semiconductor fine particles may be porous.

본 발명은, 염료감응 태양전지에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 염료감응 태양전지는, 본 발명에 의한 유기염료를 적용하여 고효율, 고안정성 및 저비용을 만족하는 박막형 염료감응 태양전지를 제공할 수 있다. The present invention relates to a dye-sensitized solar cell, and according to an embodiment of the present invention, the dye-sensitized solar cell is a thin-film dye-sensitized solar cell that satisfies high efficiency, high stability, and low cost by applying the organic dye according to the present invention. A battery can be provided.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 염료감응 태양전지는, 제1 전극; 상기 제1 전극 상에 형성된 광흡수층; 및 상기 광흡수층 상에 형성된 제2 전극;을 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the dye-sensitized solar cell includes: a first electrode; A light absorbing layer formed on the first electrode; And a second electrode formed on the light absorption layer.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 제1 전극은, 광전극이며, 염료감응 태양전지에 적용 가능한 것이라면 제한 없이 적용될 수 있고, 투명기판 및 전도성 금속 산화막을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인듐 틴 옥사이드(ITO), 플루오린 틴 옥사이드(FTO), ZnO-(Ga2O3 또는 Al2O3), 주석계 산화물, 안티몬 틴 옥사이드(ATO), 산화아연(ZnO) 등일 수 있다. 상기 전도성 금속 산화막은 투명기판 상에 형성될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the first electrode may be a photoelectrode, and may be applied without limitation as long as it is applicable to a dye-sensitized solar cell, and may include a transparent substrate and a conductive metal oxide film. For example, indium tin oxide (ITO), fluorine tin oxide (FTO), ZnO- (Ga 2 O 3 or Al 2 O 3 ), tin oxide, antimony tin oxide (ATO), zinc oxide (ZnO), etc. I can. The conductive metal oxide film may be formed on a transparent substrate.

상기 투명기판은, 유리, 쿼츠, 플라스틱 등일 수 있으며, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리프로필렌, 폴리이미드, 트리아세틸셀룰로오스 등을 들 수 있다.The transparent substrate may be glass, quartz, plastic, or the like, and examples thereof include polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polycarbonate, polypropylene, polyimide, and triacetylcellulose.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 제2 전극은, 염료감응 태양전지에 적용 가능한 것이라면 제한 없이 적용될 수 있고, 투명기판, 투명 전극 및/또는 촉매 전극를 포함할 수 있으며, 상기 투명전극은 투명기판 상에 형성될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the second electrode may be applied without limitation as long as it is applicable to a dye-sensitized solar cell, and may include a transparent substrate, a transparent electrode and/or a catalyst electrode, and the transparent electrode is a transparent substrate. It can be formed on.

상기 투명전극은, 상기 투명 기판 상에 형성되고, 인듐 틴 옥사이드, 플루오르 틴 옥사이드, 안티몬 틴 옥사이드, 산화아연, 산화주석, ZnO-(Ga2O3 또는 Al2O3) 등의 투명 물질로 이루어질 수 있다. 상기 투명기판은, 상기 제1 전극(110)에서 언급한 바와 같고, 상기 제1 전극과 동일하거나 또는 상이할 수 있다.The transparent electrode is formed on the transparent substrate and is made of a transparent material such as indium tin oxide, fluorine oxide, antimony tin oxide, zinc oxide, tin oxide, ZnO- (Ga 2 O 3 or Al 2 O 3 ). I can. The transparent substrate is as mentioned in the first electrode 110 and may be the same as or different from the first electrode.

상기 촉매전극은, 상기 투명기판 또는 투명전극 상에 형성되고, 산화-환원 쌍(redox couple)을 활성화시키는 역할을 하는 것으로, 백금(Pt), 금(Au), 루테늄(Ru), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 탄소(C), 산화티탄(TiO2) 및 전도성 고분자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. The catalytic electrode is formed on the transparent substrate or the transparent electrode, and serves to activate an oxidation-reduction pair (Pt), gold (Au), ruthenium (Ru), palladium (Pd). ), rhodium (Rh), iridium (Ir), osmium (Os), carbon (C), titanium oxide (TiO 2 ), and at least one selected from the group consisting of a conductive polymer.

본 발명의 일 실시예에 따라, 광흡수층은, 제1 전극 상에 형성되고, 반도체 미립자 및 본 발명에 의한 유기염료 또는 조성물을 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the light absorbing layer is formed on the first electrode, and may include semiconductor fine particles and an organic dye or composition according to the present invention.

상기 반도체 미립자는, 금속 및 금속 화합물이며, 상기 금속 화합물은, 산화물, 질화물, 합금 등일 수 있다. 보다 구체적으로, Ti, Zr, Sr, Zn, In, Yr, La, V, Mo, W, Sn, Nb, Mg, Al, Y, Sc, Sm, In, Ta, V 및 Ga으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속, 이의 산화물 또는 이의 합금일 수 있으며, 바람직하게는 금속 산화물일 수 있다. 예를 들어, 상기 금속 산화물은, 산화티탄(TiO2), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO), 산화니오브(Nb2O5), 산화티탄스트론튬(TiSrO3) 등일 수 있다. The semiconductor fine particles may be metals and metal compounds, and the metal compounds may be oxides, nitrides, alloys, or the like. More specifically, selected from the group consisting of Ti, Zr, Sr, Zn, In, Yr, La, V, Mo, W, Sn, Nb, Mg, Al, Y, Sc, Sm, In, Ta, V and Ga It may be one or more metals, oxides thereof, or alloys thereof, and preferably metal oxides. For example, the metal oxide may be titanium oxide (TiO 2 ), tin oxide (SnO 2 ), zinc oxide (ZnO), niobium oxide (Nb 2 O 5 ), and strontium titanium oxide (TiSrO 3 ).

상기 반도체 미립자의 평균 입경은, 1 nm 내지 1000 nm; 1 nm 내지 500 nm; 또는 1 nm 내지 200 nm일 수 있다. 상기 반도체 미립자는, 다공성일 수 있다. The average particle diameter of the semiconductor fine particles is 1 nm to 1000 nm; 1 nm to 500 nm; Or 1 nm to 200 nm. The semiconductor fine particles may be porous.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 광흡수층은, 반도체 미립자로 이루어진 다공성 필름 형태를 포함하고, 상기 필름의 적어도 일부분에 본 발명에 의한 유기염료 또는 조성물이 코팅, 함침 또는 이 둘에 의해 흡착(또는, 결합)된 것일 수 있다. 상기 코팅 및 함침은, 상기 필름의 기공, 표면 또는 이 둘에 유기염료 또는 조성물을 흡착시킬 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the light-absorbing layer includes a porous film made of semiconductor fine particles, and an organic dye or composition according to the present invention is adsorbed on at least a portion of the film by coating, impregnation, or both. Or, it may be a combination). The coating and impregnation may adsorb an organic dye or composition to the pores, the surface, or both of the film.

상기 광흡수층은, 10 ㎛ 이하의 두께; 5 ㎛ 이하; 또는 4 ㎛ 이하; 또는 0.5 ㎛ 내지 3.5 ㎛를 갖는 것일 수 있다. 상기 두께 범위 내에 포함되면 투명하고 효율이 향상되고, 필링 오프(Peeling off) 현상을 방지하여 플렉시블 태양전지를 제공할 수 있다. The light absorption layer has a thickness of 10 μm or less; 5 μm or less; Or 4 μm or less; Alternatively, it may have a 0.5 μm to 3.5 μm. If it is included in the thickness range, it is transparent and efficiency is improved, and a flexible solar cell may be provided by preventing a peeling off phenomenon.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 제1 전극 및 제2 전극 사이에 전해질을 더 포함하고, 예를 들어, 상기 활성층 및 제2 전극 사이에 전해질이 주입될 수 있다. 상기 전해질은, 염료감응 태양전지에 적용 가능한 것이라면 제한 없이 적용될 수 있고, 바람직하게는 액체 전해질, 이온성 액체 전해질, 또는 이 둘을 포함하고, 예를 들어, 아이오딘(I2), 리튬아이오다이드 (LiI), 1-부틸-2-메틸 이미다졸리움 요오드(1-butyl-3-methyl imidazolium iodide), 1-알릴-3-메틸이미다졸리움 요오드(1-Allyl-3-methylimidazolium iodide), 1,3-디메틸이미다졸리움 요오드(1,3-Dimethylimidazolium iodide), 1-헥실-2,3-디메틸이미다졸리움 요오드(1-Hexyl-2,3-dimethylimidazolium iodide), 1-부틸-2,3-디메틸이미다졸리움 요오드(1-Butyl-2,3-dimethylimidazolium iodide), 1-도데실-3-메틸이미다졸리움 요오드(1-Dodecyl-3-methylimidazolium iodide), 1-부틸-3-메틸이미다졸리움 요오드(1-Butyl-3-methylimidazolium iodide), 1,2-디메틸-3-프로필이미다졸리움 요오드(1,2-Dimethyl-3-propylimidazolium iodide; DMPII), 1-에틸-3-메틸이미다졸리움 요오드(1-Ethyl-3-methylimidazolium iodide), 1-헥실-3-메틸이미다졸리움 요오드(1-Hexyl-3-methylimidazolium iodide), 1-메틸-3-프로필이미다졸리움 요오드(1-Methyl-3-propylimidazolium iodide) 및 4-터트-부틸피리딘(4-tert-butylpyridine; TBP); 코발트(II/III)계 전해질; 등일 수 있고, 메톡시 아세토나이트릴 (3-methoxyacetonitrile), 발레로니트릴, 아세토니트릴 등에 용해된 것을 적용할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, an electrolyte may be further included between the first electrode and the second electrode, and for example, an electrolyte may be injected between the active layer and the second electrode. The electrolyte may be applied without limitation as long as it is applicable to a dye-sensitized solar cell, and preferably includes a liquid electrolyte, an ionic liquid electrolyte, or both, and, for example, iodine (I 2 ), lithium ioda Id (LiI), 1-butyl-2-methyl imidazolium iodide, 1-allyl-3-methylimidazolium iodide, 1-Allyl-3-methylimidazolium iodide, 1,3-dimethylimidazolium iodide (1,3-Dimethylimidazolium iodide), 1-hexyl-2,3-dimethylimidazolium iodine (1-Hexyl-2,3-dimethylimidazolium iodide), 1-butyl-2, 3-dimethylimidazolium iodine (1-Butyl-2,3-dimethylimidazolium iodide), 1-dodecyl-3-methylimidazolium iodine (1-Dodecyl-3-methylimidazolium iodide), 1-butyl-3-methyl Imidazolium iodine (1-Butyl-3-methylimidazolium iodide), 1,2-dimethyl-3-propylimidazolium iodide (1,2-Dimethyl-3-propylimidazolium iodide; DMPII), 1-ethyl-3-methyl Imidazolium iodine (1-Ethyl-3-methylimidazolium iodide), 1-hexyl-3-methylimidazolium iodide (1-Hexyl-3-methylimidazolium iodide), 1-methyl-3-propylimidazolium iodine (1 -Methyl-3-propylimidazolium iodide) and 4-tert-butylpyridine (TBP); Cobalt (II/III) electrolyte; And the like, and those dissolved in methoxyacetonitrile, valeronitrile, and acetonitrile may be applied.

본 발명은, 염료감응 태양전지의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 제조방법은, 제1 전극을 준비하는 단계; 제2 전극을 준비하는 단계; 및 제1 전극 및 제2 전극을 접합하여 사이에 전해질을 형성하는 단계; 를 포함할 수 있다.The present invention relates to a method of manufacturing a dye-sensitized solar cell. According to an embodiment of the present invention, the manufacturing method includes: preparing a first electrode; Preparing a second electrode; And forming an electrolyte therebetween by bonding the first electrode and the second electrode. It may include.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 제1 전극을 준비하는 단계 및 상기 제2 전극을 준비하는 단계는, 상기 언급한 구성에 따라 코팅, 증착 등과 같은 본 발명의 기술 분야에서 적용되는 공정에 따라 제조될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the step of preparing the first electrode and the step of preparing the second electrode may be performed according to a process applied in the technical field of the present invention, such as coating and deposition, according to the above-mentioned configuration. Can be manufactured.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 제1 광전극 및 제2 전극 사이에 광흡수층을 배치하는 단계는, 상기 제1 전극 상에 광흡수층을 형성하거나 또는 광흡수층 필름을 준비하여 제1 전극 및 제2 전극 사이에 샌드위치 형태로 결합시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step of disposing a light absorption layer between the first photoelectrode and the second electrode includes forming a light absorption layer on the first electrode or preparing a light absorption layer film to provide a first electrode and It can be bonded between the second electrodes in a sandwich form.

상기 광흡수층은, 상기 반도체 미립자 필름의 적어도 일부분에 유기염료 또는 조성물의 코팅, 함침 또는 이 둘에 의해 형성된 것일 수 있다. The light absorption layer may be formed by coating or impregnating at least a portion of the semiconductor fine particle film with an organic dye or composition, or both.

상기 광흡수층은, 기재 또는 상기 제1 전극 상에 반도체 미립자 페이스트를 코팅하여 다공성 반도체 미립자 필름을 형성할 수 있다.The light absorption layer may form a porous semiconductor fine particle film by coating a semiconductor fine particle paste on a substrate or the first electrode.

상기 함침은, 유기염료 또는 조성물 내에 상기 반도체 미립자 필름을 담그어 함침시킬 수 있고, 상기 코팅은, 상기 반도체 미립자 필름의 적어도 일부분에 스핀 코팅, 스프레이 코팅, 딥 코팅, 슬릿 다이 코팅, 바코팅, 스크린 코팅 등을 이용할 수 있다.The impregnation may be impregnated by immersing the semiconductor particulate film in an organic dye or composition, and the coating is spin coating, spray coating, dip coating, slit die coating, bar coating, screen coating on at least a portion of the semiconductor particulate film Etc. can be used.

본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 하기의 특허 청구의 범위, 발명의 상세한 설명 및 첨부된 도면에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있다.Although described with reference to preferred embodiments of the present invention, the present invention is not limited thereto, and within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention described in the following claims, detailed description of the invention, and the accompanying drawings. Various modifications and changes can be made to the present invention.

실시예 Example

[스킴 1] [Scheme 1]

Figure pat00027
Figure pat00027

DPP(Diketopyrrolopyrrole) 기반의 염료 화합물은, 스킴 1에 따라 합성하였다. A dye compound based on DPP (Diketopyrrolopyrrole) was synthesized according to Scheme 1.

(1) 3,6-디(티오펜-2-일)피롤로[3,4-c]피롤-1,4(2H,5H)-디온(3,6-di(thiophen-2-yl)pyrrolo[3,4-c]pyrrole-1,4(2H,5H)-dione, 2)의 합성(1) 3,6-di(thiophen-2-yl)pyrrolo[3,4-c]pyrrole-1,4(2H,5H)-dione (3,6-di(thiophen-2-yl) Synthesis of pyrrolo[3,4- c ]pyrrole-1,4(2 H ,5 H )-dione, 2 )

건조된 쉬링크 반응 플라스크, 원소 소듐 (elementary sodium, 3.18 g, 138.26 mmol) 내에 tert-아밀 알콜 (tert-amyl alcohol, 75 mL)을 첨가하고, 완전하게 용해될때까지 110 ℃에서 혼합물을 교반하였다. 온도를 90 ℃까지 낮추고, 2-티오펜카보나이트릴 (2-thiophenecarbonitrile, 6.67 mL, 71.53 mmol)을 한번에 첨가하여 갈색 물질을 획득하였다. tert-아밀 알콜 (18 mL) 내의 디에틸숙신산 (diethyl succinate, 4.8 mL, 28.66 mmol)의 용액을 적가하고, 반응 혼합물은 110 ℃에서 밤새 교반하였다. 메탄올 (100 mL) 내의 아세트산 (AcOH, 20 mL) 용액을 상기 물질 내에 첨가하고, 110 ℃에서 2 시간 동안 더 교반한 이후에 진한 보라색 고체 침전물을 형성하고 진공 여과로 수집하였다. 메탄올로 침전물을 여러번 세정하고 정제하였다. 생성물을 건조하여 보라색 고체(7.67 g, 89%)를 획득하였다. 1H NMR (400 MHz, DMSO) δ (ppm): 11.25 (s, 2H), 8.21 (dd, J = 4.0, 1.2 Hz, 2H), 7.97 (dd, J = 4.8, 1.2 Hz, 2H), 7.3 (t, J = 4.4 Hz, 2H). To shrink the reaction flask, elemental sodium (elementary sodium, 3.18 g, 138.26 mmol) in tert- amyl alcohol was added (tert -amyl alcohol, 75 mL), and completely dissolved when drying the mixture was stirred at 110 ℃. The temperature was lowered to 90° C., and 2-thiophenecarbonitrile (6.67 mL, 71.53 mmol) was added at once to obtain a brown substance. A solution of diethyl succinate (4.8 mL, 28.66 mmol) in tert-amyl alcohol (18 mL) was added dropwise, and the reaction mixture was stirred at 110° C. overnight. A solution of acetic acid (AcOH, 20 mL) in methanol (100 mL) was added into the material, and after further stirring at 110° C. for 2 hours, a dark purple solid precipitate was formed and collected by vacuum filtration. The precipitate was washed several times with methanol and purified. The product was dried to obtain a purple solid (7.67 g, 89%). 1 H NMR (400 MHz, DMSO) δ (ppm): 11.25 (s, 2H), 8.21 (dd, J = 4.0, 1.2 Hz, 2H), 7.97 (dd, J = 4.8, 1.2 Hz, 2H), 7.3 (t, J = 4.4 Hz, 2H).

(2) 2,5-비스(2-에틸헥실)-3,6-디(티오펜-2-일)피롤로[3,4-c]피롤-1,4(2H,5H)-디온 (2,5-bis(2-ethylhexyl)-3,6-di(thiophen-2-yl)pyrrolo[3,4-c]pyrrole-1,4(2H,5H)-dione, 3)의 합성(2) 2,5-bis(2-ethylhexyl)-3,6-di(thiophen-2-yl)pyrrolo[3,4-c]pyrrole-1,4(2H,5H)-dione ( Synthesis of 2,5-bis(2-ethylhexyl)-3,6-di(thiophen-2-yl)pyrrolo[3,4- c ]pyrrole-1,4(2 H ,5 H )-dione, 3 )

화합물 2 (6.0 g, 19.976 mmol) 및 K2CO3 (8.3 g, 59.982 mmol)을 아르곤 하에서 250 mL 환저 플라스크 내에 첨가하였다. DMF (100 mL)의 가스 제거된 무수 용액을 혼합물에 첨가하였다. 반응 용액은 120 ℃에서 1시간 동안 환류하였다. 다음으로, 2-에틸헥실 브로마이드 (2-Ethylhexyl bromide, 10.3 mL, 59.982 mmol)을 적가하고, 반응 혼합물을 130 ℃에서 밤새 환류하였다. 생성된 용액은 CHCl3 및 H2O으로 워크업하였다. 유기층을 수집한 이후에 회전증발농축기로 용매를 증발시켜 농축하였다. 잔류한 크루드 생성물은 용리액으로 CH2Cl2 혼합물을 이용하여 컬럼 크로마토그래피로 정제하고 갈색 고체의 화합물 3 (8.6 g, 82%)을 획득하였다. 1H NMR (400 MHz, CDCl) δ (ppm): 8.90 (dd, J = 3.6, 1.2 Hz, 2H), 7.63 (dd, J = 5.2, 1.2 Hz, 2H), 7.27 (t, J =5.2, 1.2 Hz, 2H), 4.03 (m, 4H), 1.86 (m, 2H), 1.38-1.22 (m, 16H), 0.89-0.83 (m, 12H). Compound 2 (6.0 g, 19.976 mmol) and K 2 CO 3 (8.3 g, 59.982 mmol) were added into a 250 mL round bottom flask under argon. An anhydrous degassed solution of DMF (100 mL) was added to the mixture. The reaction solution was refluxed at 120° C. for 1 hour. Next, 2-ethylhexyl bromide (2-Ethylhexyl bromide, 10.3 mL, 59.982 mmol) was added dropwise, and the reaction mixture was refluxed at 130° C. overnight. The resulting solution was worked up with CHCl 3 and H 2 O. After collecting the organic layer, the solvent was evaporated with a rotary evaporator and concentrated. The remaining crude product was purified by column chromatography using a CH 2 Cl 2 mixture as an eluent to obtain a brown solid compound 3 (8.6 g, 82%). 1 H NMR (400 MHz, CDCl) δ (ppm): 8.90 (dd, J = 3.6, 1.2 Hz, 2H), 7.63 (dd, J = 5.2, 1.2 Hz, 2H), 7.27 (t, J =5.2, 1.2 Hz, 2H), 4.03 (m, 4H), 1.86 (m, 2H), 1.38-1.22 (m, 16H), 0.89-0.83 (m, 12H).

(3) 3-(5-브로모티오펜-2-일)-2,5-비스(2-에틸헥실)-6-(티오펜-2-일)피롤로[3,4-c]피롤-1,4(2H,5H)-디온(3-(5-bromothiophen-2-yl)-2,5-bis(2-ethylhexyl)-6-(thiophen-2-yl)pyrrolo[3,4-c]pyrrole-1,4(2H,5H)-dione, 4)의 합성 (3) 3-(5-bromothiophen-2-yl)-2,5-bis(2-ethylhexyl)-6-(thiophen-2-yl)pyrrolo[3,4-c]pyrrole- 1,4(2H,5H)-dione(3-(5-bromothiophen-2-yl)-2,5-bis(2-ethylhexyl)-6-(thiophen-2-yl)pyrrolo[3,4- c ]Synthesis of pyrrole-1,4(2 H ,5 H )-dione, 4 )

0 ℃에서 무수 CHCl3 (190 mL) 내의 화합물 3 (1.0 g, 1.906 mmol)의 서스펜션에 아르곤 하에서 NBS (339 mg, 1.906 mmol)를 첨가하였다. 반응 용액은 빛을 차단한 상태에서 교반하면서 0 ℃에서 RT까지 천천히 온도를 올리고 밤새 교반하였다. 생성 용액은 CHCl3 및 H2O으로 워크업하였다. 유기층을 수집하고 회전증발농축기로 용매를 증발시켜 농축하였다. 잔류 크루드 생성물은, 용리액으로 Hex/CHCl3- (3:1 = v/v) 혼합물을 사용하여 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 갈색 고체의 화합물 4 (560 mg, 49%)를 획득하였다. 1H NMR (400 MHz, CDCl) δ (ppm): 8.90 (d, 1H), 8.62 (d, 1H), 7.64 (d, 1H), 7.26 (d, 1H), 7.23 (d, 1H), 4.02-3.94 (m, 4H), 1.84 (m, 2H), 1.31-1.25 (m, 16H), 0.87 (m, 12H). To a suspension of compound 3 (1.0 g, 1.906 mmol) in anhydrous CHCl 3 (190 mL) at 0 °C was added NBS (339 mg, 1.906 mmol) under argon. The reaction solution was slowly heated from 0 °C to RT while stirring while blocking the light and stirred overnight. The resulting solution was worked up with CHCl 3 and H 2 O. The organic layer was collected, and the solvent was evaporated with a rotary evaporator and concentrated. The residual crude product was purified by column chromatography using a mixture of Hex/CHCl 3- (3:1 = v / v ) as an eluent to obtain a brown solid compound 4 (560 mg, 49%). 1 H NMR (400 MHz, CDCl) δ (ppm): 8.90 (d, 1H), 8.62 (d, 1H), 7.64 (d, 1H), 7.26 (d, 1H), 7.23 (d, 1H), 4.02 -3.94 (m, 4H), 1.84 (m, 2H), 1.31-1.25 (m, 16H), 0.87 (m, 12H).

(4) 4-(5-(2,5-비스(2-에틸헥실)-3,6-디옥소-4-(티오펜-2-일)-2,3,5,6-테트라하이드로피롤로[3,4-c]피롤-1-일)티오펜-2-일)벤즈알데하이드 (4-(5-(2,5-bis(2-ethylhexyl)-3,6-dioxo-4-(thiophen-2-yl)-2,3,5,6-tetrahydropyrrolo[3,4-c]pyrrol-1-yl)thiophen-2-yl)benzaldehyde, 5a)의 합성 (4) 4-(5-(2,5-bis(2-ethylhexyl)-3,6-dioxo-4-(thiophen-2-yl)-2,3,5,6-tetrahydropy Rolo[3,4-c]pyrrol-1-yl)thiophen-2-yl)benzaldehyde (4-(5-(2,5-bis(2-ethylhexyl)-3,6-dioxo-4-( Synthesis of thiophen-2-yl)-2,3,5,6-tetrahydropyrrolo[3,4- c ]pyrrol-1-yl)thiophen-2-yl)benzaldehyde, 5a )

화합물 4 (400 mg, 0.663 mmol), 4-포르밀페닐브론산 (4-formylphenylboronic acid, 199 mg, 1.325 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (38 mg, 0.033 mmol)을 아르곤 하에서 50 mL 환저 플라스크 내에 첨가하였다. THF (22 mL) 및 2 M K2CO3 (1.3 mL)의 가스 제거 용액(degassed solution)을 혼합물에 첨가하였다. 반응 용액은 65 ℃에서 밤새 환류하였다. 생성된 용액은 CH2Cl2 및 H2O으로 워크업하였다. 유기층을 수집하고 회전증발농축기로 용매를 증발시켜 농축하였다. 잔류한 크루드 생성물은 용리액으로 CHCl3 혼합물을 사용하여 컬럼 크로마토그래피로 정제하고 진한 보라색 고체인 화합물5a (400 mg, 96%)를 획득하였다. 1H NMR (400 MHz, CDCl) δ (ppm): 10.04 (s, 1H), 8.94 (d, J = 4.0 Hz, 1H), 8.93 (dd, J = 3.6, 1.2 Hz, 1H), 7.95 (dd, J = 6.4, 2.0 Hz, 2H), 7.84 (dd, J = 6.4, 2.0 Hz, 2H), 7.66 (dd, J = 5.2, 1.2 Hz, 1H), 7.60 (d, J = 4.0 Hz, 1H), 7.29 (t, J = 5.2 Hz, 1H), 4.06 (m, 4H), 1.90 (m, 2H), 1.38-1.25 (m, 16H), 0.92-0.83 (m, 12H).Compound 4 (400 mg, 0.663 mmol), 4-formylphenylboronic acid, 199 mg, 1.325 mmol) and Pd(PPh 3 ) 4 (38 mg, 0.033 mmol) in a 50 mL round bottom flask under argon Added in. A degassed solution of THF (22 mL) and 2 MK 2 CO 3 (1.3 mL) was added to the mixture. The reaction solution was refluxed at 65°C overnight. The resulting solution was worked up with CH 2 Cl 2 and H 2 O. The organic layer was collected, and the solvent was evaporated with a rotary evaporator and concentrated. The remaining crude product was purified by column chromatography using a mixture of CHCl 3 as an eluent to obtain compound 5a (400 mg, 96%) as a dark purple solid. 1 H NMR (400 MHz, CDCl) δ (ppm): 10.04 (s, 1H), 8.94 (d, J = 4.0 Hz, 1H), 8.93 (dd, J = 3.6, 1.2 Hz, 1H), 7.95 (dd , J = 6.4, 2.0 Hz, 2H), 7.84 (dd, J = 6.4, 2.0 Hz, 2H), 7.66 (dd, J = 5.2, 1.2 Hz, 1H), 7.60 (d, J = 4.0 Hz, 1H) , 7.29 (t, J = 5.2 Hz, 1H), 4.06 (m, 4H), 1.90 (m, 2H), 1.38-1.25 (m, 16H), 0.92-0.83 (m, 12H).

(5) 4-(5-(2,5-비스(2-에틸헥실)-3,6-디옥소-4-(피오펜-2-일)-2,3,5,6-테트라하이드로피롤로[3,4-c]피롤-1-일)티오펜-2-일)-3-메틸벤즈알데히드 (4-(5-(2,5-bis(2-ethylhexyl)-3,6-dioxo-4-(thiophen-2-yl)-2,3,5,6-tetrahydropyrrolo[3,4-c]pyrrol-1-yl)thiophen-2-yl)-3-methylbenzaldehyde, 5b)의 합성 (5) 4-(5-(2,5-bis(2-ethylhexyl)-3,6-dioxo-4-(piopen-2-yl)-2,3,5,6-tetrahydropy Lolo[3,4-c]pyrrol-1-yl)thiophen-2-yl)-3-methylbenzaldehyde (4-(5-(2,5-bis(2-ethylhexyl)-3,6-dioxo- Synthesis of 4-(thiophen-2-yl)-2,3,5,6-tetrahydropyrrolo[3,4- c ]pyrrol-1-yl)thiophen-2-yl)-3-methylbenzaldehyde , 5b )

화합물 4 (500 mg, 0.828 mmol), 4-포르밀-2-메틸페닐브론산 (4-formyl-2-methylphenylboronic acid, 272 mg, 1.657 mmol) 및 Pd(PPh3)4 (48 mg, 0.041 mmol)를 아르곤 하에서 50 mL 환저 플라스크 내에 첨가하였다. THF (25 mL) 및 2 M K2CO3 (1.7 mL)의 가스 제거 용액을 혼합물에 첨가하였다. 반응 혼합물을 65 ℃에서 밤새 환류하였다. 생성된 용액을 CH2Cl2 및 H2O으로 워크업하였다. 유기층을 수집하고 회전증발농축기로 용매를 제거하고 농축하였다. 잔류한 크루드 생성물은 용리액으로 CHCl3 혼합물을 사용하여 컬럼 크로마토그래피로 정제하고, 진한 보라색 고체의 화합물 5b (444 mg, 83%)를 획득하였다. 1H NMR (400 MHz, CDCl) δ (ppm): 10.04 (s, 1H), 8.96 (d, J = 4.0 Hz, 1H), 8.93 (dd, J = 3.6, 1.2 Hz, 1H), 7.82 (bs, 1H), 7.78 (dd, J =8.0, 1.2 Hz, 1H), 7.65 (dd, J = 5.2, 1.2 Hz, 2H), 7.36 (d, J = 4.0 Hz, 1H), 7.29 (t, J = 5.2 Hz, 1H), 4.05 (m, 4H), 2.60 (s, 3H), 1.92-1.85 (m, 2H), 1.38-1.25 (m, 16H), 0.92-0.83 (m, 12H). 13C NMR (100 MHz, CDCl) δ (ppm): 191.72, 161.77, 161.68, 146.73, 140.68, 139.73, 138.78, 136.93, 135.90, 135.67, 135.52, 132.38, 130.79, 130.60, 129.77, 128.86, 128.50, 127.50, 108.40, 107.99, 45.95, 45.90, 39.29, 39.07, 30.27, 30.24, 30.20, 30.18, 29.69, 28.48, 28.33, 23.56, 23.51, 23.09, 23.06, 21.48, 14.05, 14.03, 10.49.Compound 4 (500 mg, 0.828 mmol), 4-formyl-2-methylphenylboronic acid (4-formyl-2-methylphenylboronic acid, 272 mg, 1.657 mmol) and Pd(PPh 3 ) 4 (48 mg, 0.041 mmol) Was added into a 50 mL round bottom flask under argon. A degassing solution of THF (25 mL) and 2 MK 2 CO 3 (1.7 mL) was added to the mixture. The reaction mixture was refluxed at 65° C. overnight. The resulting solution was worked up with CH 2 Cl 2 and H 2 O. The organic layer was collected, the solvent was removed with a rotary evaporator, and concentrated. The remaining crude product was purified by column chromatography using a mixture of CHCl 3 as an eluent to obtain compound 5b (444 mg, 83%) as a dark purple solid. 1 H NMR (400 MHz, CDCl) δ (ppm): 10.04 (s, 1H), 8.96 (d, J = 4.0 Hz, 1H), 8.93 (dd, J = 3.6, 1.2 Hz, 1H), 7.82 (bs , 1H), 7.78 (dd, J =8.0, 1.2 Hz, 1H), 7.65 (dd, J = 5.2, 1.2 Hz, 2H), 7.36 (d, J = 4.0 Hz, 1H), 7.29 (t, J = 5.2 Hz, 1H), 4.05 (m, 4H), 2.60 (s, 3H), 1.92-1.85 (m, 2H), 1.38-1.25 (m, 16H), 0.92-0.83 (m, 12H). 13 C NMR (100 MHz, CDCl) δ (ppm): 191.72, 161.77, 161.68, 146.73, 140.68, 139.73, 138.78, 136.93, 135.90, 135.67, 135.52, 132.38, 130.79, 130.60, 129.77, 128.86, 128.50, 127.50 108.40, 107.99, 45.95, 45.90, 39.29, 39.07, 30.27, 30.24, 30.20, 30.18, 29.69, 28.48, 28.33, 23.56, 23.51, 23.09, 23.06, 21.48, 14.05, 14.03, 10.49.

(6) 4-(5-(2,5-비스(2-에틸헥실)-3,6-디옥소-4-(티오펜-2-일)-2,3,5,6-테트라하이드로피롤로[3,4-c]피롤-1-일)피오펜-2-일)-3,5-디메틸벤즈알데하이드(4-(5-(2,5-bis(2-ethylhexyl)-3,6-dioxo-4-(thiophen-2-yl)-2,3,5,6-tetrahydropyrrolo[3,4-c]pyrrol-1-yl)thiophen-2-yl)-3,5-dimethylbenzaldehyde, 5c)의 합성 (6) 4-(5-(2,5-bis(2-ethylhexyl)-3,6-dioxo-4-(thiophen-2-yl)-2,3,5,6-tetrahydropy Rolo[3,4- c ]pyrrol-1-yl)piopen-2-yl)-3,5-dimethylbenzaldehyde(4-(5-(2,5-bis(2-ethylhexyl)-3,6 -dioxo-4-(thiophen-2-yl)-2,3,5,6-tetrahydropyrrolo[3,4- c ]pyrrol-1-yl)thiophen-2-yl)-3,5-dimethylbenzaldehyde, 5c ) Synthesis of

화합물 4 (1.5 g, 2.485 mmol), 4-포르밀-2,6-디메틸페닐브론산(4-formyl-2,6-dimethylphenylboronic acid, 530 mg, 2.982 mmol), Pd2(dba)3 (68 mg, 0.075 mmol), 및 X-Phos (71 mg, 0.149 mmol)을 아르곤 하에서 150 mL 환저 플라스크 내에 첨가하였다. THF (40 mL) 및 2 M K3PO4 (5.0 mL)의 가스 제거 용액을 혼합물에 첨가하였다. 반응 혼합물은 75 ℃에서 밤새 환류하였다. 생성된 용액은 CH2Cl2 및 H2O으로 워크업하였다. 유기층을 수집하고 회전증발농축기로 용매를 제거하고 농축하였다. 잔류한 크루드 생성물을 용리액으로 CHCl3 혼합물을 이용하여 컬럼 크로마토그래피로 정제하고 진한 보라색 고체의 화합물 5c (1.5 g, 98%)를 획득하였다. 1H NMR (400 MHz, CDCl) δ (ppm): 10.01 (s, 1H), 8.99 (d, J = 3.6 Hz, 1H), 8.91 (dd, J = 3.6, 0.8 Hz, 1H), 7.65 (bs, 1H), 7.64 (dd, J = 5.2, 0.8 Hz, 2H), 7.28 (t, J = 5.2 Hz, 1H), 7.04 (d, J = 3.6 Hz, 1H), 4.03 (m, 4H), 2.28 (s, 6H), 1.98-1.88 (m, 2H), 1.37-1.25 (m, 16H), 0.91-0.81 (m, 12H). 13C NMR (100 MHz, CDCl) δ (ppm): 192.15, 161.76, 161.67, 154.44, 140.47, 139.96, 139.33, 138.96, 136.26, 135.90, 135.35, 130.63, 130.59, 129.79, 128.62, 128.44, 128.25, 108.03, 107.95, 45.92, 45.89, 39.21, 39.05, 30.18, 30.12, 30.09, 28.35, 28.33, 23.52, 23.40, 23.04, 22.99, 20.86, 14.00, 13.96, 10.47, 10.39. Compound 4 (1.5 g, 2.485 mmol), 4-formyl-2,6-dimethylphenylboronic acid, 530 mg, 2.982 mmol), Pd 2 (dba) 3 (68 mg, 0.075 mmol), and X-Phos (71 mg, 0.149 mmol) were added in a 150 mL round bottom flask under argon. A degassing solution of THF (40 mL) and 2 MK 3 PO 4 (5.0 mL) was added to the mixture. The reaction mixture was refluxed at 75° C. overnight. The resulting solution was worked up with CH 2 Cl 2 and H 2 O. The organic layer was collected, the solvent was removed with a rotary evaporator, and concentrated. The remaining crude product was purified by column chromatography using a mixture of CHCl 3 as an eluent to obtain compound 5c (1.5 g, 98%) as a dark purple solid. 1 H NMR (400 MHz, CDCl) δ (ppm): 10.01 (s, 1H), 8.99 (d, J = 3.6 Hz, 1H), 8.91 (dd, J = 3.6, 0.8 Hz, 1H), 7.65 (bs , 1H), 7.64 (dd, J = 5.2, 0.8 Hz, 2H), 7.28 (t, J = 5.2 Hz, 1H), 7.04 (d, J = 3.6 Hz, 1H), 4.03 (m, 4H), 2.28 (s, 6H), 1.98-1.88 (m, 2H), 1.37-1.25 (m, 16H), 0.91-0.81 (m, 12H). 13 C NMR (100 MHz, CDCl) δ (ppm): 192.15, 161.76, 161.67, 154.44, 140.47, 139.96, 139.33, 138.96, 136.26, 135.90, 135.35, 130.63, 130.59, 129.79, 128.62, 128.44, 128.25, 108. 107.95, 45.92, 45.89, 39.21, 39.05, 30.18, 30.12, 30.09, 28.35, 28.33, 23.52, 23.40, 23.04, 22.99, 20.86, 14.00, 13.96, 10.47, 10.39.

(7) 4-(5-(4-(5-브로모티오펜-2-일)-2,5-비스(2-에틸헥실)-3,6-디옥소-2,3,5,6-테트라하이드로피롤로[3,4-c]피롤-1-일)티오펜-2-일)벤즈알데하이드(4-(5-(4-(5-bromothiophen-2-yl)-2,5-bis(2-ethylhexyl)-3,6-dioxo-2,3,5,6-tetrahydropyrrolo[3,4-c]pyrrol-1-yl)thiophen-2-yl)benzaldehyde, 6a)의 합성 (7) 4-(5-(4-(5-bromothiophen-2-yl)-2,5-bis(2-ethylhexyl)-3,6-dioxo-2,3,5,6- Tetrahydropyrrolo[3,4- c ]pyrrol-1-yl)thiophen-2-yl)benzaldehyde(4-(5-(4-(5-bromothiophen-2-yl)-2,5-bis Synthesis of (2-ethylhexyl)-3,6-dioxo-2,3,5,6-tetrahydropyrrolo[3,4- c ]pyrrol-1-yl)thiophen-2-yl)benzaldehyde, 6a )

25 ℃에서 무수 CHCl3 (30 mL) 내의 화합물 5a (400 g, 0.636 mmol)의 서스펜션에 아르곤 하에서 NBS (125 mg, 0.700 mmol)을 첨가하였다. 반응 혼합물은 빛이 차단된 상태에서 25 ℃에서 5 시간 동안 교반하였다. 생성된 용액은 CHCl3 및 H2O으로 워크업하였다. 유기층을 수집하고 회전증발농축기로 용매를 제거하고 농축하였다. 잔류한 크루드 생성물을 용리액으로 CHCl3 혼합물을 이용하여 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 보라색 고체로 화합물 6a (380 mg, 84%)를 획득하였다. 1H NMR (400 MHz, CDCl) δ (ppm): 10.04 (s, 1H), 8.94 (d, J = 4.0 Hz, 1H), 8.68 (d, J = 4.0, 1H), 7.94 (dd, J = 6.8, 2.0 Hz, 2H), 7.83 (dd, J = 6.4, 1.2 Hz, 2H), 7.60 (d, J = 4.4 Hz, 1H), 7.24 (d, J = 4.4 Hz, 1H), 4.08-3.95 (m, 4H), 1.90 (m, 2H), 1.38-1.25 (m, 16H), 0.93-0.85 (m, 12H).To a suspension of compound 5a (400 g, 0.636 mmol) in anhydrous CHCl 3 (30 mL) at 25° C. was added NBS (125 mg, 0.700 mmol) under argon. The reaction mixture was stirred at 25° C. for 5 hours while the light was blocked. The resulting solution was worked up with CHCl 3 and H 2 O. The organic layer was collected, the solvent was removed with a rotary evaporator, and concentrated. The remaining crude product was purified by column chromatography using a mixture of CHCl 3 as an eluent to obtain compound 6a (380 mg, 84%) as a purple solid. 1 H NMR (400 MHz, CDCl) δ (ppm): 10.04 (s, 1H), 8.94 (d, J = 4.0 Hz, 1H), 8.68 (d, J = 4.0, 1H), 7.94 (dd, J = 6.8, 2.0 Hz, 2H), 7.83 (dd, J = 6.4, 1.2 Hz, 2H), 7.60 (d, J = 4.4 Hz, 1H), 7.24 (d, J = 4.4 Hz, 1H), 4.08-3.95 ( m, 4H), 1.90 (m, 2H), 1.38-1.25 (m, 16H), 0.93-0.85 (m, 12H).

(8) 4-(5-(4-(5-브로모티오펜-2-일)-2,5-비스(2-에틸헥실)-3,6-디옥소-2,3,5,6-테트라하이드로피롤로[3,4-c]피롤-1-일)티오펜-2-일)-3-메틸벤즈알데하이드(4-(5-(4-(5-bromothiophen-2-yl)-2,5-bis(2-ethylhexyl)-3,6-dioxo-2,3,5,6-tetrahydropyrrolo[3,4-c]pyrrol-1-yl)thiophen-2-yl)-3-methylbenzaldehyde, 6b)의 합성 (8) 4-(5-(4-(5-bromothiophen-2-yl)-2,5-bis(2-ethylhexyl)-3,6-dioxo-2,3,5,6- Tetrahydropyrrolo[3,4- c ]pyrrol-1-yl)thiophen-2-yl)-3-methylbenzaldehyde (4-(5-(4-(5-bromothiophen-2-yl)-2 ,5-bis(2-ethylhexyl)-3,6-dioxo-2,3,5,6-tetrahydropyrrolo[3,4- c ]pyrrol-1-yl)thiophen-2-yl)-3-methylbenzaldehyde, 6b ) Synthesis

무수 CHCl3 (30 mL) 내의 화합물 5b (417 g, 0.649 mmol)의 서스펜션에 25 ℃에서 아르곤 하에서 NBS (127 mg, 0.713 mmol)를 첨가하였다. 반응 혼합물은 빛을 차단한 상태에서 25 ℃에서 5 시간 동안 교반하였다. 생성된 용액은 CHCl3 및 H2O으로 워크업하였다. 유기층을 수집하고 회전증발농축기로 용매를 제거하고 농축하였다. 잔류한 크루드 생성물은 용리액으로 CHCl3 혼합물을 이용하여 컬럼 크로마토그래피로 정제하고 보라색 고체로 화합물 6b (350 mg, 75%)를 획득하였다. 1H NMR (400 MHz, CDCl) δ (ppm): 10.03 (s, 1H), 8.95 (bs, 1H), 8.65 (bs, 1H), 7.81 (bs, 1H), 7.77 (d, J = 6.8 Hz, 1H), 7.64 (d, J = 7.6 Hz, 1H), 7.35 (d, J = 3.6 Hz, 1H), 7.23 (d, J = 3.2 Hz, 1H), 4.04-3.93 (m, 4H), 2.59 (s, 3H), 1.90 (m, 2H), 1.37-1.25 (m, 16H), 0.91-0.85 (m, 12H). 13C NMR (100 MHz, CDCl) δ (ppm): 191.64, 161.47, 146.71, 140.16, 139.73, 138.66, 136.88, 136.57, 135.91, 135.36, 132.37, 132.15, 131.38, 131.21, 130.72, 129.45, 128.88, 127.46, 127.37, 108.17, 45.96, 39.24, 39.06, 30.21, 30.19, 30.10, 28.43, 28.26, 23.51, 23.05, 23.00, 21.47, 14.02, 14.00, 10.44. To a suspension of compound 5b (417 g, 0.649 mmol) in anhydrous CHCl 3 (30 mL) was added NBS (127 mg, 0.713 mmol) under argon at 25°C. The reaction mixture was stirred at 25° C. for 5 hours while blocking the light. The resulting solution was worked up with CHCl 3 and H 2 O. The organic layer was collected, the solvent was removed with a rotary evaporator, and concentrated. The remaining crude product was purified by column chromatography using a mixture of CHCl 3 as an eluent, and compound 6b (350 mg, 75%) was obtained as a purple solid. 1 H NMR (400 MHz, CDCl) δ (ppm): 10.03 (s, 1H), 8.95 (bs, 1H), 8.65 (bs, 1H), 7.81 (bs, 1H), 7.77 (d, J = 6.8 Hz , 1H), 7.64 (d, J = 7.6 Hz, 1H), 7.35 (d, J = 3.6 Hz, 1H), 7.23 (d, J = 3.2 Hz, 1H), 4.04-3.93 (m, 4H), 2.59 (s, 3H), 1.90 (m, 2H), 1.37-1.25 (m, 16H), 0.91-0.85 (m, 12H). 13 C NMR (100 MHz, CDCl) δ (ppm): 191.64, 161.47, 146.71, 140.16, 139.73, 138.66, 136.88, 136.57, 135.91, 135.36, 132.37, 132.15, 131.38, 131.21, 130.72, 129.45, 128.88, 127. 127.37, 108.17, 45.96, 39.24, 39.06, 30.21, 30.19, 30.10, 28.43, 28.26, 23.51, 23.05, 23.00, 21.47, 14.02, 14.00, 10.44.

(9) 4-(5-(4-(5-bromothiophen-2-yl)-2,5-bis(2-ethylhexyl)-3,6-dioxo-2,3,5,6-tetrahydropyrrolo[3,4-c]pyrrol-1-yl)thiophen-2-yl)-3,5-dimethylbenzaldehyde (6c)의 합성(9) 4-(5-(4-(5-bromothiophen-2-yl)-2,5-bis(2-ethylhexyl)-3,6-dioxo-2,3,5,6-tetrahydropyrrolo[3, Synthesis of 4- c ]pyrrol-1-yl)thiophen-2-yl)-3,5-dimethylbenzaldehyde ( 6c )

25 ℃에서 anhydrous CHCl3 (30 mL) 내의 화합물 5c (1.06 g, 1.614 mmol)의 서스펜션에 아르곤 하에서 NBS (316 mg, 1.775 mmol)을 첨가하였다. 반응 혼합물은 빛을 차단한 상태에서 25 ℃에서 5 시간 동안 교반하였다. 생성된 용액은 CHCl3 및 H2O으로 워크업하였다. 유기층을 수집하고 회전증발농축기로 용매를 제거하고 농축하였다. 잔류한 크루드 생성물은 용리액으로 CHCl3 혼합물을 사용하여 컬럼 크로마토그래피로 정제하고 보라색 고체로 화합물 6c (880 mg, 74%)를 획득하였다. 1H NMR (400 MHz, CDCl) δ (ppm): 10.01 (s, 1H), 9.00 (d, J = 4.0 Hz, 1H), 8.65 (d, J = 4.4 Hz, 1H), 7.65 (s, 2H), 7.24 (d, J = 4.0 Hz, 1H), 7.04 (d, J = 4.0 Hz, 1H), 4.01-3.94 (m, 4H), 2.27 (s, 6H), 1.88-1.85 (m, 2H), 1.37-1.22 (m, 16H), 0.92-0.81 (m, 12H). 13C NMR (100 MHz, CDCl) δ (ppm): 192.15, 161.61, 161.53, 145.82, 140.44, 139.32, 139.01, 138.89, 136.31, 136.20, 135.20, 131.43, 131.22, 130.51, 128.64, 128.35, 118.77, 108.20, 107.92, 46.00, 39.21, 39.11, 30.17, 30.12, 29.69, 29.10, 28.35, 28.32, 23.56, 23.40, 23.03, 23.01, 20.86, 14.02, 13.98, 10.48, 10.39. To a suspension of compound 5c (1.06 g, 1.614 mmol) in anhydrous CHCl 3 (30 mL) at 25° C. was added NBS (316 mg, 1.775 mmol) under argon. The reaction mixture was stirred at 25° C. for 5 hours while blocking the light. The resulting solution was worked up with CHCl 3 and H 2 O. The organic layer was collected, the solvent was removed with a rotary evaporator, and concentrated. The remaining crude product was purified by column chromatography using a CHCl3 mixture as an eluent, and compound 6c (880 mg, 74%) was obtained as a purple solid. 1 H NMR (400 MHz, CDCl) δ (ppm): 10.01 (s, 1H), 9.00 (d, J = 4.0 Hz, 1H), 8.65 (d, J = 4.4 Hz, 1H), 7.65 (s, 2H ), 7.24 (d, J = 4.0 Hz, 1H), 7.04 (d, J = 4.0 Hz, 1H), 4.01-3.94 (m, 4H), 2.27 (s, 6H), 1.88-1.85 (m, 2H) , 1.37-1.22 (m, 16H), 0.92-0.81 (m, 12H). 13 C NMR (100 MHz, CDCl) δ (ppm): 192.15, 161.61, 161.53, 145.82, 140.44, 139.32, 139.01, 138.89, 136.31, 136.20, 135.20, 131.43, 131.22, 130.51, 128.64, 128.35, 118.77, 108.20 107.92, 46.00, 39.21, 39.11, 30.17, 30.12, 29.69, 29.10, 28.35, 28.32, 23.56, 23.40, 23.03, 23.01, 20.86, 14.02, 13.98, 10.48, 10.39.

(10) 4-(5-(4-(5-(4-(4-(2,2-디페닐비닐)페닐)-1,2,3,3a,4,8b-헥사하이드로사이클로펜타 [b]인돌-7-일)티오펜-2-일)-2,5-비스(2-에틸헥실)-3,6-디옥소-2,3,5,6-테트라하이드로피롤로[3,4-c]피롤-1-일)티오펜-2-일)벤즈알데하이드(4-(5-(4-(5-(4-(4-(2,2-diphenylvinyl)phenyl)-1,2,3,3a,4,8b-hexahydrocyclopenta[b]indol-7-yl)thiophen-2-yl)-2,5-bis(2-ethylhexyl)-3,6-dioxo-2,3,5,6-tetrahydropyrrolo[3,4-c]pyrrol-1-yl)thiophen-2-yl)benzaldehyde, 7a)의 합성(10) 4-(5-(4-(5-(4-(4-(2,2-diphenylvinyl)phenyl)-1,2,3,3a,4,8b-hexahydrocyclopenta [ b ]Indol-7-yl)thiophen-2-yl)-2,5-bis(2-ethylhexyl)-3,6-dioxo-2,3,5,6-tetrahydropyrrolo[3,4 -c ]pyrrol-1-yl)thiophen-2-yl)benzaldehyde (4-(5-(4-(5-(4-(4-(2,2-diphenylvinyl)phenyl)-1,2, 3,3a,4,8b-hexahydrocyclopenta[ b ]indol-7-yl)thiophen-2-yl)-2,5-bis(2-ethylhexyl)-3,6-dioxo-2,3,5,6- Synthesis of tetrahydropyrrolo[3,4- c ]pyrrol-1-yl)thiophen-2-yl)benzaldehyde , 7a )

화합물 6a (200 mg, 0.283 mmol), 화합물 D1 (258 mg, 0.565 mmol), Pd2(dba)3 (13 mg, 0.014 mmol) X-Phos (13 mg, 0.028 mmol) 및 K3PO4 (180 mg, 0.848 mmol)을 아르곤 하에서 100 mL 환저 플라스크 내에 첨가하였다. 톨루엔 (18 mL), tert-아밀-알콜 (3.0 mL) 및 H2O (2.0 mL)의 가스 제거 용액을 혼합물에 첨가하였다. 반응 혼합물은 70 ℃에서 밤새 환류하였다. 생성된 용액은 CHCl3 및 H2O으로 잔류한 크루드 생성물은 용리액으로 CHCl3 혼합물을 사용하여 컬럼 크로마토그래피으로 정제하고, CH2Cl2 및 MeOH으로 트리튜레이션한 이후에 진한 보라색 고체의 화합물 7a (260 mg, 88%)를 획득하였다. 1H NMR (400 MHz, CDCl) δ (ppm): 10.00 (s, 1H), 9.07 (dt, J = 4.4, 1.2 Hz, 1H), 8.88 (d, J = 4.0 Hz, 1H), 7.91 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 7.80 (d, J = 3.2 Hz, 2H), 7.56 (d, J = 4.0 Hz, 1H), 7.42-7.34 (m, 5H), 7.34-7.26 (m, 8H), 7.03 (q, J = 8.0 Hz, 4H), 6.96 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 6.94 (s, 1H), 4.76 (m, 1H), 4.07 (m, 4H), 3.82 (m, 1H), 2.12-2.03 (m, 2H), 1.92-1.65 (m, 6H), 1.42-1.26 (m, 16H), 0.94-0.86 (m, 12H). 13C NMR (100 MHz, CDCl) δ (ppm): 191.18, 161.93, 161.31, 152.10, 147.83, 146.30, 143.47, 141.27, 140.89, 140.69, 140.65, 138.81, 138.22, 137.50, 136.28, 135.74, 135.69, 131.02, 130.50, 130.45, 130.33, 128.78, 128.17, 127.48, 127.35, 127.26, 126.14, 126.06, 125.94, 123.87, 122.46, 122.39, 118.46, 118.44, 109.12, 108.50, 107.28, 68.91, 45.95, 45.08, 39.30, 39.18, 34.88, 33.73, 30.90, 30.36, 28.60, 24.35, 23.69, 23.13, 23.09, 14.08, 10.60, 10.54.Compound 6a (200 mg, 0.283 mmol), Compound D1 (258 mg, 0.565 mmol), Pd 2 (dba) 3 (13 mg, 0.014 mmol) X-Phos (13 mg, 0.028 mmol) and K 3 PO 4 (180 mg, 0.848 mmol) was added into a 100 mL round bottom flask under argon. A degassing solution of toluene (18 mL), tert-amyl-alcohol (3.0 mL) and H 2 O (2.0 mL) was added to the mixture. The reaction mixture was refluxed at 70° C. overnight. The resulting solution was purified by column chromatography using a mixture of CHCl 3 as an eluent, and the crude product remaining in CHCl 3 and H 2 O was triturated with CH 2 Cl 2 and MeOH, and then a dark purple solid compound. 7a (260 mg, 88%) was obtained. 1 H NMR (400 MHz, CDCl) δ (ppm): 10.00 (s, 1H), 9.07 (dt, J = 4.4, 1.2 Hz, 1H), 8.88 (d, J = 4.0 Hz, 1H), 7.91 (d , J = 8.4 Hz, 2H), 7.80 (d, J = 3.2 Hz, 2H), 7.56 (d, J = 4.0 Hz, 1H), 7.42-7.34 (m, 5H), 7.34-7.26 (m, 8H) , 7.03 (q, J = 8.0 Hz, 4H), 6.96 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 6.94 (s, 1H), 4.76 (m, 1H), 4.07 (m, 4H), 3.82 (m, 1H), 2.12-2.03 (m, 2H), 1.92-1.65 (m, 6H), 1.42-1.26 (m, 16H), 0.94-0.86 (m, 12H). 13 C NMR (100 MHz, CDCl) δ (ppm): 191.18, 161.93, 161.31, 152.10, 147.83, 146.30, 143.47, 141.27, 140.89, 140.69, 140.65, 138.81, 138.22, 137.50, 136.28, 131.02, 135.69 130.50, 130.45, 130.33, 128.78, 128.17, 127.48, 127.35, 127.26, 126.14, 126.06, 125.94, 123.87, 122.46, 122.39, 118.46, 118.44, 109.12, 108.50, 107.28, 68.91, 3988,95, 45.08 33.73, 30.90, 30.36, 28.60, 24.35, 23.69, 23.13, 23.09, 14.08, 10.60, 10.54.

(11) 4-(5-(4-(5-(4-(4-(2,2-디페닐비닐)페닐)-1,2,3,3a,4,8b-헥사하이드로사이클로펜타 [b]인돌-7-일)티오펜-2-일)-2,5-비스(2-에틸헥실)-3,6-디옥소-2,3,5,6-테트라하이드로피롤로[3,4-c]피롤-1-일)티오펜-2-일)-3-메틸벤즈알데하이드(4-(5-(4-(5-(4-(4-(2,2-diphenylvinyl)phenyl)-1,2,3,3a,4,8b-hexahydrocyclopenta[b]indol-7-yl)thiophen-2-yl)-2,5-bis(2-ethylhexyl)-3,6-dioxo-2,3,5,6-tetrahydropyrrolo[3,4-c]pyrrol-1-yl)thiophen-2-yl)-3-methylbenzaldehyde, 7b)의 합성 (11) 4-(5-(4-(5-(4-(4-(2,2-diphenylvinyl)phenyl)-1,2,3,3a,4,8b-hexahydrocyclopenta [ b ]Indol-7-yl)thiophen-2-yl)-2,5-bis(2-ethylhexyl)-3,6-dioxo-2,3,5,6-tetrahydropyrrolo[3,4 -c ]pyrrol-1-yl)thiophen-2-yl)-3-methylbenzaldehyde (4-(5-(4-(5-(4-(4-(2,2-diphenylvinyl)phenyl))- 1,2,3,3a,4,8b-hexahydrocyclopenta[ b ]indol-7-yl)thiophen-2-yl)-2,5-bis(2-ethylhexyl)-3,6-dioxo-2,3, Synthesis of 5,6-tetrahydropyrrolo[3,4- c ]pyrrol-1-yl)thiophen-2-yl)-3-methylbenzaldehyde , 7b )

화합물 6b (350 mg, 0.485 mmol), 화합물 D1 (444 mg, 0.970 mmol), Pd2(dba)3 (22 mg, 0.024 mmol) X-Phos (23 mg, 0.048 mmol) 및 K3PO4 (308 mg, 1.455 mmol)을 아르곤 하에서 100 mL 환저 플라스크 내에 첨가하였다. 톨루엔 (24 mL), tert-아밀-알콜 (4.0 mL) 및 H2O (3.0 mL)의 가스 제거 용액을 혼합물에 첨가하였다. 반응 혼합물은 70 ℃에서 밤새 환류하였다. 생성된 용액은 CHCl3 및 H2O으로 워크업하였다. 유기층을 수집하고 회전증발농축기로 용매를 제거하고 농축하였다. 잔류한 크루드 생성물은 용리액으로 CHCl3 혼합물을 사용하여 컬럼 크로마토그래피로 정제하고, CH2Cl2 및 MeOH으로 트리튜레이션한 이후에 진한 보라색 고체의 화합물 7b (500 mg, 98%)를 획득하였다. 1H NMR (400 MHz, CDCl) δ (ppm): 10.03 (s, 1H), 9.06 (dt, J = 4.4, 1.2 Hz, 1H), 8.90 (d, J = 4.0 Hz, 1H), 7.82 (s, 1H), 7.77 (dd, J = 8.0, 1.2 Hz, 1H), 7.65 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 7.41-7.37 (m, 5H), 7.35-7.31 (m, 6H), 7.28-7.26 (m, 3H), 7.04 (q, J = 7.2 Hz, 4H), 6.97 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 6.94 (s, 1H), 4.78 (m, 1H), 4.08 (m, 4H), 3.85 (m, 1H), 2.60 (s, 3H), 2.12-2.03 (m, 2H), 1.93-1.66 (m, 6H), 1.42-1.25 (m, 16H), 0.94-0.86 (m, 12H). 13C NMR (100 MHz, CDCl) δ (ppm): 191.74, 162.07, 161.46, 152.00, 147.87, 145.98, 143.50, 141.23, 140.92, 140.78, 140.67, 138.95, 137.98, 136.88, 136.31, 135.80, 134.98, 132.38, 131.06, 130.97, 130.76, 130.47, 130.35, 128.80, 128.19, 127.50, 127.38, 127.28, 126.40, 125.98, 123.93, 122.54, 122.44, 118.52, 108.83, 108.52, 107.31, 68.98, 45.98, 45.13, 39.33, 33.78, 30.32, 28.62, 28.53, 24.38, 23.61, 23.10, 21.52, 14.11, 14.06, 10.56.Compound 6b (350 mg, 0.485 mmol), Compound D1 (444 mg, 0.970 mmol), Pd 2 (dba) 3 (22 mg, 0.024 mmol) X-Phos (23 mg, 0.048 mmol) and K 3 PO 4 (308 mg, 1.455 mmol) was added into a 100 mL round bottom flask under argon. A degassing solution of toluene (24 mL), tert-amyl-alcohol (4.0 mL) and H 2 O (3.0 mL) was added to the mixture. The reaction mixture was refluxed at 70° C. overnight. The resulting solution was worked up with CHCl 3 and H 2 O. The organic layer was collected, the solvent was removed with a rotary evaporator, and concentrated. The remaining crude product was purified by column chromatography using a mixture of CHCl 3 as an eluent, and after trituration with CH 2 Cl 2 and MeOH, compound 7b (500 mg, 98%) as a dark purple solid was obtained. . 1 H NMR (400 MHz, CDCl) δ (ppm): 10.03 (s, 1H), 9.06 (dt, J = 4.4, 1.2 Hz, 1H), 8.90 (d, J = 4.0 Hz, 1H), 7.82 (s , 1H), 7.77 (dd, J = 8.0, 1.2 Hz, 1H), 7.65 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 7.41-7.37 (m, 5H), 7.35-7.31 (m, 6H), 7.28- 7.26 (m, 3H), 7.04 (q, J = 7.2 Hz, 4H), 6.97 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 6.94 (s, 1H), 4.78 (m, 1H), 4.08 (m, 4H) ), 3.85 (m, 1H), 2.60 (s, 3H), 2.12-2.03 (m, 2H), 1.93-1.66 (m, 6H), 1.42-1.25 (m, 16H), 0.94-0.86 (m, 12H) ). 13 C NMR (100 MHz, CDCl) δ (ppm): 191.74, 162.07, 161.46, 152.00, 147.87, 145.98, 143.50, 141.23, 140.92, 140.78, 140.67, 138.95, 137.98, 136.88, 136.31, 135.80, 134.98, 132.38 131.06, 130.97, 130.76, 130.47, 130.35, 128.80, 128.19, 127.50, 127.38, 127.28, 126.40, 125.98, 123.93, 122.54, 122.44, 118.52, 108.83, 108.52, 107.31, 68.98, 45.98, 33.13, 30.32, 39.32 28.62, 28.53, 24.38, 23.61, 23.10, 21.52, 14.11, 14.06, 10.56.

(12) 4-(5-(4-(5-(4-(4-(2,2-디페닐비닐)페닐)-1,2,3,3a,4,8b-헥사하이드로사이클로펜타 [b]인돌-7-yl)티오펜-2-일)-2,5-비스(2-에틸헥실)-3,6-디옥소-2,3,5,6-테트라하이드로피롤로[3,4-c]피롤-1-일)티오펜-2-일)-3,5-디메틸벤즈알데하이드(4-(5-(4-(5-(4-(4-(2,2-diphenylvinyl)phenyl)-1,2,3,3a,4,8b-hexahydrocyclopenta[b]indol-7-yl)thiophen-2-yl)-2,5-bis(2-ethylhexyl)-3,6-dioxo-2,3,5,6-tetrahydropyrrolo[3,4-c]pyrrol-1-yl)thiophen-2-yl)-3,5-dimethylbenzaldehyde, 7c)의 합성 (12) 4-(5-(4-(5-(4-(4-(2,2-diphenylvinyl)phenyl)-1,2,3,3a,4,8b-hexahydrocyclopenta [ b ]Indole-7-yl)thiophen-2-yl)-2,5-bis(2-ethylhexyl)-3,6-dioxo-2,3,5,6-tetrahydropyrrolo[3,4 -c ]pyrrol-1-yl)thiophen-2-yl)-3,5-dimethylbenzaldehyde (4-(5-(4-(5-(4-(4-(2,2-diphenylvinyl)phenyl)phenyl)) )-1,2,3,3a,4,8b-hexahydrocyclopenta[ b ]indol-7-yl)thiophen-2-yl)-2,5-bis(2-ethylhexyl)-3,6-dioxo-2, Synthesis of 3,5,6-tetrahydropyrrolo[3,4- c ]pyrrol-1-yl)thiophen-2-yl)-3,5-dimethylbenzaldehyde, 7c )

화합물 6c (350 mg, 0.476 mmol), 화합물 D1 (326 mg, 0.714 mmol), Pd2(dba)3 (22 mg, 0.024 mmol) X-Phos (23 mg, 0.048 mmol) 및 K3PO4 (303 mg, 1.427 mmol)을 아르곤 하에서 100 mL 환저 플라스크 내에 첨가하였다. 톨루엔(25 mL), tert-아밀-알콜 (tert-amyl-alcohol, 2.5 mL) 및 H2O (1.5 mL)의 가스 제거 용액을 혼합물에 첨가하였다. 반응 혼합물은 70 ℃에서 밤새 환류하였다. 생성된 용액은 CHCl3 및 H2O으로 워크업하였다. 유기층을 수집하고 회전증발농축기로 용매를 제거하고 농축하였다. 잔류한 크루드 생성물은 용리액으로 CHCl3 혼합물을 사용하여 컬럼 크로마토그래피으로 정제하고, CH2Cl2 및 MeOH으로 트리튜레이션(trituration)한 이후에 진한 보라색 고체의 화합물 7c (320 mg, 63%)를 획득하였다. 1H NMR (400 MHz, CDCl) δ (ppm): 10.01 (s, 1H), 9.05 (d, J = 4.0 Hz, 1H), 8.94 (d, J = 3.6 Hz, 1H), 7.65 (s, 2H), 7.41-7.38 (m, 5H), 7.34-7.31 (m, 5H), 7.29-7.28 (m, 3H), 7.07-7.00 (m, 5H), 6.98 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 6.95 (s, 1H), 4.78 (m, 1H), 4.07 (m, 4H), 3.85 (m, 1H), 2.29 (s, 6H), 2.08-1.67 (m, 8H), 1.40-1.26 (m, 16H), 0.95-0.82 (m, 12H). Compound 6c (350 mg, 0.476 mmol), Compound D1 (326 mg, 0.714 mmol), Pd 2 (dba) 3 (22 mg, 0.024 mmol) X-Phos (23 mg, 0.048 mmol) and K 3 PO 4 (303 mg, 1.427 mmol) was added into a 100 mL round bottom flask under argon. Toluene (25 mL), tert- amyl-alcohol was added to the degassed solution of (tert -amyl-alcohol, 2.5 mL ) and H 2 O (1.5 mL) to the mixture. The reaction mixture was refluxed at 70° C. overnight. The resulting solution was worked up with CHCl 3 and H 2 O. The organic layer was collected, the solvent was removed with a rotary evaporator, and concentrated. The remaining crude product was purified by column chromatography using a mixture of CHCl 3 as an eluent, and after trituration with CH 2 Cl 2 and MeOH, compound 7c as a dark purple solid (320 mg, 63%) Was obtained. 1 H NMR (400 MHz, CDCl) δ (ppm): 10.01 (s, 1H), 9.05 (d, J = 4.0 Hz, 1H), 8.94 (d, J = 3.6 Hz, 1H), 7.65 (s, 2H ), 7.41-7.38 (m, 5H), 7.34-7.31 (m, 5H), 7.29-7.28 (m, 3H), 7.07-7.00 (m, 5H), 6.98 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 6.95 (s, 1H), 4.78 (m, 1H), 4.07 (m, 4H), 3.85 (m, 1H), 2.29 (s, 6H), 2.08-1.67 (m, 8H), 1.40-1.26 (m, 16H), 0.95-0.82 (m, 12H).

(13) 4-(5-(4-(5-(4-(비스(2',4'-비스(헥실옥시)비페닐-4-일)아미노)페닐)티오펜-2-일)-2,5-비스(2-에틸헥실)-3,6-디옥소-2,3,5,6-테트라하이드로피롤로[3,4-c]피롤-1-일)티오펜-2-일)-3,5-디메틸벤즈알데하이드(4-(5-(4-(5-(4-(bis(2',4'-bis(hexyloxy)biphenyl-4-yl)amino)phenyl)thiophen-2-yl)-2,5-bis(2-ethylhexyl)-3,6-dioxo-2,3,5,6-tetrahydropyrrolo[3,4-c]pyrrol-1-yl)thiophen-2-yl)-3,5-dimethylbenzaldehyde, 7d)의 합성(13) 4-(5-(4-(5-(4-(bis(2',4'-bis(hexyloxy)biphenyl-4-yl)amino)phenyl)thiophen-2-yl) -2,5-bis(2-ethylhexyl)-3,6-dioxo-2,3,5,6-tetrahydropyrrolo[3,4- c ]pyrrol-1-yl)thiophene-2- Days)-3,5-dimethylbenzaldehyde (4-(5-(4-(5-(4-(bis(2',4'-bis(hexyloxy)biphenyl-4-yl)amino)phenyl)thiophen- 2-yl)-2,5-bis(2-ethylhexyl)-3,6-dioxo-2,3,5,6-tetrahydropyrrolo[3,4- c ]pyrrol-1-yl)thiophen-2-yl) Synthesis of -3,5-dimethylbenzaldehyde, 7d )

화합물 6c (120 mg, 0.163 mmol), 화합물 D2 (181 mg, 1.96 mmol), Pd2(dba)3 (7.5 mg, 0.008 mmol) X-Phos (7.8 mg, 0.0163 mmol) 및 K3PO4 (104 mg, 0.489 mmol)을 아르곤 하에서 100 mL 환저 플라스크 내에 첨가하였다. 톨루엔 (15 mL), tert-아밀-알콜 (2.0 mL) 및 H2O (1.0 mL)의 가스 제거된 무수 용액(degassed anhydrous solution)을 혼합물에 첨가하였다. 반응 혼합물은 70 ℃에서 밤새 환류하였다. 생성된 용액은 CHCl3 및 H2O으로 워크업하였다. 유기층을 수집하고 회전증발농축기로 용매를 제거하고 농축하였다. 잔류한 크루드 생성물은 용리액으로 CHCl3 혼합물을 사용하여 컬럼 크로마토그래피로 정제하고, CHCl3 및 MeOH으로 트리튜레이션한 이후에 진한 보라색 젤의 화합물 7d (187 mg, 79%)를 획득하였다. R f = 0.49 (CHCl3, run two times). 1H NMR (400 MHz, DMSO) δ (ppm): 10.01 (s, 1H), 9.15 (d, J = 4.0 Hz, 1H), 9.06 (d, J = 4.0 Hz, 1H), 7.70 (s, 2H), 7.64 (d, J = 8.8 Hz, 2H), 7.56 (d, J = 4.4 Hz, 1H), 7.50 (d, J = 8.4 Hz, 4H), 7.22 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 7.19 (d, J = 4.0 Hz, 1H), 7.14 (d, J = 8.8 Hz, 4H), 7.09 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 6.61 (d, J = 2.4 Hz, 2H), 6.55 (dd, J = 8.8, 2.4 Hz, 2H), 3.99 (m, 12H), 2.30 (s, 6H), 1.98-1.89 (m, 2H), 1.80-1.68 (m, 8H), 1.50-1.20 (m, 40H), 0.92-0.79 (m, 24H). 13C NMR (100 MHz, DMSO) δ (ppm): 192.73, 162.21, 161.79, 160.82, 157.94, 151.18, 149.66, 145.93, 145.84, 141.02, 140.09, 139.53, 139.11, 138.42, 137.66, 136.22, 135.30, 131.69, 131.57, 131.29, 129.38, 129.27, 128.34, 127.78, 126.90, 125.26, 124.28, 123.24, 123.06, 109.02, 108.22, 106.62, 101.05, 68.97, 68.62, 46.35, 46.31, 40.10, 32.40, 32.26, 30.10, 29.93, 29.84, 26.58, 26.55, 24.35, 24.12, 23.77, 23.67, 23.33, 21.04, 14.43, 14.40, 14.36, 14.30, 10.85, 10.74.Compound 6c (120 mg, 0.163 mmol), Compound D2 (181 mg, 1.96 mmol), Pd 2 (dba) 3 (7.5 mg, 0.008 mmol) X-Phos (7.8 mg, 0.0163 mmol) and K 3 PO 4 (104 mg, 0.489 mmol) was added into a 100 mL round bottom flask under argon. A degassed anhydrous solution of toluene (15 mL), tert- amyl-alcohol (2.0 mL) and H 2 O (1.0 mL) was added to the mixture. The reaction mixture was refluxed at 70° C. overnight. The resulting solution was worked up with CHCl 3 and H 2 O. The organic layer was collected, the solvent was removed with a rotary evaporator, and concentrated. The remaining crude product was purified by column chromatography using a mixture of CHCl 3 as an eluent, and triturated with CHCl 3 and MeOH to obtain a dark purple gel compound 7d (187 mg, 79%). R f = 0.49 (CHCl 3 , run two times). 1 H NMR (400 MHz, DMSO) δ (ppm): 10.01 (s, 1H), 9.15 (d, J = 4.0 Hz, 1H), 9.06 (d, J = 4.0 Hz, 1H), 7.70 (s, 2H ), 7.64 (d, J = 8.8 Hz, 2H), 7.56 (d, J = 4.4 Hz, 1H), 7.50 (d, J = 8.4 Hz, 4H), 7.22 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 7.19 (d, J = 4.0 Hz, 1H), 7.14 (d, J = 8.8 Hz, 4H), 7.09 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 6.61 (d, J = 2.4 Hz, 2H), 6.55 ( dd, J = 8.8, 2.4 Hz, 2H), 3.99 (m, 12H), 2.30 (s, 6H), 1.98-1.89 (m, 2H), 1.80-1.68 (m, 8H), 1.50-1.20 (m, 40H), 0.92-0.79 (m, 24H). 13 C NMR (100 MHz, DMSO) δ (ppm): 192.73, 162.21, 161.79, 160.82, 157.94, 151.18, 149.66, 145.93, 145.84, 141.02, 140.09, 139.53, 139.11, 138.42, 137.66, 136.22, 135. 131.57, 131.29, 129.38, 129.27, 128.34, 127.78, 126.90, 125.26, 124.28, 123.24, 123.06, 109.02, 108.22, 106.62, 101.05, 68.97, 68.62, 46.35, 46.31, 40.10, 32.40, 2993, 29.26, 3084.10, 32.26, 3084. 26.58, 26.55, 24.35, 24.12, 23.77, 23.67, 23.33, 21.04, 14.43, 14.40, 14.36, 14.30, 10.85, 10.74.

(1) DD-DPP-Ph의 합성 (1) Synthesis of DD-DPP-Ph

Figure pat00028
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2-사이아노-3-(4-(5-(4-(5-(4-(4-(2,2-디페닐비닐)페닐)-1,2,3,3a,4,8b-헥사하이드로사이클로펜타[b]인돌-7-일)티오펜-2-일)-2,5-비스(2-에틸헥실)-3,6-디옥소-2,3,5,6-테트라하이드로피롤로[3,4-c]피롤-1-일)티오펜-2-일)페닐)아크릴산(2-cyano-3-(4-(5-(4-(5-(4-(4-(2,2-diphenylvinyl)phenyl)-1,2,3,3a,4,8b-hexahydrocyclopenta[b]indol-7-yl)thiophen-2-yl)-2,5-bis(2-ethylhexyl)-3,6-dioxo-2,3,5,6-tetrahydropyrrolo[3,4-c]pyrrol-1-yl)thiophen-2-yl)phenyl)acrylic acid, 8a, DD-DPP-Ph)2-cyano-3-(4-(5-(4-(5-(4-(4-(2,2-diphenylvinyl)phenyl)-1,2,3,3a,4,8b-hexa Hydrocyclopenta[ b ]indol-7-yl)thiophen-2-yl)-2,5-bis(2-ethylhexyl)-3,6-dioxo-2,3,5,6-tetrahydropy Rolo[3,4- c ]pyrrol-1-yl)thiophen-2-yl)phenyl)acrylic acid (2-cyano-3-(4-(5-(4-(5-(4-(4-( 2,2-diphenylvinyl)phenyl)-1,2,3,3a,4,8b-hexahydrocyclopenta[ b ]indol-7-yl)thiophen-2-yl)-2,5-bis(2-ethylhexyl)-3 ,6-dioxo-2,3,5,6-tetrahydropyrrolo[3,4- c ]pyrrol-1-yl)thiophen-2-yl)phenyl)acrylic acid, 8a , DD-DPP-Ph )

화합물 7a (85 mg, 0.0817 mmol), 사이아노아세트산 (139 mg, 1.63 mmol), 및 피페리딘 (0.2 mL, 2.04 mmol)을 아르곤 하에서 150 mL 환저 플라스크 내에 첨가하였다. 가스 제거된 무수 용액 (CHCl3/CH3CN, 2:3 v/v)을 혼합물에 첨가하였다. 반응 혼합물은 70 ℃에서 밤새 환류하였다. 생성된 용액은 CHCl3 및 H2O으로 워크업하였다. 유기층을 수집하고 회전증발농축기로 용매를 제거하고 농축하였다. 잔류한 크루드 생성물은 용리액으로 CHCl3/MeOH/AcOH (10:1:0.1) 혼합물로 컬럼 크로마토그래피로 정제하고, CHCl3 및 MeOH으로 트리튜레이션한 이후에 진한 보라색 고체의 화합물 8a (47 mg, 52%)을 획득하였다. 1H NMR (400 MHz, THF) δ (ppm): 8.95 (bs, 1H), 8.82 (bs, 1H), 7.99 (s, 1H), 7.87 (s, 1H), 7.78 (bs, 4H), 7.55-7.49 (m, 3H), 7.30-7.28 (m, 3H), 7.25-7.16 (m, 6H), 7.13-7.11 (m, 2H), 6.87-6.63 (m, 4H), 6.78 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 4.61 (m, 1H), 3.88 (m, 4H), 3.65 (m, 1H), 1.95-1.90 (m, 2H), 1.83-1.57 (m, 6H), 1.32-1.16 (m, 16H), 0.87-0.79 (m, 12H).Compound 7a (85 mg, 0.0817 mmol), cyanoacetic acid (139 mg, 1.63 mmol), and piperidine (0.2 mL, 2.04 mmol) were added into a 150 mL round bottom flask under argon. An anhydrous degassed solution (CHCl 3 /CH 3 CN, 2:3 v / v ) was added to the mixture. The reaction mixture was refluxed at 70° C. overnight. The resulting solution was worked up with CHCl 3 and H 2 O. The organic layer was collected, the solvent was removed with a rotary evaporator, and concentrated. The remaining crude product was purified by column chromatography with a mixture of CHCl 3 /MeOH/AcOH (10:1:0.1) as an eluent, triturated with CHCl 3 and MeOH, and then compound 8a (47 mg) as a dark purple solid. , 52%) was obtained. 1 H NMR (400 MHz, THF) δ (ppm): 8.95 (bs, 1H), 8.82 (bs, 1H), 7.99 (s, 1H), 7.87 (s, 1H), 7.78 (bs, 4H), 7.55 -7.49 (m, 3H), 7.30-7.28 (m, 3H), 7.25-7.16 (m, 6H), 7.13-7.11 (m, 2H), 6.87-6.63 (m, 4H), 6.78 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 4.61 (m, 1H), 3.88 (m, 4H), 3.65 (m, 1H), 1.95-1.90 (m, 2H), 1.83-1.57 (m, 6H), 1.32-1.16 (m , 16H), 0.87-0.79 (m, 12H).

(2) DD-DPP-MP의 합성 (2) Synthesis of DD-DPP-MP

Figure pat00029
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2-사이아노-3-(4-(5-(4-(5-(4-(4-(2,2-디페닐비닐)페닐)-1,2,3,3a,4,8b-헥사하이드로사이클로펜타[b]인돌-7-일)티오펜-2-일)-2,5-비스(2-에틸헥실)-3,6-디옥소-2,3,5,6-테트라하이드로피롤로[3,4-c]피롤-1-일)티오펜-2-일)-3-메틸페닐)아크릴산(2-cyano-3-(4-(5-(4-(5-(4-(4-(2,2-diphenylvinyl)phenyl)-1,2,3,3a,4,8b-hexahydrocyclopenta[b]indol-7-yl)thiophen-2-yl)-2,5-bis(2-ethylhexyl)-3,6-dioxo-2,3,5,6-tetrahydropyrrolo[3,4-c]pyrrol-1-yl)thiophen-2-yl)-3-methylphenyl)acrylic acid, 8b, DD-DPP-MP)2-cyano-3-(4-(5-(4-(5-(4-(4-(2,2-diphenylvinyl)phenyl)-1,2,3,3a,4,8b-hexa Hydrocyclopenta[ b ]indol-7-yl)thiophen-2-yl)-2,5-bis(2-ethylhexyl)-3,6-dioxo-2,3,5,6-tetrahydropy Rolo[3,4- c ]pyrrol-1-yl)thiophen-2-yl)-3-methylphenyl)acrylic acid (2-cyano-3-(4-(5-(4-(5-(4-( 4-(2,2-diphenylvinyl)phenyl)-1,2,3,3a,4,8b-hexahydrocyclopenta[ b ]indol-7-yl)thiophen-2-yl)-2,5-bis(2-ethylhexyl )-3,6-dioxo-2,3,5,6-tetrahydropyrrolo[3,4- c ]pyrrol-1-yl)thiophen-2-yl)-3-methylphenyl)acrylic acid, 8b , DD-DPP- MP )

화합물 7b (480 mg, 0.455 mmol), 사이아노아세트산 (774 mg, 9.10 mmol), 및 피페리딘 (piperidine, 0.6 mL, 6.83 mmol)을 아르곤 하에서 150 mL 환저 플라스크 내에 첨가하였다. 가스 제거된 무수 용액 (CHCl3/CH3CN, 2:3 v/v)을 혼합물에 첨가하였다. 반응 혼합물은 70 ℃에서 밤새 환류하였다. 생성된 용액은 CHCl3 및 H2O으로 워크업하였다. 유기층을 수집하고 회전증발농축기로 용매를 제거하고 농축하였다. 잔류한 크루드 생성물은 용리액으로 CHCl3/MeOH/AcOH (10:1:0.1) 혼합물을 사용하여 컬럼 크로마토그래피으로 정제하고, CHCl3 및 MeOH으로 트리튜레이션한 이후에 진한 보라색 고체의 화합물 8b (436 mg, 87%)를 획득하였다. Compound 7b (480 mg, 0.455 mmol), cyanoacetic acid (774 mg, 9.10 mmol), and piperidine (piperidine, 0.6 mL, 6.83 mmol) were added into a 150 mL round bottom flask under argon. An anhydrous degassed solution (CHCl 3 /CH 3 CN, 2:3 v / v ) was added to the mixture. The reaction mixture was refluxed at 70° C. overnight. The resulting solution was worked up with CHCl 3 and H 2 O. The organic layer was collected, the solvent was removed with a rotary evaporator, and concentrated. The remaining crude product was purified by column chromatography using a mixture of CHCl 3 /MeOH/AcOH (10:1:0.1) as an eluent, and triturated with CHCl 3 and MeOH, and then a dark purple solid compound 8b ( 436 mg, 87%) was obtained.

1H NMR (400 MHz, THF) δ (ppm): 10.84 (bs, 1H), 9.16 (d, J = 3.2 Hz, 1H), 9.11 (d, J = 2.8 Hz, 1H), 8.21 (bs, 1H), 7.90 (d, J = 6.4 Hz, 1H), 7.67 (bs, 1H), 7.53 (bs, 1H), 7.37-7.32 (m, 5H), 7.30-7.25 (m, 6H), 7.22-7.20 (m, 3H), 6.98 (d, J = 8.8 Hz, 5H), 6.89 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 4.65 (m, 1H), 3.94 (m, 4H), 3.67 (m, 1H), 2.49 (s, 3H), 1.98 (m, 2H), 1.88-1.79 (m, 6H), 1.39-1.28 (m, 16H), 0.93-0.89 (m, 12H). 1 H NMR (400 MHz, THF) δ (ppm): 10.84 (bs, 1H), 9.16 (d, J = 3.2 Hz, 1H), 9.11 (d, J = 2.8 Hz, 1H), 8.21 (bs, 1H) ), 7.90 (d, J = 6.4 Hz, 1H), 7.67 (bs, 1H), 7.53 (bs, 1H), 7.37-7.32 (m, 5H), 7.30-7.25 (m, 6H), 7.22-7.20 ( m, 3H), 6.98 (d, J = 8.8 Hz, 5H), 6.89 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 4.65 (m, 1H), 3.94 (m, 4H), 3.67 (m, 1H), 2.49 (s, 3H), 1.98 (m, 2H), 1.88-1.79 (m, 6H), 1.39-1.28 (m, 16H), 0.93-0.89 (m, 12H).

(3) DD-DPP-DMP의 합성 (3) Synthesis of DD-DPP-DMP

Figure pat00030
Figure pat00030

2-사이아노-3-(4-(5-(4-(5-(4-(4-(2,2-디페닐비닐)페닐)-1,2,3,3a,4,8b-헥사하이드로사이클로펜타[b]인돌-7-일)티오펜-2-일)-2,5-비스(2-에틸헥실)-3,6-디옥소-2,3,5,6-테트라하이드로피롤로[3,4-c]피롤-1-일)티오펜-2-일)-3,5-디메틸페닐)아크릴산(2-cyano-3-(4-(5-(4-(5-(4-(4-(2,2-diphenylvinyl)phenyl)-1,2,3,3a,4,8b-hexahydrocyclopenta[b]indol-7-yl)thiophen-2-yl)-2,5-bis(2-ethylhexyl)-3,6-dioxo-2,3,5,6-tetrahydropyrrolo[3,4-c]pyrrol-1-yl)thiophen-2-yl)-3,5-dimethylphenyl)acrylic acid, 8c, DD-DPP-DMP). 2-cyano-3-(4-(5-(4-(5-(4-(4-(2,2-diphenylvinyl)phenyl)-1,2,3,3a,4,8b-hexa Hydrocyclopenta[ b ]indol-7-yl)thiophen-2-yl)-2,5-bis(2-ethylhexyl)-3,6-dioxo-2,3,5,6-tetrahydropy Rolo[3,4- c ]pyrrol-1-yl)thiophen-2-yl)-3,5-dimethylphenyl)acrylic acid (2-cyano-3-(4-(5-(4-(5-( 4-(4-(2,2-diphenylvinyl)phenyl)-1,2,3,3a,4,8b-hexahydrocyclopenta[ b ]indol-7-yl)thiophen-2-yl)-2,5-bis( 2-ethylhexyl)-3,6-dioxo-2,3,5,6-tetrahydropyrrolo[3,4- c ]pyrrol-1-yl)thiophen-2-yl)-3,5-dimethylphenyl)acrylic acid, 8c , DD-DPP-DMP ).

화합물 7c (200 mg, 0.187 mmol), 사이아노아세트산 (318 mg, 3.74 mmol) 및 피페리딘 (0.46 mL, 4.68 mmol)을 아르곤 하에서 150 mL 환저 플라스크 내에 첨가하였다. 가스 제거된 무수 용액 (CHCl3/CH3CN, 2:3 v/v)을 혼합물에 첨가하였다. 반응 혼합물은, 70 ℃에서 밤새 환류하였다. 생성된 용액은 CHCl3 및 H2O으로 워크업하였다. 유기층을 수집하고 회전증발농축기로 용매를 제거하고 농축하였다. 잔류한 크루드 생성물은 용리액으로 CHCl3/MeOH/AcOH (10:1:0.1) 혼합물을 사용하여 컬럼 크로마토그래피로 정제하고, CHCl3 및 MeOH으로 트리튜레이션한 이후에 진한 보라색 고체의 화합물 8c (192 mg, 91%)를 획득하였다. 1H NMR (400 MHz, THF) δ (ppm): 10.86 (bs, 1H), 9.17 (d, J = 3.6 Hz, 1H), 9.12 (d, J = 2.0 Hz, 1H), 8.26 (bs, 1H), 7.76 (bs, 2H), 7.49 (bs, 1H), 7.43-7.34 (m, 5H), 7.33-7.26 (m, 5H), 7.24-7.21 (m, 3H), 7.08 (d, J = 8.8 Hz, 2H), 7.02 (d, J = 8.8 Hz, 2H), 6.99 (d, J = 8.8 Hz, 2H), 4.81 (m, 1H), 4.07 (m, 4H), 3.85 (m, 1H), 2.23 (s, 6H), 2.08-1.84 (m, 8H), 1.43-1.24 (m, 16H), 0.95-0.83 (m, 12H). Compound 7c (200 mg, 0.187 mmol), cyanoacetic acid (318 mg, 3.74 mmol) and piperidine (0.46 mL, 4.68 mmol) were added into a 150 mL round bottom flask under argon. An anhydrous degassed solution (CHCl 3 /CH 3 CN, 2:3 v / v ) was added to the mixture. The reaction mixture was refluxed at 70°C overnight. The resulting solution was worked up with CHCl 3 and H 2 O. The organic layer was collected, the solvent was removed with a rotary evaporator, and concentrated. The remaining crude product was purified by column chromatography using a mixture of CHCl 3 /MeOH/AcOH (10:1:0.1) as an eluent, and triturated with CHCl 3 and MeOH, followed by trituration with a dark purple solid compound 8c ( 192 mg, 91%) was obtained. 1 H NMR (400 MHz, THF) δ (ppm): 10.86 (bs, 1H), 9.17 (d, J = 3.6 Hz, 1H), 9.12 (d, J = 2.0 Hz, 1H), 8.26 (bs, 1H) ), 7.76 (bs, 2H), 7.49 (bs, 1H), 7.43-7.34 (m, 5H), 7.33-7.26 (m, 5H), 7.24-7.21 (m, 3H), 7.08 (d, J = 8.8 Hz, 2H), 7.02 (d, J = 8.8 Hz, 2H), 6.99 (d, J = 8.8 Hz, 2H), 4.81 (m, 1H), 4.07 (m, 4H), 3.85 (m, 1H), 2.23 (s, 6H), 2.08-1.84 (m, 8H), 1.43-1.24 (m, 16H), 0.95-0.83 (m, 12H).

(4) bTPA-DPP-DMP(4) bTPA-DPP-DMP

Figure pat00031
Figure pat00031

3-(4-(5-(4-(5-(4-(비스(2',4'-비스(헥실옥시)비페닐-4-일)아미노)페닐)티오펜-2-일)-2,5-비스(2-에틸헥실)-3,6-디옥소-2,3,5,6-테트라하이드로피롤로[3,4-c]pyrrol-1-일)티오펜-2-일)-3,5-디메틸페닐)-2-사이아노아크릴산(3-(4-(5-(4-(5-(4-(bis(2',4'-bis(hexyloxy)biphenyl-4-yl)amino)phenyl)thiophen-2-yl)-2,5-bis(2-ethylhexyl)-3,6-dioxo-2,3,5,6-tetrahydropyrrolo[3,4-c]pyrrol-1-yl)thiophen-2-yl)-3,5-dimethylphenyl)-2-cyanoacrylic acid, 8d, bTPA-DPP-DMP)의 합성 3-(4-(5-(4-(5-(4-(bis(2',4'-bis(hexyloxy)biphenyl-4-yl)amino)phenyl)thiophen-2-yl) -2,5-bis(2-ethylhexyl)-3,6-dioxo-2,3,5,6-tetrahydropyrrolo[3,4- c ]pyrrol-1-yl)thiophene-2- Il)-3,5-dimethylphenyl)-2-cyanoacrylic acid (3-(4-(5-(4-(5-(4-(bis(2',4'-bis(hexyloxy)biphenyl-4))) -yl)amino)phenyl)thiophen-2-yl)-2,5-bis(2-ethylhexyl)-3,6-dioxo-2,3,5,6-tetrahydropyrrolo[3,4- c ]pyrrol-1 Synthesis of -yl)thiophen-2-yl)-3,5-dimethylphenyl)-2-cyanoacrylic acid , 8d , bTPA-DPP-DMP )

화합물 7d (154 mg, 0.106 mmol), 사이아노아세트산 (180 mg, 2.12 mmol) 및 피페리딘 (0.26 mL, 2.65 mmol)을 아르곤 하에서 150 mL 환저 플라스크 내에 첨가하였다. 가스 제거된 무수 용액 (CHCl3/CH3CN, v/v = 2:3)을 혼합물에 첨가하였다. 반응 혼합물은 70 ℃에서 밤새 환류하였다. 생성된 용액은 CHCl3 및 H2O으로 워크업하였다. 유기층을 수집하고 회전증발농축기로 용매를 제거하고 농축하였다. 잔류한 크루드 생성물은 용리액으로 CHCl3/MeOH/AcOH (10:1:0.1) 혼합물을 사용하여 컬럼 크로마토그래피하고, CHCl3 및 MeOH (또는, 아세톤)으로 트리튜레이션한 이후에 진한 보라색 고체의 화합물 8d (140 mg, 87%)를 획득하였다. 1H NMR (400 MHz, THF) δ (ppm): 10.87 (bs, 1H), 9.18 (d, J = 4.0 Hz, 1H), 9.15 (d, J = 4.0 Hz, 1H), 8.27 (bs, 1H), 7.70 (s, 2H), 7.60 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 7.47 (d, J = 8.4 Hz, 4H), 7.21 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 7.13 (d, J = 8.8 Hz, 6H), 7.05 (d, J = 3.2 Hz, 1H), 6.58 (d, J = 2.4 Hz, 2H), 6.52 (dd, J = 8.4, 2.0 Hz, 2H), 4.09-3.94 (m, 12H), 2.20 (s, 6H), 2.00-1.89 (m, 2H), 1.81-1.69 (m, 8H), 1.50-1.22 (m, 40H), 0.95-0.80 (m, 24H). HRMS (MALDI-TOF, m/z) [M] calculated for C96H118N4O8S2: 1519.8425; found: 1519.8417. Compound 7d (154 mg, 0.106 mmol), cyanoacetic acid (180 mg, 2.12 mmol) and piperidine (0.26 mL, 2.65 mmol) were added into a 150 mL round bottom flask under argon. An anhydrous degassed solution (CHCl 3 /CH 3 CN, v / v = 2:3) was added to the mixture. The reaction mixture was refluxed at 70° C. overnight. The resulting solution was worked up with CHCl 3 and H 2 O. The organic layer was collected, the solvent was removed with a rotary evaporator, and concentrated. The remaining crude product was subjected to column chromatography using a mixture of CHCl 3 /MeOH/AcOH (10:1:0.1) as an eluent, and triturated with CHCl 3 and MeOH (or acetone), and then a dark purple solid. Compound 8d (140 mg, 87%) was obtained. 1 H NMR (400 MHz, THF) δ (ppm): 10.87 (bs, 1H), 9.18 (d, J = 4.0 Hz, 1H), 9.15 (d, J = 4.0 Hz, 1H), 8.27 (bs, 1H) ), 7.70 (s, 2H), 7.60 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 7.47 (d, J = 8.4 Hz, 4H), 7.21 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 7.13 (d, J = 8.8 Hz, 6H), 7.05 (d, J = 3.2 Hz, 1H), 6.58 (d, J = 2.4 Hz, 2H), 6.52 (dd, J = 8.4, 2.0 Hz, 2H), 4.09-3.94 (m , 12H), 2.20 (s, 6H), 2.00-1.89 (m, 2H), 1.81-1.69 (m, 8H), 1.50-1.22 (m, 40H), 0.95-0.80 (m, 24H). HRMS (MALDI-TOF, m/z ) [M] calculated for C 96 H 118 N 4 O 8 S 2 :1519.8425; found: 1519.8417.

염료 특성분석Dye characterization

(1) DFT-계산된 전자 커플링계산 (1) DFT-calculated electronic coupling calculation

실시예에서 제조된 DPP 시리즈 화합물의 DFT-계산된 전자 커플링(electronic coupling)(Hybrid functional: B3LYP, basis set: 6-311G (d, p), and C-PCM: acetonitrile)을 표 1에 나타내었다. Table 1 shows the DFT-calculated electronic coupling (Hybrid functional: B3LYP, basis set: 6-311G (d, p), and C-PCM: acetonitrile) of the DPP series compounds prepared in Examples. Done.

HDD|DPP H DD|DPP HDPP|Ph H DPP|Ph HDPP|MP H DPP|MP HDPP|DMP H DPP|DMP Electronic coupling (cm-1)Electronic coupling (cm -1 ) 29952995 12941294 11281128 678678

표 1을 살펴보면, Planar π-spacer (DD-DPP-Ph)는 DPP와의 강한 전자 커플링 (electronic coupling) (H DPP|Ph = 1294 cm-1)을 가지고 있어서 BET의 문제를 야기할 수 있으나, 본 발명에 의한 염료의 twsited π-spacer 는 DPP와 약한 전자 커플링(DD-DPP-DMP, H DPP|DMP = 678 cm-1)을 유도하여, 효과적으로 BET를 줄일 수 있다.Looking at Table 1, Planar π-spacer (DD-DPP-Ph) has a strong electronic coupling with DPP ( H DPP|Ph = 1294 cm -1 ), which may cause a problem of BET. The twsited π-spacer of the dye according to the present invention induces weak electron coupling (DD-DPP-DMP, H DPP|DMP = 678 cm -1 ) with DPP , so that BET can be effectively reduced.

(2) 광학 및 전기화학적 파라미터 분석 (2) Optical and electrochemical parameter analysis

UV-Vis 스펙트럼, CV(Cyclic voltammetry), DFT-계산된 에너지 레벨 및 관련 MO(molecular orbitals)를 측정하여 표 2 및 도 2에 나타내었다.The UV-Vis spectrum, CV (Cyclic voltammetry), DFT-calculated energy level and related MO (molecular orbitals) were measured and shown in Table 2 and FIG. 2.

λλ max, absmax, abs [nm] [nm] εε maxmax [L mol [L mol -1-One cm cm -1-One ]] EE 0-00-0 [eV] [eV] EE (S+/S)(S+/S) [V] [V] Dyenamo BlueDyenamo Blue 336, 585336, 585 47,900, 53,35047,900, 53,350 1.8671.867 0.9860.986 DD-DPP-PhDD-DPP-Ph 385, 621385, 621 63,150, 82,60063,150, 82,600 1.7121.712 0.9550.955 DD-DPP-MPDD-DPP-MP 380, 616380, 616 50,650, 72,65050,650, 72,650 1.7561.756 0.9460.946 DD-DPP-DMPDD-DPP-DMP 372, 614372, 614 35,100, 70,00035,100, 70,000 1.8511.851 0.8400.840 bTPA-DPP-DMPbTPA-DPP-DMP 333, 603333, 603 62,050, 62,20062,050, 62,200 1.8931.893 1.001.00

(* The ground-state oxidation potential of DPP-series was measured under the following conditions: electrolyte, 0.1 M NBu4PF6 in Acetonitrile; electrode, platinum counter and Ag/AgCl reference were used with a ITO working electrode. Potentials measured vs. Fc+/Fc converted to NHE by addition of 0.63 V; Scan rate: 50 mV/s)(* The ground-state oxidation potential of DPP-series was measured under the following conditions: electrolyte, 0.1 M NBu 4 PF 6 in Acetonitrile; electrode, platinum counter and Ag/AgCl reference were used with a ITO working electrode. .Fc + /Fc converted to NHE by addition of 0.63 V; Scan rate: 50 mV/s)

표 2 및 도 2를 살펴보면, 본 발명에 의한 염료 (DPP-series)는, 청색 영역 (450-500 nm)을 제외한 나머지 가시광선 (550-700 nm 와 300-450 nm)을 선택적으로 흡수하는 청색 염료인 것을 확인할 수 있다. 또한, 도 2에서 CV를 통해 획득한 염료의 Eox를 확인할 수 있다. Referring to Table 2 and FIG. 2, the dye (DPP-series) according to the present invention is blue that selectively absorbs the remaining visible rays (550-700 nm and 300-450 nm) except for the blue region (450-500 nm). It can be confirmed that it is a dye. In addition, E ox of the dye obtained through CV can be confirmed in FIG. 2.

2. DPP 염료의 태양전지의 특성 분석2. DPP dye solar cell characteristics analysis

DPP 염료의 태양전지의J-V 곡선, IPCE 및 EIS 스펙트럼을 측정하고, 주변 실내 조명 하에서 bTPA-DPP-DMP의 안정성 시험 및 bTPA-DPP-DMP/Dyenamo orange의 IPCE 스펙트럼 및 J-V 곡선을 측정하여 도 3에 나타내었다. Measure the JV curve, IPCE and EIS spectrum of the solar cell of the DPP dye, and measure the stability test of bTPA-DPP-DMP and the IPCE spectrum and JV curve of bTPA-DPP-DMP/Dyenamo orange under ambient room lighting, Indicated.

도 3을 살펴보면, DPP 염료와 상용dyenamo blue의 J-V 곡선과IPCE 스펙트럼(Incident-photon-to-electron conversion effciency spectra)에서, 강한 전자 커플링을 가지는 DD-DPP-Ph 와 DD-DPP-MP는 dyenamo blue 보다 낮은 Voc와 PCE(power conversion effiency)를 보여준다. 반면에, 약한 전자 커플링을 가지는 DD-DPP-DMP는 Jsc 와 Voc가 크게 증가하였으며 DD-DPP-Ph, DD-DPP-MP는 물론 dyenamo blue 보다 더 높은 효율을 보여준다. 또한, 같은 twisted π-spacer를 도입한 bTPA-DPP-DMP는 염료의 응집(aggregation)을 줄여주면서 더 높은 효율을 달성한 것을 확인할 수 있다(iodine electrolyte: 9.0% 및 cobalt electrolyte: 9.3%). 도 4의 (c)의 EIS(electrochemical impedance spectra)로 그래프의 반원은 DSC의 전하 재결합(charge recombination) 저항을 나타낸다. 전자 커플링이 작아 질수록 전하 재결합이 증가하는 것을 보여준다. Referring to Figure 3, in the JV curve and IPCE spectrum (Incident-photon-to-electron conversion effciency spectra) of DPP dye and commercial dyenamo blue, DD-DPP-Ph and DD-DPP-MP having strong electron coupling are dyenamo. It shows V oc and power conversion effiency (PCE) lower than blue. On the other hand, DD-DPP-DMP with weak electron coupling significantly increased J sc and V oc , and showed higher efficiency than dyenamo blue as well as DD-DPP-Ph and DD-DPP-MP. In addition, it can be seen that bTPA-DPP-DMP, which introduced the same twisted π-spacer, achieved higher efficiency while reducing the aggregation of dyes (iodine electrolyte: 9.0% and cobalt electrolyte: 9.3%). The semicircle of the graph with the electrochemical impedance spectra (EIS) of FIG. 4C represents the charge recombination resistance of DSC. It shows that the smaller the electron coupling, the higher the charge recombination.

염료의 안정성에 관련해서, 도 3의 (d)를 살펴보면, DSC를 주변 실내 조건(Ambient indoor condition, 온도: 25 oC, 습도: 40%, 빛: 500 lux)에서 bTPA-DPP-DMP로 제작한 DSC는 3000시간 (125일) 동안 초기 효율의 90%를 유지하였다. 공-흡착제(Co-sensitization)을 통한 bTPA-DPP-DMP의 최고 효율에 관련해서, 도 3의 (e) 내지 (f)에서 bTPA-DPP-DMP와 dyenamo orange 염료를 같이 사용하여 iodine 기반 DSC를 제작하였고 10.0% PCE를 달성한 것을 확인할 수 있다. Regarding the stability of the dye, looking at (d) of FIG. 3, the DSC was manufactured with bTPA-DPP-DMP under ambient indoor condition (temperature: 25 o C, humidity: 40%, light: 500 lux). One DSC maintained 90% of the initial efficiency for 3000 hours (125 days). Regarding the highest efficiency of bTPA-DPP-DMP through co-sensitization, iodine-based DSC was performed using both bTPA-DPP-DMP and dyenamo orange dye in FIGS. 3 (e) to (f). It was produced and it can be seen that 10.0% PCE was achieved.

TCSPC(gray lines)의 IRF(experimentally measured instrument response function) 또는 THF (blue lines)으로 Al2O3 필름 상에 DPP-시리즈의 Transient PL decays를 측정하여 도 4에 나타내었다. 도 4에서 TCSPC(Time-correlated single photon counting) 결과에서도 약한 전자 커플링 염료의 전자 수명(electron-life)이 강한 전자 커플링 물질보다 길다는 것을 보여준다. 이는 장치 특성의 결과와 일치하면, 약한 전자 커플링이 DPP의 BET를 효과적으로 줄여주고 효율을 높일 수 있다는 것을 보여준다.Transient PL decays of the DPP-series were measured on an Al 2 O 3 film with an experimentally measured instrument response function (IRF) of gray lines (TCSPC) or blue lines (THF), and are shown in FIG. 4. 4 shows that the electron-life of the weak electron-coupling dye is longer than that of the strong electron-coupling material even in the result of TCSPC (Time-correlated single photon counting). This shows that, consistent with the results of the device characteristics, weak electron coupling can effectively reduce the BET of DPP and increase the efficiency.

DPP-시리즈 염료의 광전지 장치 및 TCSPC 파라미터를 측정하여 표 3에 나타내었다.The photovoltaic device and TCSPC parameters of DPP-series dyes were measured and shown in Table 3.

JJ SC SC (mA/cm(mA/cm 22 )) VV OCOC (V) (V) FFFF PCE PCE a)a) (%) (%) ττ 1 One (ps) [A(ps) [A 1One ]]
ττ 2 2 (ps) [A(ps) [A 1One ]]
ττ avg avg (ps)(ps)
Dyenamo BlueDyenamo Blue 11.2411.24 0.700.70 76.076.0 5.985.98 -- -- DD-DPP-PhDD-DPP-Ph 13.0013.00 0.610.61 67.167.1 5.305.30 117 (94.16%)
1706 (5.84%)
117 (94.16%)
1706 (5.84%)
210210
DD-DPP-MPDD-DPP-MP 14.2814.28 0.620.62 66.866.8 5.925.92 170 (82.35%)
1634 (17.65%)
170 (82.35%)
1634 (17.65%)
429429
DD-DPP-DMPDD-DPP-DMP 17.7117.71 0.680.68 71.371.3 8.608.60 187 (77.07%)
1724 (22.93%)
187 (77.07%)
1724 (22.93%)
540540
bTPA-DPP-DMPbTPA-DPP-DMP 17.6117.61 0.750.75 68.468.4 9.039.03 361 (81.98%)
2362 (18.02%)
361 (81.98%)
2362 (18.02%)
721
721
16.7416.74 0.790.79 71.671.6 9.31 b) 9.31 b) bTPA-DPP-DMP + Dyenamo OrangebTPA-DPP-DMP + Dyenamo Orange 17.317.3 0.790.79 74.974.9 10.010.0 --

(a) Measurement: after 10 min light soaking under 1 Sun, TiO2 film: 30NR-D x2 with scattering layer, Electrolyte: Iodine electrolyte, Dye solution: 0.025 mM (Tert-Amyl alcohol (TAA)/ACN = 1:1) + 1 mM CDCA(chenodeoxycholic acid), Soaking condition: 4 h under 50 oC water bath. b) cobalt electrolyte)(a) Measurement: after 10 min light soaking under 1 Sun, TiO 2 film: 30NR-D x2 with scattering layer, Electrolyte: Iodine electrolyte, Dye solution: 0.025 mM (Tert-Amyl alcohol (TAA)/ACN = 1:1 ) + 1 mM CDCA (chenodeoxycholic acid), Soaking condition: 4 h under 50 o C water bath. b) cobalt electrolyte)

표 3을 살펴보면, 본 발명에 의한 DPP-시리즈를 적용한 태양전지는 상용 Dyenamo Blue와 유사하거나 또는 향상된 전류밀도, 광전변화 효율, 소자 효율 등을 갖는 것을 확인할 수 있다. 즉, 본 발명에 의한 DPP-시리즈 염료는, 고효율, 고안정성 및 저비용을 모두 만족하고, 염료감응 태양전지에 적용할 수 있는 청색 염료에 해당된다. Looking at Table 3, it can be seen that the solar cell to which the DPP-series according to the present invention is applied has similar or improved current density, photoelectric change efficiency, device efficiency, and the like to commercial Dyenamo Blue. That is, the DPP-series dye according to the present invention satisfies all of high efficiency, high stability, and low cost, and corresponds to a blue dye applicable to a dye-sensitized solar cell.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.As described above, although the embodiments have been described by the limited embodiments and drawings, various modifications and variations are possible from the above description by those of ordinary skill in the art. For example, even if the described techniques are performed in a different order from the described method, and/or the described components are combined or combined in a form different from the described method, or are replaced or substituted by other components or equivalents. Appropriate results can be achieved. Therefore, other implementations, other embodiments, and claims and equivalents fall within the scope of the claims to be described later.

Claims (15)

하기의 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 화합물인 것인, 유기염료:
[화학식 1]
Figure pat00032

[화학식 2]
Figure pat00033


(화학식 1 및 화학식 2에서,
R1 내지 R2는, 각각, 수소, 할로겐, 아미드, 시아노, 하이드록실, 니트로, 아실, 탄소수 1 내지 30 알킬, 탄소수 2 내지 30 알케닐, 탄소수 2 내지 30의 알키닐, 탄소수 1 내지 30의 알콕시, 탄소수 1 내지 30 알킬카보닐, 탄소수 6 내지 30의 아릴 및 탄소수 5 내지 30의 헤테로아릴에서 선택되고,
R3 내지 R6은, 각각, 수소, 할로겐, 아미드, 시아노, 하이드록실, 니트로, 아실, 탄소수 1 내지 30 알킬, 탄소수 2 내지 30 알케닐, 탄소수 2 내지 30의 알키닐, 탄소수 1 내지 30의 알콕시, 탄소수 1 내지 30 알킬카보닐, 탄소수 6 내지 30의 아릴 및 탄소수 5 내지 30의 헤테로아릴에서 선택되고,
상기 아릴 및 헤테로아릴은, 각각, 비치환되거나 또는 할로겐, 아미드, 시아노, 하이드록실, 니트로, 아실, 탄소수 1 내지 30 알킬, 탄소수 2 내지 30 알케닐, 탄소수 2 내지 30의 알키닐, 탄소수 1 내지 30의 알콕시, 탄소수 1 내지 30 알킬카보닐, 탄소수 6 내지 20의 아릴 및 탄소수 5 내지 20의 헤테로아릴 중 적어도 하나에 의해 더 치환되고, 상기 헤테로아릴은, N, O 및 S 중 적어도 하나의 헤테로 원자를 포함함;
π 는 하기의 화학식으로 표시되는 π-스페이스기(π-spacers)에서 선택된다.
Figure pat00034

(상기 화학식 1a, R7 내지 R12 중 두 개는 연결기이고, 나머지는 각각, 수소, 할로겐, 아미드, 시아노, 하이드록실, 니트로, 아실, 탄소수 1 내지 30 알킬, 탄소수 2 내지 30 알케닐 및 탄소수 2 내지 30의 알키닐에서 선택되고, 모두 수소가 아니다.))
An organic dye that is a compound represented by the following Formula 1 or Formula 2:
[Formula 1]
Figure pat00032

[Formula 2]
Figure pat00033


(In Formula 1 and Formula 2,
Each of R 1 to R 2 is hydrogen, halogen, amide, cyano, hydroxyl, nitro, acyl, alkyl having 1 to 30 carbon atoms, alkenyl having 2 to 30 carbon atoms, alkynyl having 2 to 30 carbon atoms, and 1 to 30 carbon atoms. Of alkoxy, C1-C30 alkylcarbonyl, C6-C30 aryl, and C5-C30 heteroaryl,
R 3 to R 6 are, respectively, hydrogen, halogen, amide, cyano, hydroxyl, nitro, acyl, alkyl having 1 to 30 carbon atoms, alkenyl having 2 to 30 carbon atoms, alkynyl having 2 to 30 carbon atoms, 1 to 30 carbon atoms Of alkoxy, C1-C30 alkylcarbonyl, C6-C30 aryl, and C5-C30 heteroaryl,
The aryl and heteroaryl are, respectively, unsubstituted or halogen, amide, cyano, hydroxyl, nitro, acyl, alkyl having 1 to 30 carbon atoms, alkenyl having 2 to 30 carbon atoms, alkynyl having 2 to 30 carbon atoms, 1 To 30 alkoxy, C 1 to C 30 alkylcarbonyl, C 6 to C 20 aryl, and C 5 to C 20 heteroaryl further substituted by at least one of, the heteroaryl is at least one of N, O and S Contains hetero atoms;
π is selected from π-spacers represented by the following formula.
Figure pat00034

(Two of Formula 1a, R 7 to R 12 are linking groups, and the rest are each hydrogen, halogen, amide, cyano, hydroxyl, nitro, acyl, alkyl having 1 to 30 carbon atoms, alkenyl having 2 to 30 carbon atoms, and It is selected from alkynyl having 2 to 30 carbon atoms, and all are not hydrogen.))
제1항에 있어서,
상기 R1 내지 R2는, 각각, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴 및 탄소수 5 내지 30의 헤테로아릴에서 선택되는 것인,
유기염료.
The method of claim 1,
The R 1 to R 2 are each selected from a substituted or unsubstituted aryl having 6 to 30 carbon atoms and a heteroaryl having 5 to 30 carbon atoms,
Organic dyes.
제1항에 있어서,
상기 R1 내지 R2는, 각각, 하기의 화학식에서 선택되는 것인, 유기염료.
Figure pat00035

(여기서, Ra 내지 Rf 중 한 개는 연결기이고, 나머지는 수소, 할로겐, 탄소수 1 내지 20 알킬, 탄소수 2 내지 20 알케닐, 탄소수 2 내지 20의 알키닐 및 탄소수 1 내지 20의 알콕시에서 선택된다.)
The method of claim 1,
Each of the R 1 to R 2 is selected from the following formula.
Figure pat00035

(Here, R a to R f One of them is a linking group, and the other is selected from hydrogen, halogen, alkyl having 1 to 20 carbon atoms, alkenyl having 2 to 20 carbon atoms, alkynyl having 2 to 20 carbon atoms, and alkoxy having 1 to 20 carbon atoms.)
제1항에 있어서,
상기 R7 내지 R12 중 두 개는 연결기이고, 나머지는, 각각, 수소, 할로겐, 탄소수 1 내지 10 알킬, 탄소수 2 내지 10 알케닐 및 탄소수 2 내지 10의 알키닐에서 선택되는 것인,
유기염료.
The method of claim 1,
Two of the R 7 to R 12 are linking groups, and the remainder are each selected from hydrogen, halogen, alkyl having 1 to 10 carbon atoms, alkenyl having 2 to 10 carbon atoms, and alkynyl having 2 to 10 carbon atoms,
Organic dyes.
제1항에 있어서,
상기 π-스페이스기는 하기에서 선택되는 것인, 유기염료:
Figure pat00036
,
Figure pat00037
,
Figure pat00038
Figure pat00039

(여기서, R7, R9, R10 및 R12는, 각각, 탄소수 1 내지 10 알킬 및 탄소수 2 내지 10 알케닐에서 선택된다.)
The method of claim 1,
The π-space group is selected from the following organic dyes:
Figure pat00036
,
Figure pat00037
,
Figure pat00038
And
Figure pat00039

(Where, R 7 , R 9 , R 10 and R 12 are each, It is selected from C1-C10 alkyl and C2-C10 alkenyl.)
제1항에 있어서,
상기 π-스페이스기는, 화학식 1 또는 화학식 2으로 표시되는 화합물의 분자 내에서 0o 내지 90o의 비틀림 각을 형성하는 것인,
유기염료:
The method of claim 1,
The π-space group forms a twist angle of 0 o to 90 o in the molecule of the compound represented by Formula 1 or Formula 2,
Organic Dye:
제1항에 있어서,
상기 알콕시는, -O-R로 표시되고, 상기 R은, 탄소수 1 내지 30 알킬, 탄소수 2 내지 30 알케닐, 탄소수 2 내지 30의 알키닐 및 탄소수 2 내지 30 아릴에서 선택되는 것인,
유기염료.
The method of claim 1,
The alkoxy is represented by -OR, and R is selected from C1 to C30 alkyl, C2 to C30 alkenyl, C2 to C30 alkynyl and C2 to C30 aryl,
Organic dyes.
제1항에 있어서,
상기 유기염료는, 하기의 화학식 3 및 4에서 선택되는 것인, 유기염료:
[화학식 3]
Figure pat00040


[화학식 4]
Figure pat00041


(여기서, R은, 탄소수 1 내지 10 알킬, 탄소수 2 내지 10 알케닐, 탄소수 2 내지 10의 알키닐 및 탄소수 2 내지 20 아릴에서 선택되고, R3 내지 R6은 청구항 제1항에서 정의된 바와 같다.)
The method of claim 1,
The organic dye is selected from Formulas 3 and 4 below:
[Formula 3]
Figure pat00040


[Formula 4]
Figure pat00041


(Wherein, R is selected from C 1 to C 10 alkyl, C 2 to C 10 alkenyl, C 2 to C 10 alkynyl and C 2 to C 20 aryl, and R 3 to R 6 are as defined in claim 1 same.)
제1항에 있어서,
상기 유기염료는, 청색 염료인 것인,
유기염료
The method of claim 1,
The organic dye is a blue dye,
Organic dye
제1항의 화학식 1 및 화학식 2로 표시되는 화합물 중 1종 이상을 포함하는 유기염료;
를 포함하는,
유기염료 조성물.
An organic dye comprising at least one of the compounds represented by Formula 1 and Formula 2 of claim 1;
Containing,
Organic dye composition.
제10항에 있어서,
상기 조성물은, 공-흡착제;를 더 포함하는 것인,
유기염료 조성물.
The method of claim 10,
The composition further comprises a co-adsorbent;
Organic dye composition.
제10항에 있어서,
상기 조성물은, 금속 산화물;을 더 포함하는 것인,
유기염료 조성물.
The method of claim 10,
The composition further comprises a metal oxide;
Organic dye composition.
제10항에 있어서,
상기 금속 산화물은, Ti, Zr, Sr, Zn, In, Yr, La, V, Mo, W, Sn, Nb, Mg, Al, Y, Sc, Sm 및 Ga으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것인,
유기염료 조성물.
The method of claim 10,
The metal oxide includes at least one selected from the group consisting of Ti, Zr, Sr, Zn, In, Yr, La, V, Mo, W, Sn, Nb, Mg, Al, Y, Sc, Sm, and Ga. To do,
Organic dye composition.
제10항에 있어서,
상기 금속 산화물은, 1 nm 내지 1000 nm 크기를 갖고,
상기 금속 산화물은, 다공성인 것인,
유기염료 조성물.
The method of claim 10,
The metal oxide has a size of 1 nm to 1000 nm,
The metal oxide is porous,
Organic dye composition.
제1 전극;
상기 제1 전극 상에 형성된 광흡수층; 및
상기 광흡수층 상에 형성된 제2 전극;
을 포함하고,
상기 광흡수층은, 금속 산화물; 및 제1항의 유기염료를 포함하는 것인,
염료감응 태양전지.
A first electrode;
A light absorbing layer formed on the first electrode; And
A second electrode formed on the light absorbing layer;
Including,
The light absorbing layer may include a metal oxide; And comprising the organic dye of claim 1,
Dye-sensitized solar cell.
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