[發(fā)明專利]給-吸電子單元交替相連的聚對苯乙烯撐衍生物材料的合成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810236468.5
• 申請日: 2008-12-25
• 公開（公告）號: CN101445589A
• 公開（公告）日: 2009-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張秋禹;張力;張和鵬;張軍平;郭飛鴿
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C08G61/02
• 分類號: C08G61/02;C09K11/06
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心
• 代理人: 王鮮凱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種給-吸電子單元交替相連的聚對苯乙烯撐衍生物材料的合成方法，涉及分子主鏈含對苯乙烯撐結(jié)構(gòu)的三種高分子光伏/發(fā)光材料的合成。

背景技術(shù)

上世紀(jì)九十年代初發(fā)現(xiàn)聚對苯乙烯撐(PPV)的電致發(fā)光后，隨著對高分子光電性能的研究不斷深入，使得高分子在光伏材料和發(fā)光二級管等領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。其中，聚對苯乙烯撐由于具有價廉、低毒、質(zhì)輕、可調(diào)的光學(xué)性能、良好的成膜性能、較高的光電效率和發(fā)光性能以及很高的光吸收系數(shù)(500nm)，是最有希望和研究得最多的光電材料。當(dāng)它應(yīng)用于光伏材料時，需要較低的帶隙以吸收更多的太陽光；應(yīng)用于發(fā)光材料時，也需要對帶隙進(jìn)行控制以調(diào)節(jié)發(fā)光波長。因此，對高分子光伏或發(fā)光材料進(jìn)行帶隙控制，特別是降低高分子的帶隙成為重要的研究方向。分子結(jié)構(gòu)具有交替的給電子單元與吸電子單元，可以使雙鍵的電子云向單鍵偏移，從而使單鍵有更多的雙鍵性質(zhì)，增加共軛效應(yīng)，減少帶隙。基于這種原理，設(shè)計合成給電子與吸電子單元交替相連的高分子來降低帶隙是最有效也是應(yīng)用最多的方法之一。

這種結(jié)構(gòu)的聚對苯乙烯撐衍生物最近幾年已經(jīng)成功合成并應(yīng)用于光伏材料與發(fā)光材料。然而，低帶隙的聚苯乙烯撐衍生物品種仍然非常有限，各方面的性質(zhì)還有待進(jìn)一步提高，因此還急需開發(fā)新的品種。

發(fā)明內(nèi)容

要解決的技術(shù)問題

為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種給-吸電子單元交替相連的聚對苯乙烯撐衍生物材料的合成方法，合成了三種新型給電子與吸電子單元交替相連的聚對苯乙烯撐衍生物。

技術(shù)方案

本發(fā)明的思想是：給電子單體1，4-二辛氧基-2，5-二乙烯苯與三種吸電子單體3-[2，5-二溴-4-(2-氰基-2-苯乙烯基)-苯]-2-苯丙烯腈、5，8-二溴喹喔啉、10，13-二溴二苯[a，c]吩嗪分別通過Heck反應(yīng)進(jìn)行共聚，得到三種分子結(jié)構(gòu)具有給電子和吸電子單元交替相連的聚對苯乙烯撐衍生物產(chǎn)物：(1)聚[1，4-二辛氧基苯-2，5-二乙烯-(2，3-二苯基苯并吡嗪-5，8-二乙烯)]乙烯撐；(2)聚[1，4-二辛氧基苯-2，5-二乙烯-(二苯并[a，c]吩嗪-10，13-二乙烯)]乙烯撐；(3)聚[1，4-二辛氧基苯-2，5-二乙烯-(2-氰基-2-苯乙烯基)-苯]-2-苯基丙烯腈-2，5-二乙烯)乙烯撐。

本發(fā)明的技術(shù)特征在于步驟如下：

步驟1：將等摩爾量的單體1，4-二辛氧基-2，5-二乙烯苯、單體3-[2，5-二溴-4-(2-氰基-2-苯乙烯基)-苯]-2-苯丙烯腈和單體量4-10％mmol的催化劑二氯二三苯基膦鈀，加入到混合溶液中；所述的混合溶液是體積比例為1∶2～1∶10的三乙胺與N，N-二甲基甲酰胺；所述的N，N-二甲基甲酰胺的質(zhì)量為單體總質(zhì)量的20～150倍；

步驟2：通氮氣一小時后，升溫至120℃攪拌24小時；

步驟3：冷卻至室溫，滴加入是反應(yīng)液體積3倍以上的甲醇，收集沉淀物；

步驟4：將上述沉淀物溶解在反應(yīng)液體積0.1～2倍的甲苯或四氫呋喃或氯仿中，過濾后濾液再用反應(yīng)液體積3倍以上的甲醇沉淀，然后收集沉淀并無水得到紅色的聚[1，4-二辛氧基苯-2，5-二乙烯-(2-氰基-2-苯乙烯基)-苯]-2-苯基丙烯腈-2，5-二乙烯)乙烯撐。

以5，8-二溴喹喔啉替代步驟1中的3-[2，5-二溴-4-(2-氰基-2-苯乙烯基)-苯]-2-苯丙烯腈，然后在步驟4中得到黑紅色的聚[1，4-二辛氧基苯-2，5-二乙烯-(2，3-二苯基苯并吡嗪-5，8-二乙烯)]乙烯撐。

以10，13-二溴二苯[a，c]吩嗪替代步驟1中的3-[2，5-二溴-4-(2-氰基-2-苯乙烯基)-苯]-2-苯丙烯腈，然后在步驟4中得到聚[1，4-二辛氧基苯-2，5-二乙烯-(二苯并[a，c]吩嗪-10，13-二乙烯)]乙烯撐。

有益效果

本發(fā)明提出的一種給-吸電子單元交替相連的聚對苯乙烯撐衍生物材料的合成方法，合成了三種給電子與吸電子單元交替相連的聚對苯乙烯撐衍生物。這三種新物質(zhì)雖然與聚對苯乙烯撐同聚物相比帶隙并沒有降低，但由于獨特的分子結(jié)構(gòu)，可以對結(jié)構(gòu)與帶隙的關(guān)系提供了有力的研究素材，同時也豐富了高分子光伏/發(fā)光材料的品種。

附圖說明

圖1：聚[1，4-二辛氧基苯-2，5-二乙烯-(二苯并[a，c]吩嗪-10，13-二乙烯)]乙烯撐

圖2：聚[1，4-二辛氧基苯-2，5-二乙烯-(2，3-二苯基苯并吡嗪-5，8-二乙烯)]乙烯撐的