[發明專利]含硫醚聚苯基喹噁啉化合物及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201010140588.2
• 申請日: 2010-04-02
• 公開（公告）號: CN102212023A
• 公開（公告）日: 2011-10-12
• 發明（設計）人: 楊士勇;李誠;李卓;劉金剛
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: C07C323/22
• 分類號: C07C323/22;C07C323/20;C07C319/20;C07C319/14;C08G73/06;H01L27/146;H01L51/54
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢

技術領域

本發明屬于高折射率聚合物材料領域，涉及一種含硫醚聚苯基喹噁啉化合物及其制備方法與應用。

背景技術

高折射率(high-n)聚合物材料廣泛應用于現代光電器件領域，如先進光電器件的基板材料，有機發光器件的封裝材料，193nm浸入式光刻的光致抗蝕劑材料以及先進圖像傳感器用微透鏡材料等(Jin-gang?Liu，Mitsuru?Ueda，High?refractive?indexpolymers：fundamental?research?and?practical?application，J.Mater.Chem.2009，19，8907-8919)。常見聚合物材料的折射率通常在1.3～1.7之間，而先進光電器件的快速發展常常要求所用聚合物材料的折射率達到或超過1.8，因此現有聚合物材料均無法滿足實用要求。

根據Lorentz-Lorenz方程，在聚合物材料分子結構中引入具有高摩爾折射率以及低摩爾體積的基團有助于提高其折射率。鹵素(除氟以外)、含硫基團、金屬原子、芳雜環等基團均具有相對較高的摩爾折射率，因此廣泛用于高折射率聚合物的合成與開發。

除了上述措施外，近年來納米技術的快速發展為開發高折射率聚合物材料提供了一條嶄新的途徑。將高折射率無機納米粒子與常用聚合物本體進行復合可以開發出有機-無機納米復合材料，其折射率可達到或超過2.0(Changli?Lü，Bai?Yang，High?refractiveindex?organic-inorganic?nanocomposites：design，synthesis?and?application，J.Mater.Chem.，2009，19，2884-2901)。有機-無機納米復合材料的折射率是由無機納米粒子與有機聚合物本體的折射率以及二者的組成比例所決定的(Jin-gang?Liu，et?al，OpticallyTransparent?Sulfur-Containing?Polyimides-TiO₂?Nanocomposite?Films?with?High?RefractiveIndex?and?Negative?Pattern?Formation?from?Poly(amic?acid)-TiO₂?Nanocomposite?Film，Chem.Mater.，2008，20：273-281)。由于常用聚合物材料的折射率相對較低，因此為了實現高折射率，往往需要加入大量的無機納米粒子。這會在一定程度上降低復合材料的儲存穩定性以及力學性能，從而無法滿足實際應用的需要。如果聚合物本體具有較高的折射率，那么就可以顯著減少納米粒子的比例，從而可以有效地解決上述弊病。因此研制開發本質高折射率聚合物材料具有十分重要的意義。

聚苯基喹噁啉(PPQ)是一類具有優良耐熱穩定性的芳雜環聚合物材料，主要在航空、航天等極端環境中用作耐高溫粘接劑、結構件以及涂層等(G?Rabilloud，Highperformance?polymers?2.Polyquinoxalines?and?polyimides.Editions?Technip，Paris，1999)。PPQ分子結構中含有大量芳香族成分，同時含有高摩爾折射率的喹噁啉環，因此其薄膜有望具有較高的折射率。而截至目前為止，文獻中尚沒有PPQ折射率的詳細研究報道。

發明內容

本發明的目的是提供一種含硫醚聚苯基喹噁啉化合物及其制備方法與應用。

本發明提供的式II所示四酮化合物，

式(II)

所述式II結構通式中，X＝-O-或-S-。

本發明提供的制備上述化合物的方法，包括如下步驟：在堿性催化劑的作用下，將4-硝基苯偶酰與含硫二酚化合物或二巰基化合物于溶劑中進行反應，得到所述式II所示四酮化合物；

其中，所述堿性催化劑選自無水碳酸鉀、無水碳酸鈉、無水氟化銫、無水氫氧化鉀和無水氫氧化鈉中的至少一種，優選無水碳酸鉀；所述溶劑選自N-甲基吡咯烷酮、1，3-二甲基咪唑啉酮、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺和二甲基亞砜中的至少一種，優選二甲基亞砜；所述含硫二酚化合物為4，4’-二羥基二苯硫醚、4，4’-二羥基二苯砜或2，7-二羥基噻嗯，優選4，4’-二羥基二苯硫醚；所述二巰基化合物為1，4-二巰基苯、4，4’-二巰基聯苯、4，4’-二巰基二苯硫醚、4，4’-二巰基二苯砜或2，7-二巰基噻嗯，優選4，4’-二巰基二苯硫醚；