[發明專利]可溶性聚5,10-菲并噻吩及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201210087357.9
• 申請日: 2012-03-28
• 公開（公告）號: CN102617834A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 莫越奇
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C08G61/12
• 分類號: C08G61/12;C07D333/50;C09K11/06;H01L51/00;G02F1/361
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 宮愛鵬

技術領域

本發明屬于新型功能高分子材料，尤其是一種可溶性聚5，10-菲并噻吩，可廣泛用于電致發光、光伏電池、非線性光學和傳感領域。?

背景技術

共軛聚合物的發展源于1977年日本科學家白川英樹合成的聚乙炔膜，摻雜后可以導電，被稱為“第四代高分子材料”。與具有相同或相近用途的無機材料相比，導電高分子具有密度低、易加工等優點。由于這類材料結構的共軛特性，使它能傳輸電荷、受激發光、從而能夠或可能在許多電子或光電子器件上得到應用，如高分子發光二極管、光伏打電池、場效應管等。潛在的應用前景和廣泛的應用領域促使科學家競相研究這類具有光電活性的共軛材料，如聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚苯撐乙烯、聚芴等。?

本發明涉及一種新型的共軛聚合物，聚5，10-菲并噻吩，目前沒有文獻報道。?

發明內容

本發明的目的在于提一種可溶性聚5，10-菲并噻吩，該聚合物因為芳基上有長鏈的取代基團而可溶于各種溶劑，適合旋涂或者打印成膜，從而在光伏電池、非線性光學和傳感領域得到應用。?

同時，本發明還提供上述聚5，10-菲并噻吩的合成方法。?

本發明的目的通過以下技術方案實現：?

可溶性聚5，10-菲并噻吩，具有如下結構：?

其中，R是烷基鏈；n為≥1的整數。?

所述R為C6～C20的長鏈。?

所述R為下列結構中的一種：?

C₆H₁₃、C₈H₁₇、C₁₀H₂₁、C₁₂H₂₅、C₁₆H₃₃。?

所述R為下列結構中的一種：?

所述可溶性聚5，10-菲并噻吩的制備方法：將2，7-二溴菲醌和硫代二乙酸甲酯反應，得到5，10-二溴菲并噻吩；通過Miyaura反應再將5，10-二溴菲并噻吩轉化為相應的硼酸酯，將5，10-二溴菲并噻吩和它的硼酸酯進行聚合反應，得到聚5，10-菲并噻吩。?

所述5，10-菲并噻吩通過Suzuki或者Yamamoto方法聚合。?

聚5，10-菲并噻吩有著大共軛共平面結構，比聚芴類、聚硅芴類和聚咔唑類聚合物帶隙窄，符合太陽能電池給體材料的要求；它的結構上含噻吩和羧基，這將有利于和富勒烯(PCBM)的相容。以上兩大特點使得聚5，10-菲并噻吩成為新型的太陽能電池材料。?

本發明的優點有：?

(1)材料合成的原料來源廣泛，工藝可靠。?

(2)本發明的聚5，10-菲并噻吩具有可溶性，因而適合旋涂或者打印成膜，從而在電致發光、光伏電池、非線性光學和傳感領域得到應用。?

附圖說明

圖1.5，10-二溴菲醌并[9，10-c]噻吩-1，3-二甲酸(2’-乙基己基)酯的核磁氫譜；?

圖2.5，10-二溴菲醌并[9，10-c]噻吩-1，3-二甲酸(2’-乙基己基)酯的核磁碳譜；?

圖3.5，10-嚬吶醇菲醌并[9，10-c]噻吩-1，3-二甲酸(2’-乙基己基)酯核磁氫譜；?

圖4.5，10-嚬吶醇菲醌并[9，10-c]噻吩-1，3-二甲酸(2’-乙基己基)酯核磁碳譜。?

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步具體詳細描述，但本發明的實施方式不限于此，對于未特別注明的工藝參數，可參照常規技術進行。?

實施例1?

(1)5，10-二溴菲醌并[9，10-c]噻吩-1，3-二甲酸(2’-乙基己基)酯的制備?

合成路線如下：?

取250ml單口瓶I接恒壓漏斗換氮氣保護，迅速加入1.68g叔丁醇鉀(t-BuOK)，然后用注射器注入10ml甲醇，溶解放熱，冷卻后將單口瓶I放入冰鹽浴中攪拌。另取250ml單口瓶II，稱取1.09g2，7-二溴菲醌，加入60ml苯，加熱至70℃左右攪拌充分溶解。冷卻至0℃，將0.54g硫代二乙酸甲酯加入上述單口瓶I中，反應液馬上變為青褐色，撤除冰鹽浴自然升溫至室溫攪拌反應5d。?