[發明專利]一種巰基螺噻喃化合物及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201210099752.9
• 申請日: 2012-04-06
• 公開（公告）號: CN102643291A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 張洪濤;朱道本;郭雪峰
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: C07D495/10
• 分類號: C07D495/10;H01L51/30
• 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

本發明涉及一種巰基螺噻喃化合物及其制備方法與應用。

背景技術

自從1986年有機場效應晶體管(OFET)發明以來(Tsumura，A.；Koezuka，H.；Ando，T.Appl.Phys.Lett.1986，49，1210)，由于其在傳感器、射頻標簽、電子紙、有源矩陣顯示等方向具有很大的潛在應用價值，從而受到了人們的廣泛關注。除了提高OFET性能和優化器件結構以外，制備多功能光電OFET器件也是有機電子學領域的一個重要發展方向。最近十多年中，功能化有機場效應管(FOFET)已經在光檢測、信號存儲、激光發射、環境監測、藥物輸運等領域顯示出巨大的應用前景并取得長足的發展，成為最為重要的有機電子器件之一(Guo?Y.L.，Yu?G.，Liu?Y.Q.，Adv.Mater.，2010，22，4427-4447)。

近年來，有機場效應晶體管的功能化修飾主要集中在半導體層和介電層中(Shen?Q.，Wang，L.J.，Liu?S.，Cao?Y.，GanL.，Guo?X.F.，SteigerwaldM.L.，ShuaiZ.G.，Liu?Z.F.，Nuckolls?C.，Adv.Mater.，2010，22，3282-3287)，而針對半導體器件各個部分之間界面的功能化卻鮮有人報道。在有機場效應晶體管領域，自組裝技術以其低成本，易制備等優點受到越來越廣泛的關注，通過在晶體管器件的各種界面中增加不同的自組裝層(SAM)來改善器件性能(Asadi?K.，Wu?Y.，Gholamrezaie?F.，Rudolf?P.，Blom?W.M.，Adv.Mater.，2009，21，4109-4114；Pernstich?K.P.，Haas?S.，Oberhoff?D.，Goldmann?C.，Gundlach?D.J.，Batlogg?B.，Rashida?A.N.，Schitterb?G.，J.Appl.Phys.，2004，96，6431-6438)，成為了大家關注的熱點，但是這種自組裝技術尚未廣泛應用到功能化OFET器件領域。

基于螺吡喃、螺噻喃結構的光致變色化合物具有響應靈敏，穩定性高等優異的性能，在功能化OFET中顯示出良好的應用前景。目前，對于這類材料的應用只是局限在半導體組分內部摻雜以及半導體/介電層界面上(Zhang?H.T.，Guo?X.F.，Hui?J.S.，Hu?S.X.，Xu?W.，Zhu?D.B.，Nano?Lett.，2011，11，4939-4946)，然而，在半導體/金屬電極界面通過組裝螺噻喃分子使OFET具有光響應功能的研究工作還未見報道。

發明內容

本發明的目的是提供一種新型光致變色分子巰基螺噻喃化合物及其制備方法與在制備功能有機光電器件中的應用。

本發明提供的巰基螺噻喃化合物，如式I所示，

式I

式I中，R₁為碳原子數為8～16的烷基。

本發明還提供了上述巰基螺噻喃化合物的制備方法，包括如下步驟：

(1)式II所示N-取代吲哚與鄰醛基對硝基苯硫酚進行成環反應得到式III所示N-溴烷基螺噻喃；

(2)在酸性條件下，式III所示N-溴烷基螺噻喃與硫代乙酸鉀進行親核取代反應即得式I所示巰基螺噻喃化合物，

式II????????????????????式III

式II和式III中，R₁為碳原子數為8～16的烷基。

該制備方法的反應流程圖如圖1所示。

上述的制備方法中，步驟(1)所述成環反應中，式II所示N-取代吲哚與鄰醛基對硝基苯硫酚的摩爾份數比可為(1～1.2)∶(1～2)，具體可為1∶1.2；步驟(2)所述親核取代反應中，所述式III所示N-溴烷基螺噻喃與硫代乙酸鉀的摩爾份數比為(1～1.2)∶(2.5～5)，具體可為1∶3。

上述的制備方法中，步驟(1)所述成環反應的溫度為50℃～90℃，具體可為60℃，時間為4h～6h，具體可為5h；步驟(2)所述親核取代反應的溫度為40℃～70℃，具體可為60℃，時間為0.5h～2h，具體可為0.5h。

上述的制備方法中，步驟(1)所述成環反應和步驟(2)所述親核取代反應的溶劑均為乙醇、丙酮和二氯甲烷中的至少一種；步驟(1)所述成環反應和步驟(2)所述親核取代反應均在惰性氣氛下進行，如氮氣氣氛或氬氣氣氛中。