[發明專利]一種并四噻吩衍生物及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201210113297.3
• 申請日: 2012-04-17
• 公開（公告）號: CN102659810A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 于貴;黃劍耀;王麗萍;羅皓;朱敏亮;陳華杰;劉云圻
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: C07D495/04
• 分類號: C07D495/04;C07D495/22;H01L51/30;H01L51/05
• 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

本發明涉及一種并四噻吩衍生物物及其制備方法與應用。

背景技術

以有機π共軛的化合物為半導體材料，通過電場來控制材料導電能力的有源器件，即有機場效應晶體管(organic?field-effect?transistors，簡稱OFETs)，是一類非常有潛力的有機光電器件。其具有有機半導體的諸多優良特性，如易于制備和功能化、較低的器件成本、良好的柔韌性和塑料襯底有良好的兼容性以及可大面積制備等。OFET器件未來可應用于電子紙、智能卡、電子商標、存儲器、傳感器和有源矩陣顯示器等方面，尤其是柔性有機光電子器件和電路的關鍵元器件，顯示出了極大的發展和應用前景。1986年，OFET被第一次報道(Tsumura，A.；Koezuka，H.；Ando，T.Appl.Phys.Lett，1986，49，1210)，而近年來，OFET取得了很大的進展，越來越受到人們的重視，尤其是含硫雜環的剛性并環分子，得到了廣泛的應用(Takimiya，K.；Shinamura，S.；Osaka，I.；Miyazaki，E.Adv.Mater.2011，23，4347)。噻吩類雜環具有較低的最高占有分子軌道(HOMO)，良好的共軛性，以及較高的熱穩定性，作為一類有機場效應材料，十分利于器件的制備和穩定性(Wu，W.；Liu，Y.；Zhu，D.Chem.Soc.Rev.2010，39，1489)。其中，含相鄰的硫原子以及中心對稱性的分子非常有利于形成較強的分子間的相互作用力，能夠提高分子間的電荷傳輸，有利于提高半導體材料的場效應性能，是一類非常有潛力的材料。

發明內容

本發明的目的是提供一種并四噻吩衍生物及其制備方法。

本發明提供了一種制備式I所示并四噻吩衍生物的中間體化合物，其結構通式如式IV所示化合物，為2，5-二甲硫基-3，6-二(R取代的苯基)噻吩并[3，2-b]噻吩化合物；

式IV

所述式IV中，R為氫、烷基或芳基。

具體的，所述烷基為碳原子總數為1-20的烷基，所述芳基為碳原子總數為6-30的芳基。

本發明提供的制備式IV所示化合物的方法，包括如下步驟：

1)將噻吩并[3，2-b]噻吩與正丁基鋰混勻進行反應得到雙鋰鹽后，再加入二甲基二硫進行反應，反應完畢得到式V所示2，5-二甲硫基噻吩并[3，2-b]噻吩化合物；

式II

2)將步驟1)所得式II所示2，5-二甲硫基噻吩并[3，2-b]噻吩化合物在液溴作用下進行反應，反應完得到式III所示3，6-二溴-2，5-二甲硫基噻吩并[3，2-b]噻吩化合物；

式III

3)在催化劑存在的條件下，將步驟2)所得式III所示3，6-二溴-2，5-二甲硫基噻吩并[3，2-b]噻吩與R取代的苯硼酸混勻進行Suzuki反應，反應完畢得到所述式IV所示化合物；所述R取代的苯硼酸中，R為氫、烷基或芳基。

上述方法的所述步驟1)中，所述正丁基鋰、二甲基二硫與噻吩并[3，2-b]噻吩的投料摩爾比為2.0-2.2∶2.0-2.5∶1，優選2.1∶2.1∶1；所述反應步驟中，溫度為-78℃至25℃，時間為6～12小時；

所述步驟2)中，所述2，5-二甲硫基噻吩并[3，2-b]噻吩與液溴的投料摩爾比為1∶2.0-3.0，優選1∶2.5；所述反應步驟中，溫度為25℃至40℃，時間為6～12小時；

所述步驟3)中，所述催化劑選自四(三苯基膦)鈀、醋酸鈀和二氯化鈀中的至少一種；所述R取代的苯硼酸、式III所示3，6-二溴-2，5-二甲硫基噻吩并[3，2-b]噻吩與催化劑的投料摩爾比為2.1-2.5∶1∶0.05-0.15，優選2.1∶1∶0.1；所述Suzuki反應步驟中，溫度為100～110℃，時間為24～36小時。所述R取代的苯硼酸中，具體的，所述烷基為碳原子總數為1-20的烷基，所述芳基為碳原子總數為6-30的芳基。

所述步驟1)、步驟2)和步驟3)所述反應均在溶劑中進行。所述步驟1)中，所述溶劑選自四氫呋喃和乙醚中的至少一種；所述步驟2)中，所述溶劑選自三氯甲烷、二氯甲烷和四氯化碳中的至少一種；所述步驟3)中，所述溶劑選自無水1，4-二氧六環、四氫呋喃和乙二醇二甲醚中的至少一種。

本發明所提供的并四噻吩衍生物，為式I所示化合物，也即[1]苯并噻吩并[3”.2”：4’，5’]噻吩并[2’.3’：4，5]噻吩并[2，3-b][1]苯并噻吩(S-DBTTA)，

式I