[發(fā)明專利]一類剛性齊聚物-富勒烯共聚物及其制備方法和應(yīng)用

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201210388473.4
• 申請日: 2012-10-12
• 公開（公告）號: CN102863310A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李慧;滕福愛;齊遠江;趙萌;劉奉麗;韓露;韓哲文
• 申請（專利權(quán)）人: 華東理工大學(xué)
• 主分類號: C07C13/567
• 分類號: C07C13/567;C07C1/32;C07D495/04
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 王敏杰

1.一類剛性齊聚物-富勒烯共聚物,其特征在于，其結(jié)構(gòu)如式I所示：

式1

其中，是剛性齊聚物，F(xiàn)是富勒烯；

其中，Ar₁、Ar₂、Ar₃為剛性單元；

其中，剛性齊聚物由不同數(shù)量的Ar₁,Ar₂,Ar₃經(jīng)金屬催化偶合而成，式1中x,z為0-20的整數(shù)，y為1-10的整數(shù)；

其中，所述Ar₁和Ar₃是由烷基或烷氧基取代的苯基、芴基、噻吩基、苯并噻二唑基、雙噻吩并[2,1-b;3,4-b’]環(huán)戊基，雙噻吩并[3，2-b;2’,3’-d]噻吩基、噻吩并[2,3-b]噻吩基、噻吩苯并[3,4-d]噻吩基、4H-環(huán)丙基[2,1-b:3,4-b’]雙噻吩基、苯唑[1,2-b:4,5-b’]雙噻吩基、苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩基、硅雜環(huán)戊二烯并[3,2-b:4,5-b']二噻吩基、雙噻吩并[3，2-b;2’,3’-d]吡咯基、蒽基、三苯胺基、噻吩嗪基、吡咯基、噻唑基、吡啶基、聯(lián)吡啶基、喹啉基、呋喃基、聯(lián)苯基、咔唑基、吲哚基中的一種或幾種組成；

其中，所述Ar₁和Ar₃由所述的剛性單元通過偶合而成的齊聚物；

其中，所述Ar₂是芴基或環(huán)戊[2，1-b;3’,4’-d]雙噻吩基。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一類剛性齊聚物-富勒烯共聚物,其特征在于，Ar₂含有與富勒烯反應(yīng)的官能團，Ar₂在與富勒烯反應(yīng)之前，其結(jié)構(gòu)為芴酮或環(huán)戊[2,1-b;3,4-b’]雙噻吩酮，剛性齊聚物的結(jié)構(gòu)如式2所示:

式2。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一類剛性齊聚物-富勒烯共聚物，其特征在于，y大于1時，Ar₂在齊聚物分子中的位置是無規(guī)的。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的剛性齊聚物-富勒烯共聚物,其特征在于，所述的烷基為甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、叔丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1-乙基丁基、2-乙基丁基、1-丙級丁基、戊基、異戊基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基、1-乙基戊基、2-乙基戊基、3-乙基戊基、己基、異己基、2-甲基己基、3-甲基己基、4-甲基己基、5-甲基己基、2-乙基己基、庚基、異庚基、辛基、異辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基中的一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的剛性齊聚物-富勒烯共聚物,其特征在于，富勒烯中碳原子個數(shù)是60，70或84。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的剛性齊聚物-富勒烯共聚物,其特征在于，該剛性齊聚物-富勒烯共聚物是由富勒烯與剛性齊聚物通過共價鍵鏈接在一起的；富勒烯與剛性齊聚物之間的鍵接方式是三元環(huán)。

7.一種如權(quán)利要求1所述的一類剛性齊聚物-富勒烯共聚物的制備方法,其特征在于，所述剛性齊聚物-富勒烯共聚物是由剛性齊聚物與富勒烯通過氮卡賓的[2+1]環(huán)加成反應(yīng)制備而成，具體制備方法包括如下步驟：

（1）齊聚物腙的合成：按摩爾份數(shù)計，將1份如式2所示的剛性齊聚物與1-2份的對甲苯磺酰肼溶于溶劑，加入催化劑量的酸，在60℃-120℃反應(yīng)7-24h，蒸去溶劑，洗滌得到齊聚物腙；

（2）剛性齊聚物-富勒烯共聚物的合成：按摩爾份數(shù)計，將1份步驟（1）所得的齊聚物腙與1-2份的甲醇鈉混合，在惰性氣體保護下于室溫攪拌15-60min，然后加入0.5-2份的富勒烯的溶液于70℃-120℃反應(yīng)6-48h，分離，提純得到初產(chǎn)物，然后將初產(chǎn)物溶于鄰二氯苯溶液，回流6-18h，分離，提純得到剛性齊聚物-富勒烯共聚物。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的剛性齊聚物-富勒烯共聚物的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所用的溶劑是甲醇、乙醇、四氫呋喃或甲苯。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的剛性齊聚物-富勒烯共聚物的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所用的酸是濃鹽酸，濃硫酸，甲基磺酸或三氟甲基磺酸，催化劑量為2-7滴。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的剛性齊聚物-富勒烯共聚物的制備方法，其特征在于，步驟（1）中反應(yīng)溫度可為70℃-120℃；所用反應(yīng)時間為7h-24h。