[發明專利]一種雙支鏈芳香胺及其衍生物和制備方法

有效

• 申請號: 201210553102.7
• 申請日: 2012-12-18
• 公開（公告）號: CN103012246A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 王冬;張婉姝;趙玉真;金赟;侯國艷
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C07D209/56
• 分類號: C07D209/56;C07C253/30;C07C255/40;H01L51/30;H01L51/40
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

技術領域

本發明涉及一種雙支鏈芳香胺及其衍生物和制備方法，屬于電子材料和新材料領域。

背景技術

作為電子受體的富勒烯是目前研究最熱門的有機光電材料之一，被廣泛的應用于有機太陽能電池和有機場效應晶體管等電子器件中。其中，C₆₀的衍生物[6,6]-苯-碳61-丁酸甲酯(PCBM)是有機太陽能電池中常用的受體材料（Yu,G.,et?al.Science,1995,270:1789-1791）。科學工作者同時探索C₆₀的衍生物做場效應晶體管中n型半導體應用的前景（Waldauf?C,etal.Adv.Mater.2003,15(24):2084-2088）。目前，限制富勒烯應用的主要因素為其在極性有機溶劑中溶解度較差、能隙較寬、成膜性（分子間相互作用）較差。克服上述不足的最好的方法為通過選用合適的極性基團對富勒烯進行化學修飾，從而提高富勒烯在極性溶劑中的溶解度，調整采材料的能隙。同時，增加分子間相互作用能夠有效地改善材料的成膜性。

使用化學方法引入極性基團的方法很多，其中較好的合成方法為點擊化學。點擊化學是2001年諾貝爾化學獎獲得者美國化學家Sharpless提出的一種快速合成大量化合物的新方法。它具有反應原料易得，產物立體選擇性好，產率高，分離簡單方便等優點。最為典型的點擊反應是用Cu(I)催化的炔基與疊氮基團之間的Huisgen1,3-偶極環加成反應。由于它需要重金屬離子催化，對環境造成一定危害。所以，相比之下，不需催化即可快速反應的[2+2]點擊化學具有更大的優勢。

發明內容

本發明的目的在于提供一類富勒烯衍生物材料及其制備方法。用[2+2]點擊化學修飾了兩個芳香胺支鏈結構，反應無需重金屬離子催化，產率高達90%以上，產物易于分離，是一種高效、綠色環保的化學合成方法。Prato反應制備的芳香胺-富勒烯衍生物材料不僅具有優良的溶解性能，易于加工，而且其具有較好的載流子傳輸效率，克服了富勒烯本身的不足。

本發明一種雙支鏈芳香胺化合物，其特征在于，所述化合物結構通式如下：

其中，

其中n為1-20的整數。

一種雙支鏈芳香胺-富勒烯衍生物，其特征在于結構通式如下：其中，

其中n為1-20的整數。

一種所述的雙支鏈芳香胺及其衍生物，其特征在于：R1為烯基、環己二烯基、氟化環己二烯基中的一種；R₂為C1-C20的烷基、烷氧基、烷基苯、烷氧基苯、氨基苯、烷基聯苯、烷氧基聯苯中的一種；C1-C20的烷基或烷氧基為支鏈或支鏈結構。

一種所述雙支鏈芳香胺及其衍生物的制備方法，其特征在于，所述方法步驟如下：

（1）點擊反應制備雙支鏈芳香胺化合物：

將反應單體二苯炔衍生物溶于鄰二氯苯溶劑，并置于反應容器中，加入1-1.1摩爾當量的點擊試劑，氬氣氣氛下，微波反應其中，30-100℃反應1小時；停止反應后，減壓蒸餾除去溶劑后，采用柱層析的方法純化，旋蒸干燥得固體中間單體

（2）Prato反應制備雙支鏈芳香胺-富勒烯衍生物：將富勒烯C₆₀和肌氨酸置于反應容器中，用鄰二氯苯溶解，加入1-2摩爾當量的（1）步驟合成的雙支鏈芳香醛化合物，氬氣氣氛下，50-200℃回流反應8-15小時；停止反應后，減壓蒸餾除去溶劑鄰二氯苯后，采用柱層析的方法純化，使用的淋洗液為乙酸乙酯：石油醚=（1-20）：1；旋蒸干燥得固體中間單體。

總之，本發明具有以下優點：1、權力要求1、2所涉及的雙支鏈富勒烯衍生物具有優良的溶解性能，成膜性能和載流子遷移率等優異性能，克服了富勒烯本身的不足，是一種較優良的n型半導體材料，可應用于有機場效應晶體管領域。2、權力要求3涉及權力要求1中富勒烯衍生物的一個重要原料以及所采用的新穎的制備方法。制備方法的優點在于利用微波反應的優點加速的反應速率，工藝簡便、產率高、成本低廉、應用前景大和可規模化生產等優點。

附圖說明

圖1是本發明方法的制備流程圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步詳細說明：

實施例一：R1：none?R2: