[發(fā)明專利]胺基/氧化胺修飾的苝二酰亞胺衍生物，其制備方法及應用

有效

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• 申請日: 2013-11-14
• 公開（公告）號: CN103554106A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設計）人: 張志國;王吉政;靳志文;李永舫
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: C07D471/06
• 分類號: C07D471/06;H01L51/46;H01L51/48;H01L51/54
• 代理公司: 北京慶峰財智知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11417
• 代理人: 劉元霞

技術領域

本發(fā)明涉及一種胺基/氧化胺修飾的苝二酰亞胺衍生物，其制備方法與應用。尤其涉及包含所述苝二酰亞胺衍生物的有機光學器件。

背景技術

在有機半導體領域，為了提高電子的注入或者收集，通常采用低功函的金屬例如Ca/Al做陰極。然而這些低功函金屬在空氣中不穩(wěn)定，容易和空氣中的水和氧反應。另外這些金屬需要真空蒸鍍，不利于實現(xiàn)全溶液加工有機半導體器件，因而人們開始尋找能夠實現(xiàn)溶液加工的有機電子緩沖層材料去替代低功函數(shù)的Ca.(H.-L.Yip,A.K.Y.Jen,Energy?Environ.Sci.2012,5,5994)。另外，有機電子緩沖材料的突出優(yōu)點是化學結構可調控性強(F.Huang,H.Wu,Y.Cao,Chem.Soc.Rev.2010,39,2500)。這些有機電子緩沖材料包括共軛聚合類和有機小分子類。其中有機小分子類電子緩沖層材料，易于純化、結構明確、便于研究構效關系等優(yōu)點近年來最為引人矚目。

苝二酰亞胺（Perylene?tetracarboxylic?acid?diimide，簡稱PDI）類衍生物是一類常見的工業(yè)顏料，廣泛應用于燃料，涂料等工業(yè)領域。隨著材料科學的不斷發(fā)展，PDI類衍生物以其具有優(yōu)異的熱和光化學穩(wěn)定性以及獨特的光物理和光化學性質被賦予了新的性能和應用。因而其在有機光電領域有著重要的地位和應用前景，引起了工業(yè)界和學術界的廣泛關注。(F.Wuthner.Chem.Commun.20041564;Kozma,E.;Catellani,M.Dyes?and?Pigments2013,98,160.)苝二酰亞胺類衍生物在工業(yè)界的應用包括發(fā)光二極管、有機場效應晶體管、有機光伏。其在有機光伏領域內的應用主要是作為受體替代廣泛應用的苝二酰亞胺衍生物（例如PCBM）。考慮到苝二酰亞胺衍生物具有與活性層中常用的苝二酰亞胺受體（PCBM）相匹配的能級以及其具有較高的電子遷移率的優(yōu)點，因而其作為電子緩沖層材料具有潛在應用的價值。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種胺基/氧化胺修飾的苝二酰亞胺衍生物，制備方法與應用，尤其是作為電子緩沖層材料在有機半導體中的應用。這些苝二酰亞胺材料合成路線具有簡單高效、環(huán)境污染小、原料廉價、合成成本低、具有很好普適性和重復性等優(yōu)點，對苝二酰亞胺類電子緩沖材料的應用和推廣具有重要意義。選用胺基/氧化胺極性基團主要是考慮到這類基團不含有對陰離子，能夠提高器件的穩(wěn)定性。

本發(fā)明通過如下技術方案實現(xiàn)：

一種胺基修飾的苝二酰亞胺衍生物，其結構通式如式I或式II所示，

其中，

R₁選自C1-C10的亞烷基；

R₂可以相同或不同，各自獨立地選自H，C1-C10的烷基，R₄取代的C1-C10的烷基；其中R₄選自羥基、鹵素（優(yōu)選F，Cl，Br），烷氧基（如C1-6烷氧基，優(yōu)選C1-3烷氧基）

R₃可以相同或不同，各自獨立地選自H、OH、N（R₅）₂、Cl或Br，其中R₅相同或不同，選自H或C1-6烷基；

優(yōu)選地，

R₁選自C1-C6的亞烷基；

R₂可以相同或不同，各自獨立地選自H，C1-C6的烷基，

R₃可以相同或不同，各自獨立地選自H、OH、N（R₅）₂、Cl或Br，其中R₅相同或不同，選自H或C1-6烷基；

更優(yōu)選地，

R₁選自C1-C3的亞烷基；

R₂可以相同或不同，各自獨立地選自H，C1-C3的烷基，

R₃可以相同或不同，各自獨立地選自H、OH、NH₂、Cl或Br；

還更優(yōu)選地，

R₁為-CH₂CH₂-，-CH₂CH₂CH₂-；

R₂為甲基或乙基；

R₃為氫。