[發明專利]一種帶噻吩側鏈的萘并二噻吩類二維共軛聚合物、制備方法及其用途

有效

• 申請號: 201410131023.6
• 申請日: 2014-04-02
• 公開（公告）號: CN103897156A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 魏志祥;祝向偉;呂琨;房進
• 申請（專利權）人: 國家納米科學中心
• 主分類號: C08G61/12
• 分類號: C08G61/12;C08L65/00;C08K5/101;C07F7/22;H01L51/46
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟;侯桂麗

1.一種5,10-雙(5-烷基噻吩-2-基)萘[1,2-b:5,6-b']二噻吩類二維共軛聚合物，其特征在于，其具有如式（I）所示的結構：

式中，R₁為取代或未取代的碳原子數為8到20的直鏈或支鏈的烷基；R₂和R₃均獨立地選自氫或者取代或未取代的碳原子數為6到20的直鏈或支鏈的烷基；Ar選自取代的含有至少兩個環的雜亞芳基；m為0或者1；n為1～10000之間的自然數。

2.如權利要求1所述的共軛聚合物，其特征在于，所述Ar選自如下基團中的任意一種：

其中，R為取代或未取代的碳原子數為8到20的直鏈或支鏈的烷基。

3.如權利要求1或2所述的共軛聚合物，其特征在于，所述共軛聚合物具有式（Ⅱ）所示的結構：

式中，R₁為取代或未取代的碳原子數為8到20的直鏈或支鏈的烷基；Ar選自取代的含有至少兩個環的雜亞芳基；n為1～10000之間的自然數；

優選地，所述共軛聚合物具有式（Ⅲ）所示的結構：

式中，R₁為取代或未取代的碳原子數為8到20的直鏈或支鏈的烷基；R₂選自氫或者取代或未取代的碳原子數為6到20的直鏈或支鏈的烷基；Ar選自取代的含有至少兩個環的雜亞芳基；n為1～10000之間的自然數；

優選地，所述共軛聚合物具有式（Ⅳ）所示的結構：

式中，R₁為取代或未取代的碳原子數為8到20的直鏈或支鏈的烷基；R₃選自氫或者取代或未取代的碳原子數為6到20的直鏈或支鏈的烷基；Ar選自取代的含有至少兩個環的雜亞芳基；n為1～10000之間的自然數。

4.如權利要求1-3之一所述的共軛聚合物，其特征在于，所述共軛聚合物的數均分子量為5000～1000000，優選數均分子量為10000～500000，進一步優選數均分子量為20000～300000；

優選地，所述共軛聚合物的PDI為1.3～2.0。

5.一種如權利要求1-4之一所述的5,10-雙(5-烷基噻吩-2-基)萘[1,2-b:5,6-b']二噻吩類二維共軛聚合物的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

（1）在冰浴環境下，使式（Ⅴ）所示的化合物與正丁基鋰在四氫呋喃中進行反應，然后再向反應體系中加入三甲基氯化錫繼續反應，得到式（Ⅵ）所示的化合物；

（2）在惰性氣體保護下，使式（Ⅵ）所示的化合物與式（Ⅶ）所示的共軛單元在鈀催化劑的催化作用下進行反應，反應結束后加入共軛聚合物的不良溶劑沉析，過濾得到沉淀物，將沉淀物進行索式提取，濃縮氯仿提取物，并用共軛聚合物的不良溶劑沉析，抽濾得到5,10-雙(5-烷基噻吩-2-基)萘[1,2-b:5,6-b']二噻吩類二維共軛聚合物；

式中，R₁為取代或未取代的碳原子數為8到20的直鏈或支鏈的烷基；R₂和R₃均獨立地選自氫或者取代或未取代的碳原子數為6到20的直鏈或支鏈的烷基；Ar選自取代的含有至少兩個環的雜亞芳基；m為0或者1。

6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，步驟（2）沉淀物依次用甲醇、丙酮、正己烷和氯仿進行索式提取；

優選地，步驟（2）所述反應的反應時間為8～24小時；

優選地，步驟（2）中所述反應在溶劑中進行，所述溶劑選自甲苯、N,N-二甲基甲酰胺、氯苯或鄰二氯苯中的任意一種或至少兩種的混合物；

優選地，步驟（2）所述式（Ⅵ）所示的化合物與式（Ⅶ）所示的共軛單元的摩爾比為1:1；

優選地，所述共軛聚合物的不良溶劑為甲醇或/和正己烷。

7.一種半導體共混物，其特征在于，其包括如權利要求1-4之一所述的5,10-雙(5-烷基噻吩-2-基)萘[1,2-b:5,6-b']二噻吩類二維共軛聚合物和受體材料。