[發(fā)明專利]一種含硫的取代基取代的二噻吩衍生物及其共軛聚合物的制備方法及應用

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201510606929.3
• 申請日: 2015-09-22
• 公開（公告）號: CN105367584A
• 公開（公告）日: 2016-03-02
• 發(fā)明（設計）人: 夏養(yǎng)君;李建豐;郭鵬智
• 申請（專利權）人: 蘭州交通大學
• 主分類號: C07D495/22
• 分類號: C07D495/22;C08G61/12;H01L51/46;H01L51/00
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 董芙蓉

1.一種含硫的取代基取代的二噻吩并[2,3-d:2′,3′-d′]苯并[1,2-b:3,4-b′]二噻吩 衍生物，其特征在于結構如結構式Ⅰ所示：

其中，R₁、R₂、R₃中至少一個為碳原子數(shù)為1～30的直鏈或支鏈烷硫基， 或碳原子數(shù)為1～30的直鏈或支鏈磺酰基，剩余的R₁、R₂、R₃獨立地選自：氫、 鹵素、烷基、芳烷基、雜烷基、烷氧基、烷硫基、酯基、羰基，其中所述的烷基 為碳原子數(shù)為1～30的直鏈或支鏈烷基；

A₁和A₂分別選自I、Br和Cl、雙鍵、三鍵或其組合的取代基、硼酸基團、 硼酸酯基團、鹵化鋅基團和三烷基錫基團中的任意一種。

2.一種基于權利要求1所述的含硫的取代基取代的二噻吩并[2,3-d:2′,3′-d′] 苯并[1,2-b:3,4-b′]二噻吩衍生物的共軛聚合物，其特征在于結構如結構式Ⅱ所示：

其中，Ar選自未取代或含有取代基的下述基團中的任意一種：亞乙烯基， 亞乙炔基，單環(huán)亞芳基，雙環(huán)亞芳基，含至少三個環(huán)的亞芳基，單環(huán)雜亞芳基， 雙環(huán)雜亞芳基和含至少三個環(huán)的雜亞芳基；

在含有取代基的Ar基團中，取代基為1個或2個；所述取代基選自芳基， 具有1～20個碳原子的烷基，具有1～20個碳原子的烷氧基，或者在Ar基團上的 兩個相鄰碳原子被取代以一起形成乙撐二氧基；

重復單元個數(shù)n在5～1000之間。

3.根據(jù)權利要求2所述的共軛聚合物，其特征在于：結構式Ⅱ中Ar選自下 述(1)至(3)中任一種：

(1)未取代或取代的具有獨立選自氮、硫和硒的1～6個雜原子的單環(huán)、雙 環(huán)或三環(huán)雜亞芳基，其中，任選被苯基、烷基或硝基取代，或Ar基團上的兩個 相鄰碳原子被取代以一起形成乙撐二氧基；

(2)含有S的單環(huán)雜亞芳基與亞芳基或雜亞芳基的稠環(huán)基團；

(3)含有1～4個氮原子的單環(huán)雜亞芳基。

4.根據(jù)權利要求2所述的共軛聚合物，其特征在于：Ar選自下述基團中任 意一種：

在上述基團中，R為氫或具有1～20個碳原子的烷基或具有1～20個碳原子的 烷氧基。

5.根據(jù)權利要求2所述的共軛聚合物，其特征在于：所述共軛聚合物的數(shù) 均分子量為6000至500000。

6.權利要求2-5中任一項所述共軛聚合物的制備方法，其特征在于，包括下 述步驟：結構式Ⅲ所示化合物和結構式Ⅳ所示化合物在催化劑的作用下經聚合反 應即得所述共軛聚合物；所述催化劑為四(三苯基膦)鈀(0)、雙(二亞芐基丙 酮)鈀(0)或雙三苯基磷二氯化鈀；

其中，R₁、R₂、R₃的定義同結構式Ⅰ；

結構式Ⅲ中的Y基團選自硼酸基團、硼酸酯基團、鹵化鋅基團或三烷基錫 基團，結構式Ⅳ中的X選自I和Br；

或者結構式Ⅲ中的Y基團選自I和Br，結構式Ⅳ中的X選自硼酸基團、硼 酸酯基團、鹵化鋅基團或三烷基錫基團。

7.一種半導體組合物，由權利要求2-5中任一項所述的共軛聚合物和摻加劑 組成，其中，所述摻加劑為富勒烯或其衍生物為PCBM([6，6]-苯基C₆₁丁酸甲 酯、[6，6]-苯基C₇₁丁酸甲酯)和含茚富勒烯中的至少一種。

8.權利要求2-5中任一項所述的共軛聚合物或權利要求7所述的半導體組合 物在制備下述器件中的應用，所述器件包括：薄膜半導體器件、電化學器件、光 伏器件和光電器件。

9.一種光伏器件，包括空穴收集層、電子收集層，以及空穴收集層和電子 收集層之間的光伏材料層；所述光伏材料層中包括權利要求2-5中任一項所述的 共軛聚合物或權利要求7所述的半導體組合物。

10.一種光電器件，包括第一電極、與所述第一電極間隔開的第二電極、以 及在所述第一電極和第二電極之間設置的至少一層活性材料層；所述活性材料層 中含有權利要求2-5中任一項所述的共軛聚合物。