[發明專利]吲哚與吩類化合物的共軛聚合物的制備方法

有效

• 申請號: 201510875892.4
• 申請日: 2015-12-02
• 公開（公告）號: CN105418896B
• 公開（公告）日: 2017-07-11
• 發明（設計）人: 吳建;周祥梅;張清
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C08G61/12
• 分類號: C08G61/12;H01L31/0256
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司31236
• 代理人: 郭國中,莊文莉

技術領域

本發明涉及一種吲哚與吩類化合物的共軛聚合物的制備方法，涉及可溶液加工的有機半導體材料領域。

背景技術

現代社會對能源的需求日益增加，石油、煤炭、天然氣等都是不可再生能源，日益枯竭，發展發展太陽能電池利用太陽能是解決人類社會面臨的能源問題的有效途徑。

能量轉化效率超過7％的太陽能電池的活性層給體材料普遍存在的問題是結構非常復雜、合適麻煩，成本特別高，難以工業化生產應用。迫切需要結構簡單、合成簡單、生產成本低的給體材料。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種吲哚與吩類化合物的共軛聚合物的制備方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明提供了一種如式I所示的吲哚與吩類化合物的共軛聚合物

的制備方法，其包括如下步驟：

將R-I或R-Br與6-溴靛紅在60-120℃下進行反應，得到化合物1

將所述化合物1與水合肼在80～150℃下進行反應，得到化合物2

將所述化合物2與2-醛基-5-溴噻吩在60～130℃下進行反應，得到化合物IDT

將所述化合物IDT與雙甲基錫噻吩或雙甲基錫硒酚在60～120℃下進行Stille偶聯反應，得到式I化合物。

作為優選方案，所述化合物R-I或R-Br與6-溴靛紅的摩爾比為1:1～4:1。

作為優選方案，所述水合肼的用量占水合肼和化合物1總重量的40～99％。

作為優選方案，所述還原反應的催化劑為鋅粉，所述鋅粉和化合物2的摩爾比為4:1～8:1。

作為優選方案，所述化合物2和2-醛基-5-溴噻吩的摩爾比為1:1.1～1:1.3。

作為優選方案，所述Stille偶聯反應以三(二亞芐基丙酮)二鈀為催化劑、三(鄰甲基)苯基磷為配體，IDT與雙甲基錫噻吩或者雙甲基錫硒吩的摩爾比為1:1～1:1.3.

與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：

1、本發明提供的采用全新的合成方法，合成簡單、成本低廉、而能量轉化效率高，達到7.32％；

2、可在給體材料的合成以及在太陽能倒置器件中應用，對太陽能電池技術的發展和應用具有極其重要的意義。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、目的和優點將會變得更明顯：

圖1為實施例1聚合物PIDT-T的合成路線圖；

圖2為實施例1化合物1的核磁氫譜圖；

圖3為實施例1化合物2的核磁氫譜圖；

圖4為實施例1化合物IDT的核磁氫譜圖；

圖5為實施例2聚合物PIDT-T的氯仿溶液和固體薄膜紫外吸收光譜圖；

圖6為實施例2聚合物PIDT-T的循環伏安曲線圖；

圖7為實施例2聚合物PIDT-T的熱重分析譜圖；

圖8為實施例3聚合物PIDT-T和PC61BM為半導體層的薄膜太陽能電池器件的I-V曲線圖。

圖9為實例4聚合物PIDT-Se的合成路線圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發明的保護范圍。

實施例1吲哚與噻吩共軛聚合物

本實施提供了半邊異靛藍基共軛聚合物(PIDT-T)的合成，其結構式如表1所示，合成路線見圖1。

表1

具體步驟如下：

(a)化合物1的合成

化合物1的結構式為：

其中R為2-辛基十二烷基。

化合物1的制備方法：如圖1所示，將6-溴靛紅(2.26g，10mmol)、碳酸鉀(2.07g,15mmol)、1-碘-2-辛基十二烷(4.90g，12mmol)和DMF(50mL)加入兩口瓶中，氮氣備壓，80℃反應24h，冷卻到室溫，加入100mL稀鹽酸攪拌2h，加入大量水，二氯甲烷萃取3次，合并有機相，用飽和氯化鈉洗滌，無水MgSO₄干燥，旋干溶劑，石油醚：二氯甲烷為3:1(體積比)為淋洗劑，層析柱分離，旋干后得到棕色油狀液體(3.15g，62％)。核磁譜圖如圖2所示。