[發明專利]吡啶并噻吩基吡咯并吡咯二酮及其聚合物

有效

• 申請號: 201611183130.9
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN106632410B
• 公開（公告）日: 2019-04-23
• 發明（設計）人: 于貴;高冬;陳智慧;張衛鋒
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: C07D519/00
• 分類號: C07D519/00;C08G61/12;H01L51/05;H01L51/30
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢

本發明公開了一種吡啶并噻吩基吡咯并吡咯二酮聚合物。該吡啶并噻吩基吡咯并吡咯二酮聚合物的結構如式Ⅰ所示。以本發明吡啶并噻吩基吡咯并吡咯二酮為有機半導體層制備的有機場效應晶體管的空穴遷移率為1.31×10^?3cm²V^?1s^?1，開關比大于10³?10⁴；在有機場效應晶體管器件中有非常高的的應用前景。

技術領域

本發明屬于材料領域，涉及一種吡啶并噻吩基吡咯并吡咯二酮及其聚合物。

背景技術

有機共軛聚合物為以π-共軛體系為骨架的一系列有機聚合物材料。由于聚合物材料是有小分子單體利用自聚合或者共聚合成的，所以聚合物的骨架結構可以利用對小分子的合成和修飾進行調整，進而調整其光電特性。同時，有機共軛聚合物在共軛骨架側面一般都有助溶基團，可以通過該基團的引入調整溶解性。基于以上特殊溶解性以及粘附性的性質，有機共軛聚合物可以使用溶液法進行柔性、大面積加工制備，并且具有價格低廉，對塑料襯底兼容性好等優點，從而可以替代傳統的以硅為基礎的無機半導體材料。

基于聚合物的有機場效應晶體管(Polymer Based OrganicField-EffectTransistors,簡稱POFETs)則是一類以該類型的聚合物為半導體材料的有源器件。POFET器件在近年來引起了極為廣泛的關注，并且取得了比較大的進展。器件的核心則是有機共軛聚合物材料。近年來，由于給體-受體型聚合物具有比較好的分子內以及分子間的相互作用，目前已經獲取了比較高的空穴或者電子遷移率，從而受到了更多的關注與研究。其中，吡咯并吡咯二酮的結構被廣泛應用于聚合物半導體材料研發領域。基于該結構的聚合物具有較低的分子能級，簡單的合成路線和方法，使其具有廣泛的應用到有機場效應晶體管的潛力。因而對吡咯并吡咯二酮前體進行化學修飾，并且合成基于該單體的新型聚合物材料具有十分重要的理論和應用意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種吡啶并噻吩基吡咯并吡咯二酮及其聚合物。

本發明所提供的噻唑基吡咯并吡咯二酮聚合物，其結構通式如式I所示，

上述式I中，Ar為常見的給電子共聚單元，具體為如下基團的任意一種：

所述Ar基團中，Z為O、S或Se原子；R₂為C1-C20的直鏈或支鏈烷基、F原子、含有氧原子或硫原子的C1-C20直鏈或支鏈烷基或C1-C20的碳氟直鏈或支鏈烷基；

均表示取代位；

R₁為C10-C60的直鏈或支鏈烷基或為含有氧原子、硅原子、氮原子和氟原子中至少一種的C10-C60的直鏈或支鏈烷基；

n為共聚單元個數，具體為5-100；

X₁至X₄均選自N原子和C原子中的任意一種，且X₁至X₄中任意一個為N原子時，其余三個基團只能為C原子，且橋連鍵在N原子的鄰位。

上述式I中，R₁為C10-C60的直鏈或支鏈烷基。或者為含有氧原子、硅原子、氮原子或者氟原子等雜原子的烷基鏈。

上述式I中，n為具體為5-100；

具體的，R₁為2-癸基十四烷基、4-癸基十四烷基或5-癸基十五烷基；

所述為如下基團中的任意一種：

均表示取代位；

所述式I所示聚合物為式VI所示聚合物：