[發明專利]一種新型的推拉電子二維共軛甲殼型聚合物的制備方法

在審

• 申請號: 201810084915.3
• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN108384009A
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發明（設計）人: 萬里鷹;王興邦;韓榮梅;戰寶柱
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: C08G75/32
• 分類號: C08G75/32
• 代理公司: 南昌洪達專利事務所 36111
• 代理人: 劉凌峰

本發明公開了一種新型的推拉電子二維共軛甲殼型聚合物的制備方法，通過分子設計，采用Stille偶聯反應成功合成含有推電子基（D）異辛烷氧基三聯苯為側鏈，聚噻吩苯并噻二唑拉電子基（A）為主鏈的推拉電子二維共軛甲殼型聚合物。聚合物的化學結構通過¹H NMR進行表征，核磁結果表明所合成新型聚合物的正確性。本發明制備的推拉電子二維共軛甲殼型聚合物光學帶隙為1.90 eV，是一種潛在的太陽能電池給體材料。

技術領域

本發明涉及一種新型的含異辛烷氧基三聯苯推電子（D）與噻吩苯并噻二唑拉電子（A）的二維共軛甲殼型聚合物的制備。

背景技術

甲殼型液晶聚合物(Mesogen-Jacketed Liquid Crystalline Polymer，MJLCP)是指將液晶基元作為側鏈， 通過腰部直接與聚合物主鏈相鏈接，主鏈被眾多的液晶基元包裹而形成甲殼型結構的聚合物。甲殼型聚合物主鏈結構主要有：聚乙烯、聚炔、聚降冰片烯、聚丙烯酸酯和聚硅氧烷等。液晶基元側鏈通常為不同連接方式的剛性分子和不同長度的柔性末端基團。由于主鏈和側鏈分子設計的多樣性，甲殼型聚合物研究內涵豐富，自成體系。

本文首次報道以噻吩苯并噻二唑為主鏈，三聯苯液晶基元為側鏈的二維共軛新型甲殼型聚合物。聚噻吩類聚合物及其衍生物是重要的給體聚合物體系，為了改善其吸收光譜和電荷傳輸性能，逐步發展到具有推拉電子作用的給體-受體（D-A）交替共聚物光伏材料。

本發明創新性在于聚噻吩主鏈引入帶有拉電子基（A）的苯并噻二唑，側鏈為含有異辛烷氧基的三聯苯（D）液晶基元，設計合成了一種新型的聚噻吩類共軛聚合物，具體化學結構見圖1。主鏈和側鏈形成甲殼型結構的二維共軛體系，是一種潛在的太陽能電池給體材料。

發明內容

本發明的目的在于提供一種新型的三聯苯與噻吩苯并噻二唑的二維共軛甲殼型聚合物制備方法，其紫外吸收范圍為425 nm~650 nm，通過經驗公式計算其光學帶隙為1.90eV，是一種潛在的太陽能電池給體材料。

本發明是這樣來實現的，一種新型推拉電子二維共軛甲殼型聚合物的制備方法，其特征是：1）采用真空封管技術做Stille偶聯反應，聚合管中加入等當量4, 7-二溴-2, 1,3-苯并噻二唑和異辛烷氧基三聯苯噻吩的三甲基錫化合物，在催化劑作用下，140±5℃反應12小時至48小時，產物用甲醇和水作沉淀后，石油醚/二氯甲烷作洗脫劑，先用硅膠柱層析分離提純，再選用二氯甲烷為透析液經過透析袋分離，透析完成后，用甲醇沉淀多次，超聲清洗多次，得到產物；2）Stille偶聯反應的催化劑為三(二亞芐基丙酮)二鈀，Stille偶聯反應的溶劑為超干氯苯。

采用的Stille偶聯反應合成聚噻吩，具體合成路線見圖2。反應底物按物質的量為1:1投料反應，為了防止三(二亞芐基丙酮)二鈀催化劑被氧化，使用真空狀態下封管的技術來完成Stille偶聯反應。

本發明的技術效果是：在光致激發時，聚合物分子內的推、吸效應有助于提高紫外吸收，產生的激子能夠快速地在分子鏈內和鏈間的二維共軛體系內離域流動。

附圖說明

圖1為本發明的二維共軛聚合物的化學結構式。

圖2為本發明的單體通過Stille偶聯反應生成聚合物的過程圖。

具體實施方式

為了便于理解，下面結合附圖和優選實施例對本發明作進一步闡明。

新型的異辛烷氧基三聯苯推電子（D）與噻吩苯并噻二唑拉電子（A）二維共軛甲殼型聚合物的制備。

實施例1

合成采用的方法是Stille偶聯反應，真空封管技術做聚合反應，具體反應如下: