[發明專利]蒽二酰亞胺溴代物及其聚合物的制備和應用

有效

• 申請號: 201810768002.3
• 申請日: 2018-07-13
• 公開（公告）號: CN110713589B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 李燦;涂丹丹;郭鑫
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: C08G61/12
• 分類號: C08G61/12;C07D471/06
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

本發明為兩個不同位點溴代的蒽二酰亞胺溴代物異構體的合成方法、基于此兩種溴代異構體的蒽二酰亞胺類高分子材料，及其在有機電子器件領域的應用。所述的蒽二酰亞胺在不同位點溴代的選擇性控制是通過“前溴代”和“后溴代”兩種合成方法實現的。本發明的蒽二酰亞胺類高分子材料一方面保留了酰亞胺類經典材料(如萘二酰亞胺和苝二酰亞胺)的二酰亞胺六元環的優勢，另一方面在垂直二酰亞胺六元環的方向拓展共軛程度，避免了共軛拓展帶來的空間位阻增大的問題。本發明的蒽二酰亞胺不同取代位點的可控溴代，既為n型有機半導體材料的設計提供了新的構筑單元，也為有機場效應晶體管、太陽能電池等有機電子器件的發展提供了材料支撐。

技術領域

本發明涉及到有機半導體領域，具體涉及到兩類不同位點溴代的蒽二酰亞胺異構體及其高分子的的制備方法，并將其應用于有機電子器件。

背景技術

有機半導體在有機場效應晶體管(OFET)和有機太陽能電池(OPV)等有機電子器件中有廣泛的應用。相比種類繁多的p型有機半導體，n型有機半導體的種類單一,發展相對緩慢。目前應用較廣泛的n型高分子材料主要有萘二酰亞胺(NDI)、苝二酰亞胺(PDI)類材料。通過改變共聚單元、調節助溶基團的長短、引入調控分子內/間相互作用的雜原子(比如S、O、F、Se)等可以對高分子的吸收、能級、結晶性、分子構型等性質進行調節，但是不能從根本上改變NDI、PDI類高分子的性質。從材料種類及性能的角度出發，亟需開發新型的n型構筑單元及其高分子材料。

拓展共軛程度，降低LUMO/HOMO能級并且有良好穩定性是n型高分子材料開發的重點。但是，由于合成難度大，苯基芳香稠環類二酰亞胺材料一直進展緩慢。基于此，本發明公開了不同位點溴代的蒽二酰亞胺溴代物異構體和不同聚合位點的蒽二酰亞胺類高分子材料的制備方法，突破了蒽二酰亞胺不同位點取代及其選擇性的難題，為n型有機半導體材料的發展提供了新的構筑單元，在有機電子器件中具有很大的應用前景。

發明內容

本發明的目的之一在于選擇性的在蒽二酰亞胺的兩組對稱的、可取代位點進行溴代，合成兩種蒽二酰亞胺溴代物異構體，進而合成一類新型的具有不同主鏈構象的蒽二酰亞胺類高分子材料。

為了實現上述目的，本發明的技術方案具體如下：

兩種蒽二酰亞胺不同位點溴代的蒽二酰亞胺溴代物異構體材料，其特征在于，其化學結構式通式如下任意之一：

通式中的符號和系數具有如下含義：

R₁,R₂是相同或者不同的，并分別為如下所示結構之一：

o,m,n,x,y相同或不同，其取值范圍為：50≥o,m,n,x,y≥0，最優范圍是：15 ≥o,m,n,x,y≥6。

R₃-R₇是相同或不同，并分別為以下結構單元之一：

二種蒽二酰亞胺溴代物的聚合物，其特征在于，其化學結構式通式如下中的一種或二種以上連接：

Ar為以下結構單元中的一種或二種以上：

R'和R是相同或者不同的，并分別為如下所示結構之一：

a,b,c,d,e相同或不同，其取值范圍為：50≥a,b,c,d,e≥0，最優范圍是：15 ≥a,b,c,d,e≥6。