[發明專利]一種基于苝酰亞胺共軛平面擴展的D-A聚合物及其制備方法

有效

• 申請號: 202010783916.4
• 申請日: 2020-08-06
• 公開（公告）號: CN111944127B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 岳晚;于亞蘋;吳凡;朱修遠
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: C08G61/12
• 分類號: C08G61/12;H01L51/40;H01L51/46
• 代理公司: 深圳市創富知識產權代理有限公司 44367
• 代理人: 李思坪

本發明公開了一種新型的、穩定的、溶解性好的基于苝酰亞胺共軛平面擴展的D?A聚合物及其制備方法，該聚合物有效提高了有機半導體的器件性能。所述基于苝酰亞胺共軛平面擴展的D?A聚合物，該聚合物的結構通式如式(I)、(II)所示：式中R，R’為C5～C18的叉鏈或者直鏈，n為1～100的正整數。

技術領域

本發明涉及材料合成和有機半導體技術領域，尤其是一種基于苝酰亞胺共軛平面擴展的D-A聚合物及其制備方法。

背景技術

近年來，共軛聚合物研究工作方興未艾，逐漸形成了包括共軛聚合物設計與合成、共軛聚合物光電功能材料構效關系及相應器件物理研究在內的一個集化學、物理學、材料學、信息科學等多學科交叉的研究領域。與傳統無機半導體材料相比，共軛聚合物具有更有效的性能調節性，通過改變聚合物主鏈和側鏈取代基可以很方便地調節聚合物的溶解性能、光學性能、電化學性能及結晶、組裝性能等。另外，共軛聚合物材料具有非常優異的成膜加工性能，可以通過旋涂、絲網印刷、噴墨打印等方式，制成大面積、輕質、柔性器件，彰顯出其獨特的魅力。

苝-3,4:9,10-四羧酸二酰亞胺類化合物即苝酰亞胺(PDI)，具有較高的電子遷移率和電子親和力、在可見光區具有很強的吸光能力、易調節的能級、低的合成成本，而廣泛應用于有機半導體技術領域。異靛藍分子不僅具有缺電子的作用成為D-A型分子的核心骨架，另外可以通過一系列對結構的修飾來調節異靛藍的分子能級(最高已占分子軌道-HOMO和最低分子未占軌道-LUMO)，從而使異靛藍分子成為一個理想的吸電子骨架基團。但現有的發現中，還未將這兩種構筑單元融合起來進行系統的研究。

因此，通過一種簡單、綠色的方法合成出一種新的苝酰亞胺融合異靛藍單體，對合成D-A聚合物的發展具有重要的意義。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種新型的、穩定的、溶解性好的基于苝酰亞胺共軛平面擴展的D-A聚合物，該聚合物有效提高了有機半導體的器件性能。

為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案是這樣的：一種基于苝酰亞胺共軛平面擴展的D-A聚合物，該聚合物的結構通式如式(I)所示：

式中R，R’為C5～C18的叉鏈或者直鏈，n為1～100的正整數；所述基于苝酰亞胺共軛平面擴展的D-A聚合物，R或R’為以下基團中的一種(n，m為正整數)：

Ar為以下基團中的一種：

Ar’為以下基團中的一種：

所述聚合物的分子結構如下任一所示：

本發明還提供了另一種基于苝酰亞胺共軛平面擴展的D-A聚合物，該聚合物的結構通式如式(II)所示：

式中R，R’為C5～C18的叉鏈或者直鏈，n為1～100的正整數；所述基于苝酰亞胺共軛平面擴展的D-A聚合物，R或R’為以下基團中的一種：

所述聚合物的分子結構為：

本發明的目的之二在于提供上述基于苝酰亞胺共軛平面擴展的D-A聚合物(I)的制備方法，包括以下步驟：

步驟S1：在惰性氣體保護下，向含催化劑存在的四氫呋喃中加入1,7-二溴苝酰亞胺和6-硼酯靛紅，于80℃下進行Suzuki偶聯反應，后光催化關環反應，純化后得到化合物a1；