[發明專利]一類新型紫精聚合物及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202110406882.1
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113072688B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 劉淑娟;車雪婷;趙強;莊艷玲;黃維
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: C08G61/12
• 分類號: C08G61/12;C08G61/02;G16C20/10
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 盧霞

本發明公開了一類新型紫精聚合物及其制備和應用，所述新型紫精聚合物由紫精受體單元與咔唑衍生物或芴衍生物給體單元結合形成，是一種同時包含供體?受體的聚合物且在聚合物化學結構中的每個聚合重復單元中既存在電子供體部分，又存在受體部分，在外加電場作用下聚合物可以在兩種導電狀態之間切換，可應用于電阻開關存儲器；同時所述新型紫精聚合物本身具有良好的氧化還原性，在得失電子的過程中伴隨著顏色變化，可應用于電致變色器件。

技術領域

本發明屬于有機光電功能材料領域，更具體地說，涉及一類新型紫精聚合物及其制備方法與應用。

背景技術

傳統半導體存儲器的信息存儲主要通過半導體的充電和放電實現，而有機存儲器的信息存儲則利用有機活性層在外電場刺激下通過低導態與高導態之間的電學轉變實現的。有機存儲材料具有多樣化的分子結構，通過分子結構的設計，可以實現對有機存儲器存儲性能的調控。以咔唑為骨架結構的電致變色聚合物作為廣泛的電致變色聚合物中的一類，表現出良好的電致變色性能。在電阻型存儲器中，材料固有的特性在電場作用下會發生變化，如構象轉變、電荷轉移、氧化還原、相位變化等，從而產生高阻態和低阻態，實現存儲性。有機存儲材料在電阻式存儲領域得到了科學家的廣泛關注，被認為是很有潛力的一種新型存儲材料。導電聚合物因其獨特的光電性能而成為非常具有發展前景的材料。其中咔唑類導電聚合物以其容易形成穩定的極子，擁有高電荷遷移率，電致變色特性和光化學穩定性等各種有利的特性不斷吸引著人們的研究熱情。

專利CN110105336A-紫精衍生物電致變色材料及其制備方法，提供了一種可以得到雙極性電致變色器件，采用的是一種具有較高對比度的電致變色的紫精衍生物，該紫精衍生物同時引入了吡咯和咔改善了紫精化合物核心基團上的缺電子狀態。此方案中制備的紫精衍生物應用于電致變色器件具有一定的優越性，但作為有機存儲材料其電荷轉移能力和穩定性均仍有待提高。

發明內容

針對上述存在的問題，本發明旨在提供一類新型紫精聚合物的制備與應用。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：本發明的一類新型紫精聚合物是將芴衍生物給體單元或咔唑衍生物給體單元引入紫精受體上，利用一個重復單元中既存在電子供體部分，又存在受體部分，在外加電場作用下聚合物可以在兩種導電狀態之間切換，該性能在電阻開關存儲器應用中得到了廣泛研究。與此同時，重復單元中的紫精受體部分在外加電場的刺激下，其光學屬性，包括透射率、吸收率和反射率也會發生可逆變化，進而可制成顏色變化明顯的電致變色功能器件。

本發明公開的一類新型紫精聚合物包括Vio-W，Vio-K兩種，結構式分別為：

其中，X^-為下列中的任意一個：X^-＝Cl^-,Br^-,I^-,PF₆^-,BF₄^-,TFSI^-；

其中，R1和R2為具有正整數個碳原子的支鏈、直鏈、環狀烷基鏈或環狀烷醚鏈；

其中，n₁為2～6正整數個碳原子的烷基直鏈；n為大于1的整數。

所述的新型紫精聚合物的合成路線如下：

所述的新型紫精電致變色聚合物具體合成步驟為：

(1)化合物2的制備：4,4'-聯吡啶和碘甲烷在乙腈或二氯甲烷中回流反應12h以內，反應結束后，將溶液旋干，層析柱提純，旋干得到化合物2；

(2)化合物4的制備：將化合物3即3,5-二溴苯酚和二溴乙烷溶解在丙酮中，再向溶液中加入適量的相轉移催化劑四丁基溴化銨和氫氧化鉀，回流反應16～36h；冷卻到室溫，旋蒸除去大量溶劑，之后用二氯甲烷與水萃取，取有機相旋干，層析柱提純得到化合物4；