[發(fā)明專利]一種含硒/碲雜環(huán)類聚合物及其制備方法和轉(zhuǎn)化方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110673726.1
• 申請日: 2021-06-17
• 公開（公告）號: CN113429575A
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐本忠;胡蓉蓉;彭建文;秦安軍;趙祖金
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: C08G79/00
• 分類號: C08G79/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;江裕強

本發(fā)明公開了一種含硒/碲雜環(huán)類聚合物及其制備方法和轉(zhuǎn)化方法。所述含硒/碲雜環(huán)類聚合物包括聚1,4?二硒/碲烯類聚合物和聚硒/碲吩類聚合物；本方法在堿誘導(dǎo)的條件下，即可實現(xiàn)單質(zhì)硒/碲的活化，進而在溫度的調(diào)控下，與活化內(nèi)炔聚合選擇性地得到聚1,4?二硒/碲烯和聚硒/碲吩。同時，聚1,4?二硒/碲烯在高溫或氧化的條件向聚硒/碲吩轉(zhuǎn)化。本方法反應(yīng)條件溫和，操作簡單、綠色經(jīng)濟、節(jié)能環(huán)保，具有高反應(yīng)效率、高原子經(jīng)濟性、高區(qū)域選擇性的特點。合成的聚1,4?二硒/碲烯可以向聚硒/碲吩轉(zhuǎn)化。并且合成聚1,4?二硒/碲烯及聚硒/碲吩具有較高的熱穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子化學(xué)和材料學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種含硒/碲雜環(huán)類聚合物及其制備方法和轉(zhuǎn)化方法。

背景技術(shù)

共軛含硫族元素的雜環(huán)聚合物，如聚噻吩、聚硒吩以及聚碲吩，作為一類特殊的含硫族元素的聚合物，其熱穩(wěn)定性強、電子傳輸能力強以及易加工等優(yōu)點，而廣泛應(yīng)用于有機發(fā)光二極管、太陽能電池、熱電材料、熒光傳感、磁性納米材料、記憶材料等方面。聚硒吩相比于聚噻吩，芳香性降低，氧化后穩(wěn)定性更高，具有更低的帶隙，更低的氧化還原電勢，更優(yōu)異的電致變色性能，更強的醌式特性，不易扭曲，更加趨向于平面化，較強的Se-Se相互作用，賦予材料更高的電子遷移率。聚硒吩材料也可用于光電材料、熱電材料、光伏材料、有機薄膜晶體管、能量存儲、生物成像等領(lǐng)域。而這類非常有價值的聚硒吩有機半導(dǎo)體材料的合成比較困難，Asit Patra等人2020年在Polym.Chem.(2020,11,7275-7292)上發(fā)表了一篇關(guān)于聚硒吩合成方法的綜述，這些方法主要涉及硒吩單體、金屬催化劑、有毒試劑、反應(yīng)條件苛刻，反應(yīng)步驟較多等問題，在一定程度上，阻礙了聚硒吩材料的開發(fā)和應(yīng)用。聚碲吩的合成更是鮮有報道。因此通過簡單的條件、簡便的方法合成聚硒吩以及聚碲吩尤為必要。而單質(zhì)硒、單質(zhì)碲作為低毒性、穩(wěn)定、經(jīng)濟的原料，是合成聚硒吩、聚碲吩理想的硒源和碲源，因此，將其用于開發(fā)經(jīng)濟、綠色高效、操作簡便的方法，對于聚硒吩、聚碲吩的合成具有非常重要的意義。而聚1,4-二硒烯、聚1,4-二碲烯作為一類新型的含硒/碲雜環(huán)聚合物，其結(jié)構(gòu)從未被報道，這兩類聚合物的合成將極大地豐富含硒/碲雜環(huán)聚合物的種類，并且有利于其化學(xué)性質(zhì)的探索以及應(yīng)用領(lǐng)域的研究。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足之處，本發(fā)明的首要目的在于提供聚1,4-二硒烯、聚1,4-二碲烯、聚硒吩以及聚碲吩四類聚合物。

本發(fā)明的另一目的為提供上述聚1,4-二硒/碲烯以及聚硒/碲吩的制備方法。

本發(fā)明的再一目的為提供聚1,4-二硒/碲烯向聚硒/碲吩轉(zhuǎn)化的方法。

本發(fā)明的目的至少通過如下技術(shù)方案之一實現(xiàn)。

一種含硒/碲雜環(huán)類聚合物，包括聚1,4-二硒/碲烯類聚合物和聚硒/碲吩類聚合物；

所述聚1,4-二硒/碲烯類聚合物的結(jié)構(gòu)式為如下結(jié)構(gòu)通式中的一種：

所述聚硒/碲吩類聚合物的結(jié)構(gòu)式為如下結(jié)構(gòu)通式中的一種：

其中，X為硒或碲，n為2-500之間的整數(shù)；m為0-7之間的整數(shù)；R¹、R²、R³以及R⁴獨立選自芳基或烷基。

優(yōu)選地，所述R¹為以下取代基團中的一種：

其中，m為0-7之間的整數(shù)；

所述R²、R³以及R⁴獨立選自以下結(jié)構(gòu)式中的一種：

上述的含硒/碲雜環(huán)類聚合物的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：