含噻吩并噻吩-二噻吩并苯并三唑-苯并噻二唑类共轭聚合物及其制备方法与应用的利记博彩app
【专利摘要】本发明提供一种含噻吩并噻吩-二噻吩并苯并三唑-苯并噻二唑类共轭聚合物及其制备方法与应用。该共轭聚合物为具有如下结构式的化合物P，其中，R1为C1～C17的烷基，R2为H或C1～C12的烷基，n为5～60之间的自然数。该含噻吩并噻吩-二噻吩并苯并三唑-苯并噻二唑类共轭聚合物具有较大的光吸收范围、光电转化效率，制备方法简单可控，在聚合物太阳能电池、有机电致发光和有机场效应晶体管领域有很好的应用前景。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光电材料【技术领域】，特别是涉及一种含噻吩并噻吩-二噻吩并苯并三 唑-苯并噻二唑类共轭聚合物及其制备方法与应用。 含噻吩并噻吩-二噻吩并苯并三唑-苯并噻二唑类共轭聚 合物及其制备方法与应用
【背景技术】
[0002] 制备成本低、效能高的太阳能电池一直是光伏领域的研究热点和难点。目前已商 业化的硅太阳能电池由于生产工艺复杂、成本高，应用受到限制。为了降低成本，拓展应用 范围，长期以来人们一直在寻找新型的太阳能电池材料。聚合物太阳能电池因为原料价格 低廉、质量轻、柔性、生产工艺简单、可用涂布、印刷等方式大面积制备等优点而具有优越的 市场前景。自 1992 年 N.S.Sariciftci 等在 SCIENCE(N. SSariciftci, L.Smilowitz, Αχ Heeger， et al. Science, 1992, 258, 1474) 上报道共轭聚合物与 C6(l 之间的光诱导 电子转 移现象后，人们在聚合物太阳能电池方面投入了大量研究，并取得了飞速的发展。
[0003] 聚合物太阳能电池未来面临的挑战之一就是合成新型的P-型共轭聚合物，它需 要具备以下特点：(a)良好的溶解性，有利于溶剂加工，实现工业化生产；(b)对整个太阳光 光谱有宽而强的吸收；（c)高的载流子迁移率，有利于载流子传输。其中如何拓宽聚合物材 料的光吸收范围，使其光吸收范围最大程度地覆盖整个太阳光光谱将是研究的重点。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种含噻吩并噻吩-二噻吩并苯并三唑-苯并噻二唑类共 轭聚合物，本发明的目的还在于提供上述含噻吩并噻吩-二噻吩并苯并三唑-苯并噻二唑 类共轭聚合物的制备方法及应用。
[0005] 第一方面，本发明提供了一种含噻吩并噻吩-二噻吩并苯并三唑-苯并噻二唑类 共轭聚合物，为具有如下结构式的共轭聚合物P :
[0006]
【权利要求】
1. 一种含噻吩并噻吩-二噻吩并苯并三唑-苯并噻二唑类共轭聚合物，其特征在于，为 具有如下结构式的共轭聚合物P :
式中，Ri为Ci?C17的烷基，R2为Η或Ci?C12的烷基，η为5?60之间的自然数。
2. 如权利要求1所述的含噻吩并噻吩-二噻吩并苯并三唑-苯并噻二唑类共轭聚合 物，其特征在于，包括以下共轭聚合物中的一种：
3. -种含噻吩并噻吩-二噻吩并苯并三唑-苯并噻二唑类共轭聚合物的制备方法，包 括以下步骤： 分别提供如下结构式表示的化合物Α和化合物Β :
式中，&为Q?C17的烷基，R2为Η或Q?C12的烷基； 在惰性气体氛围中，按照摩尔比为1. 1:1?1. 5:1将化合物A和化合物B加入到有机 溶剂中，再加入第一催化剂，在60?120° C温度下进行Stilie偶合反应24?72h，停止 反应后，分离纯化得到具有如下结构式的共轭聚合物P :
式中，&为Q?C17的烷基，R2为Η或Q?C12的烷基，η为5?60之间的自然数。
4.如权利要求3所述的含噻吩并噻吩-二噻吩并苯并三唑-苯并噻二唑类共轭聚合物 的制备方法，其特征在于，所述化合物Α由以下方法制备得到： (1) 分别提供如下结构式表示的化合物a和化合物b :
式中，&为Q?C17的烷基，R2为Η或Q?C12的烷基； (2) 化合物c的合成： 在惰性气体氛围内，在反应瓶中依次加入化合物a、化合物b、碳酸盐、第二催化剂、反 应溶剂，反应体系中化合物a与化合物b的摩尔比为1:1. 1?1:1. 2,碳酸盐的摩尔用量为 化合物a的3?5倍；将反应物在60?120° C下搅拌回流反应24?72h后，冷却至室温， 将反应液倒入蒸馏水中猝灭反应，用二氯甲烷萃取，合并有机相后用饱和食盐水洗涤，干燥 过滤，硅胶柱分离纯化后得到如下结构式所示的化合物c的粗产物；
式中，&为Q?C17的烷基，R2为Η或Q?C12的烷基； (3) 化合物A的合成： 在无水无氧条件下，将化合物c加入四氢呋喃中，搅拌溶解并冷却至-78° C，用注射 器缓慢加入2. 5mmol/L的正丁基锂的正己烷溶液，滴加完毕，在-78° C下搅拌反应2?3h 后，再加入三甲基氯化锡的四氢呋喃溶液，反应体系中正丁基锂的摩尔用量为化合物C的 2. 2?2. 5倍，三甲基氯化锡的摩尔用量为化合物c的2. 2?2. 5倍；保温反应0. 5?lh后 恢复到室温，继续反应20?24h ;停止反应后，减压蒸馏除去过量的溶剂和三甲基氯化锡， 得到化合物A。
5. 如权利要求3所述的含噻吩并噻吩-二噻吩并苯并三唑-苯并噻二唑类共轭聚合 物的制备方法，其特征在于，所述第一催化剂为双（三苯基膦）二氯化钯或四（三苯基膦） 钯；所述第一催化剂中的有机钯的摩尔用量为化合物B摩尔用量的0. 01%?5%。
6. 如权利要求3所述的含噻吩并噻吩-二噻吩并苯并三唑-苯并噻二唑类共轭聚合 物的制备方法，其特征在于，所述第一催化剂为摩尔比为1:2?1:20的三（二亚苄基丙酮） 二钯与三（2-甲苯基）膦的混合物；所述第一催化剂的摩尔用量为化合物A摩尔用量的 0. 01% ?5%。
7. 如权利要求4所述的含噻吩并噻吩-二噻吩并苯并三唑-苯并噻二唑类共轭聚合 物的制备方法，其特征在于，所述第二催化剂为双（三苯基膦）二氯化钯或四（三苯基膦） 钯，所述第二催化剂的摩尔用量为化合物a的0. 01%?5%倍，所述反应溶剂为四氢呋喃、 N，N-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜。
8. 如权利要求3所述的含噻吩并噻吩-二噻吩并苯并三唑-苯并噻二唑类共轭聚合物 的制备方法，其特征在于，有机溶剂为四氢呋喃、N，N-二甲基甲酰胺或甲苯。
9. 如权利要求3所述的含噻吩并噻吩-二噻吩并苯并三唑-苯并噻二唑类共轭聚合物 的制备方法，其特征在于，所述分离纯化方法为： 将反应混合液减压蒸除过量的有机溶剂，再滴加到甲醇中进行沉降，抽滤，甲醇洗涤， 干燥；然后通过氧化铝柱层析，氯仿淋洗，蒸馏，除去有机溶剂，甲醇沉降，抽滤，得到的固体 用丙酮索氏提取，甲醇沉降，抽滤，真空泵下抽过夜得到共轭聚合物P。
10. 如权利要求1或2所述的含噻吩并噻吩-二噻吩并苯并三唑-苯并噻二唑类共轭 聚合物在聚合物太阳能电池、有机电致发光器件和有机场效应晶体管中的应用。
【文档编号】C08G61/12GK104119503SQ201310146745
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2013年4月25日 优先权日:2013年4月25日
【发明者】周明杰, 管榕, 李满园 申请人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技术有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司