专利名称：并四苯-5,6:11,12-四羧酸二酰亚胺类化合物及其制备方法
技术领域：
本发明涉及 并四苯-5，6:11，12-四羧酸二酰亚胺类化合物、以及该化合物的制备方法，还涉及并四苯_5，6:11，12-四羧酸二酰亚胺类化合物在有机电致发光器件、有机热致色变元件、有机场效应晶体管、有机太阳能电池中作为吸光材料和电子传输材料的应用。
背景技术：
并苯类因为具有很大的共轭体系，被发现具有良好的电荷传输特性，并显示出了良好的场效应性能并且在柔性电子器件(泛Rev. 2004, 104, 4891 -AcIn. Mater.2002, 14, 99.)有着潜在的应用。蒽是目前被报道的体系最小的并苯类场效应性能材料，在温度较低时，其单晶迁移率约0. 02 cm2/Vs Uppl. Phys. Le11. 2004, 84,5383-5385.)。在十八烷基氯硅烷(ODTS)修饰的SiO2基底上，并四苯薄膜(為吵7. Phys.Lett. 2002，80, 2925-2927.)的迁移率达到 0. I cm2/Vs，其单晶 O； Appl. Phys. 2004，96, 2080-2086.)迁移率可达I. 3 cm2/Vs,开关比高达106。到目前为止对于并四苯的修饰仅有两类两类报道，一类是红荧烯，作为并四苯衍生物中的明星分子，尽管红荧烯的四个苯环取代基使整个分子并不是一个共平面体系，但四个侧位取代基却使相邻分子中心核间形成了较大的31-31重叠(5bie/ ce. 2004, 303,1644-1646.)。另一类是鲍哲南等人合成了一系列基于并四苯的卤代物。发现卤素的数量对于分子的堆积有密切关系，单个卤素取代的化合物呈现鱼骨状堆积，两个卤素取代的化合物呈现出滑移n堆积。基于的场效应晶体管显示了较大范围的迁移率，其中二溴取代物的迁移率高达I. 6 cm2/Vs，可能归因于其较大的重叠。(J. Am. Chem. Soc. 2004, 126,15322-15323.)。本发明发明者发现，高迁移率的N-type材料可以通过强吸电子取代基功能化传统的P-type核而得到，比如说全氟取代的并五苯O； Am. Chem. Soc. 2004，126,8138-8140)，并五苯的全部氢被吸电子的氟原子所取代，一方面提高了并五苯的稳定性，另一方面使全氟并五苯表现出N-type有机半导体性质，同样，强吸电子的酰亚胺功能化茈以及萘，即花酰亚胺(如职#. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 740-743)和萘酰亚胺(舱tore,2000，404, 478-481)，都表现出优异的的N-type场效应性能而被广泛的研究。但是，本领域仍有需求获得强吸电子酰亚胺取代的并四苯_5，6:11，12-四羧酸二酰亚胺类化合物，特别地，本领域仍有需求获得一类并四苯-5，6:11，12-四羧酸二酰亚胺类化合物，其可以在的溶液在空气中放置数周其紫外吸收峰没有改变，即具有非常好的稳定性，应该可以作为空气中稳定的n-型电子传输材料。此外，本领域仍有需求所述类型并四苯-5，6:11，12-四羧酸二酰亚胺类化合物在可见光以及近红外(350-830nm)有较宽的吸收。进而，本领域仍有需求一种简单高效的合成上述化合物的制备方法，并需要具有较高产率的制备方法。
发明内容
本发明的一个目的在于提供并四苯-5,6:11，12-四羧酸二酰亚胺类化合物。本发明的又一个目的在于提供制备上述目的化合物的方法。本发明涉及并四苯-5，6:11，12-四羧酸二酰亚胺化合物，其具有如下式I结构
权利要求
1.并四苯-5，6:11，12-四羧酸二酰亚胺化合物，其具有如下式I结构
2.如权利要求I所述化合物，其中R3和R4—起形成，或R8和R9 —起形成，下述基团取代或未被取代的，C3-30环烷基、C5-30芳基、C1-30烷基芳基、C1-30烷基杂芳基、C1-30烷基杂环基、C1-30亚烷基氧基芳基、C1-30亚烷基氧基杂芳基、C1-30亚烷基氧基杂环基。
3.如权利要求I或2所述化合物，其中芳基选自，取代或未被取代的，苯基，萘基，蒽基，菲基，并四苯基，并五苯基，并六苯基，芘基，茚基，联苯基，芴基。
4.如权利要求1-3任一项所述化合物，其中杂环基选自，取代或未被取代的，噻吩基、呋喃基、吡喃基、吩喝噻基、吡咯基、咪唑基、吡唑基、吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪基、吲嗪基、吲哚基、异吲哚基基、吲唑基、嘌呤基、喹嗪基、喹啉基、酞嗪基、萘啶基、喹喔啉基、蝶啶基、咔唑基、咔啉基、菲啶基、菲咯啉基、吖啶基、吩嗪基、噻唑基、吩噻嗪基、嚷唑基、吩嚷嗪基、嚷唑基、嚷二唑基、呋咱基、二噻吩并吡咯基、三并噻吩基、苯并嚷唑基、苯并咪唑基、苯并噻吩基、苯并噻唑基、苯并噻吩基、苯并呋喃基、苯并吡喃基、苯并吩嗜噻基、苯并吡咯基、苯并咪唑基、苯并吡唑基、苯并吡啶基、苯并吡嗪基、苯并嘧啶基、苯并哒嗪基、苯并吲嗪基、苯并吲哚基、苯并吲唑基、苯并嘌呤基、苯并喹嗪基、苯并喹啉基、苯并酞嗪基、苯并萘啶基、苯并喹喔啉基、苯并蝶啶基、苯并咔唑基、苯并咔啉基、苯并菲啶基、苯并菲咯啉基、苯并吖啶基、苯并吩嗪基、苯并噻唑基、苯并吩噻嗪基、苯并嚷唑基、苯并吩嚷嗪基、或上述基团的环与上述权利要求2所定义芳基的环稠合衍生的基团，或上述基团的组合，这些取代基中的每一个可以另外被取代。
5.如权利要求1-4任一项所述化合物，其中烷基选自，取代或未被取代的甲基，乙基，丙基，异丙基，正丁基，仲丁基，异丁基，叔丁基，戊基，己基，庚基，辛基，壬基、癸基、^^一碳烧基、十~■碳烧基、十二碳烧基、十四碳烧基、十五碳烧基、十TK碳烧基、十七碳烧基、十八碳烧基、十九碳烧基和~■十碳烧基。
6.如权利要求1-5任一项所述化合物，其中烷氧基选自，取代或未被取代的甲氧基，乙氧基，丙氧基，异丙氧基，正丁氧基，仲丁氧基，异丁氧基，叔丁氧基，戍氧基，己氧基，庚氧基，羊氧基，壬氧基、癸氧基、十一碳烧氧基、十~■碳烧氧基、十二碳烧氧基、十四碳烧氧基、十五碳烧氧基、十TK碳烧氧基、十七碳烧氧基、十八碳烧氧基、十九碳烧氧基和_■十碳烧氧基。
7.如权利要求1-6任一项所述化合物，其中亚烷基选自，取代或未被取代的亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚异丙基、亚正丁基、亚仲丁基、亚异丁基、亚叔丁基、亚戊基、亚己基、亚庚基、亚辛基、亚壬基、亚癸基、亚i^一碳烷基、亚十二碳烷基、亚十三碳烷基、亚十四碳烷基、亚十五碳烷基、亚十六碳烷基、亚十七碳烷基、亚十八碳烷基、亚十九碳烷基和亚二十碳烷基。
8.如权利要求1-7任一项所述化合物，其中环烷基选自，取代或未被取代的环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基、环癸基、i^一碳环烷基、十二碳环烷基、十三碳环烷基、十四碳环烷基、十五碳环烷基、十六碳环烷基、十七碳环烷基、十八碳环烷基、十九碳环烧基和_■十碳环烧基。
9.如权利要求1-8任一项所述化合物，其中杂芳基选自，取代或未被取代的，吡咯基、吡嗪基、吡啶基、喷哚基、异叼丨哚基、呋喃基、苯并呋喃基，、异苯并呋喃基、喹啉基、I-异喹啉基、喹喔啉基、咔唑基、菲啶基、吖啶基、邻二氮杂菲基、吩嗪基、吩噻嗪基、吩噻嗪基、吩嚆嗪基、囉唑基、呋咕基、噻吩基。
10.如权利要求1-9任一项所述化合物，其中nR3> R4> R5> R6> R7> R8> R9和R1O,相同或不同，分别独立地代表卤代CI-30烷基，优选地，全卤代CI-30烷基，其中优选地被氟、氯、溴、碘取代。
11.如权利要求1-10任一项所述化合物，其中所述取代基选自 -烷基，其具有1-16碳原子， -烷氧基，其具有1-16碳原子， -芳基，其具有5-16碳原子， -环烷基，其具有3-16碳原子， -杂环基团，其具有5-16碳原子，基团其中包含的杂原子T基团选自B，Si, Sn, N,O,S 和 Se; -杂芳基，其具有1-16碳原子， -芳烷基，其具有5-16碳原子，其中烷基部分具有1-16碳原子。
12.如权利要求11所述化合物，所述取代基选自 -烷基，如甲基，乙基，异丙基，叔丁基，正辛基，正癸基，正十二烷基，正十四烷基，正十六烷基或正十八烷基； -环烷基，如环丙基，环戊基，或环己基； -链烯基,如乙烯基,烯丙基,2- 丁烯基，或3-戊烯基； -炔基，如炔丙基或3-戊炔基， -芳基，如苯基，对-甲基苯基，萘基或蒽基； -氨基，如氨基，甲基氨基，二甲基氨基，二乙基氨基，二苄基氨基，二苯基氨基，或二甲苯基氣基; -烷氧基，如甲氧基，乙氧基，丁氧基或2-乙基己氧基； -芳氧基，如苯基氧基，I-萘氧基，或2-萘氧基； -杂芳氧基，如吡啶基氧基，吡唑基氧基，嘧啶基氧基或喹啉基氧基； -酰基，如乙酰基，苯甲酰基，甲酰基或新戊酰基； _烧氧基擬基，如甲氧基擬基或乙氧基擬基； -芳氧基羰基，如苯基氧基羰基； -酰氧基，如乙酰氧基或苯甲酰氧基； -酰胺基，如乙酰氨基或苯甲酰基氨基； _烧氧基擬基氣基，如甲氧基擬基氣基； -芳氧基氧基氨基，如苯基氧基羰基氨基； -磺酰基氨基，如甲烷磺酰基胺基或苯磺酰基氨基； -氨磺酰基，如氨基磺酰基，甲基氨基磺酰基，二甲基氨基磺酰基，或苯基氨基磺酰基; -氨基甲酰基，如氨基甲酰基，甲基氨基甲酰基，二乙基氨基甲酰基，或苯基氨基甲酰基; _烧硫基，如甲硫基或乙硫基； -芳硫基，如苯硫基； -杂芳基硫基，如吡啶基硫基，2-苯并咪唑基硫基，2-苯并嚷唑基硫基，或2-苯并噻唑基硫基； -磺酰基，如甲磺酰基或甲苯磺酰基； -亚磺酰基，如甲基亚磺酰基或苯亚磺酰基； _服基，如服基，甲基服基或苯基服基； -磷酸酰胺基，如二乙基磷酸酰胺或苯基磷酰胺； -羟基； _疏基; -卤素原子(如氟原子，氯原子，溴原子，或碘原子)； _氰基; -磺基; -羧基； -硝基； -异羟肟酸基团； -亚磺基；-肼基； -亚氨基； -杂环基团，如咪唑基，吡啶基，喹啉基，呋喃基，噻吩基，哌啶基，吗啉代，苯并嚅唑基，苯并咪唑基，和苯并噻唑基； -甲娃烧基，如二甲基甲娃烧基或二苯基甲娃烧基。
13.如权利要求1-12任一项所述化合物，它们是
14.制备权利要求1-13任一项所述化合物的方法，其包括下述步骤 O ·使卤代茂金属试剂Cp2LX2与炔化合物B反应，得到式II和/或式III化合物
15.如权利要求14所述方法，其中，步骤I)中，将式VI化合物中加入溶剂，式VI化合物与溶剂的比例为O. 01 I. Ommo I/ml ο
16.如权利要求14或15所述方法，其中，四卤代四羧酸萘二酰亚胺化合物与式VI化合物的摩尔比例为I :1 10。
17.如权利要求14-16任一项所述方法，其中，向步骤I)产物中加入催化剂，催化剂与四卤代四羧酸萘二酰亚胺化合物摩尔比为10 1 I。
18.如权利要求14-17任一项所述方法，其中，反应温度控制在0°C 70°C。
19.如权利要求17或18所述方法，其中，所述的催化剂为氯化亚铜。
20.权利要求1-13任一项所述化合物在有机电致发光器件、有机热致色变元件、有机场效应晶体管、有机太阳能电池中作为吸光材料和电子传输材料的应用。
21.有机电致发光器件、有机热致色变元件、有机场效应晶体管或有机太阳能电池，其包含权利要求1-13任一项所述化合物。
全文摘要
本发明涉及下式I的并四苯-5,6:11,12-四羧酸二酰亚胺类化合物、以及该化合物的制备方法，其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9和R10，相同或不同，分别独立地代表氢、取代或未被取代的，C1-30烷基、C1-30烷氧基、C3-30环烷基、C5-30芳基、C1-30烷基芳基、C1-30烷基杂芳基、C1-30烷基杂环基、C1-30亚烷基氧基烷基、C1-30亚烷基氧基芳基、C1-30亚烷基氧基杂芳基、C1-30亚烷基氧基杂环基。
文档编号H01L51/54GK102617572SQ20111003341
公开日2012年8月1日 申请日期2011年1月31日 优先权日2011年1月31日
发明者岳晚, 王朝晖 申请人:中国科学院化学研究所