一类新型含缺电子芳环的蒽类衍生物及制备方法与用途
【专利摘要】本发明公开了一种含缺电子芳环的蒽类衍生物，其结构为，其中R1和R2独立地为缺电子芳环或吸电子基团，该类分子具有较好的电子迁移率，是一种性能和稳定性都很好的n型有机半导体材料，可以应用在OTFT、OPV、OLED等光伏器件中。该发明还公开了含缺电子芳环的蒽类衍生物的合成方法，首先以2,6-二溴蒽醌为原料制备了2,6-二溴-9,10-二甲氧基蒽，进一步通过suzuki偶联等方法在2,6-位引入缺电子芳环类结构，得到化合物2,6-二缺电子芳基-9,10-二甲氧基蒽；进一步制成9,10位为易离去基团的2,6-二缺电子芳基取代蒽衍生物，最后与氰化铜物反应得到目标含缺电子芳环的蒽类衍生物。
【专利说明】一类新型含缺电子芳环的蒽类衍生物及制备方法与用途
【技术领域】
[0001] 本发明属于有机薄膜晶体管（简称0TFT)材料【技术领域】，具体涉及一种含缺电子 芳环的蒽类衍生物及制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 有机光电材料作为OTFT的核心部分，按照传输时主要载流子的不同可以分为三 类：主要载流子为电子的n-型半导体，主要载流子为空穴的P-型半导体和同时传输空穴 和电子的双极型半导体。由于n-型半导体材料一般在空气中非常不稳定，所以目前大多数 高性能稳定的有机半导体的研究多以P-型为主。按照材料来分，又可以分为有机小分子场 效应晶体管和聚合物场效应晶体管。目前，对于小分子场效应材料来说，主要存在的一些问 题：（1)场效应晶体管的稳定性还有待提高；（2)高性能的n型小分子场效应材料，特别是 空气稳定高性能n型小分子场效应材料还比较缺乏；（3)大面积、溶液法制备场效应晶体管 的方法还不多；(4)贵金属电极需要低成本、性能稳定的替代物等。
[0003] OTFT在制造成本、制备条件等方面比无定型硅晶体管具有很大的优势，使得OTFT 工业化道路的前景变得更加广阔，但仍有许多问题需要解决，如现有的关于半导体能带理 论是建立在无机材料的基础上，对OTFT中一些现象无法给出合理的解释；有机半导体材料 类型过于单一，这也限制了有机晶体管的进一步发展。除此之外，具备高迁移率且在空气稳 定存在的半导体材料缺乏；大多数有机半导体材料难溶解且不易熔化，很难使用溶液成膜 技术制备器件；设计合成具有良好性质的n型有机半导体材料。尽管OTFT还存在一些问 题，但OTFT具有质轻、价廉、柔韧性好等优点，在各种显示装置以及存贮器件方面显示了较 好的应用前景。随着研究的不断深入，其良好的应用前景必将显现出来，并有望成为电子器 件的新一代产品。
[0004] 研制新型的n型有机半导体材料，提高电子迁移率，改善OTFT器件的性能，最终实 现产业化，具有现实意义。蒽类衍生物作为一类很好的半导体材料，在OTFT等有机半导体 器件中具有广泛的应用，在蒽类衍生物中，引入缺电子的芳环，能提高材料的器件性能，进 一步把材料应用到OTFT器件中，具有重要的应用意义。
【发明内容】
[0005] 本发明提供了一种含缺电子芳环的蒽类衍生物及制备方法和应用，该蒽类衍生物 具有很好的载流子迁移率，可以应用于OTFT等器件中。
[0006] -种含缺电子芳环的蒽类衍生物，其特征在于该衍生物的结构如通式（I)
[0007]
【权利要求】
1. 一种含缺电子芳环的蒽类衍生物，其特征在于该衍生物的结构如通式（I)
式（I)中Ri和R2独立地为吸电子基团或缺电子芳环；吸电子基团为氰基或三氟甲基； 缺电子芳环结构为式（I_a)，式（I_b)，式（I_c)，式（I_d)，式（I_e)，式（I_f)，式（I_j)，式 (I_h)，式（I_i)，式（I_j)，式（I_k)，式（1-1)，式（I_m)，式（I_n)，式（1_〇)，式（I_p)，式 (I-q)或式（I-r)中的任意一种，具体结构如下所示：
其中，A!，A2,A3,A4,A5,A6,A7,A8,A9,A10,An，A12,A13,A14,A15,A16,A17,A18,Al9,A20,A21，A22，A23,A24,A25,A26,A27,A28,A29,A30,A31，A32,A33,A34,A35,A36,A37,A38,A39,A40,A41，A42,A43,A44,A45 独立的为H，氰基或三氟甲基，" * "代表连接位置。
2. 根据权利要求1所述的含缺电子芳环的蒽类衍生物的制备方法，其特征在于，所述 的缺电子基团为含1个N原子的取代芳环、2个N原子的取代芳环、3个N原子的取代芳环 或4个N原子的取代芳环。
3. 根据权利要求书1所述的含缺电子芳环的蒽类衍生物，其特征在于化合物的9位和 10位的取代基为氰基。
4. 根据权利要求1所述的含缺电子芳环的蒽类衍生物的制备方法，其特征在于，包括 如下步骤： (1) 2,6-二溴蒽醌与硫代硫酸钠、碘甲烷反应得2,6-二溴-9,10-二甲氧基蒽，其结构 如下：
(2) 含溴缺电子芳环化合物与联硼酸频那醇酯在钯催化剂条件下反应，后处理之后得 到缺电子芳环的硼酸酯类化合物； (3) 在钯催化剂和碱的条件下2,6_二溴-9,10-二甲氧基蒽与缺电子芳环的硼酸酯类 或硼酸类化合物发生suzuki偶联反应，经后处理得到2,6-二缺电子芳基-9,10-二甲氧基 蒽，结构如下所示：
⑷2,6_二缺电子芳基取代-9,10-二甲氧基蒽脱去甲基，制成9,10位为易离去基团的 2,6-二缺电子芳基取代蒽衍生物，其结构如下：
其中9,10位的馬为易离去基团； (5)9,10位为易离去基团的2,6_二缺电子芳基取代蒽基在碱性条件下与氰化物反应 得到所述的含缺电子芳环的蒽类衍生物，其结构如下：
5. 根据权利要求4所述的含缺电子芳环的蒽类衍生物的制备方法，其特征在于， 所述步骤（4)中9,10位为易离去基团的2,6_二缺电子芳基取代蒽衍生物，其结构式
中R3为三氟甲磺酸基、甲磺酸基、取代的苯磺酸基、F、Cl、Br或I。
6. -种应用于OTFT中的n型有机半导体材料，其特征在于，包含权利要求1中的含缺 电子芳环的蒽类衍生物。
【文档编号】H01L51/30GK104276997SQ201410451647
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年9月5日 优先权日:2014年9月5日
【发明者】孟鸿, 贺耀武, 黄维, 闫立佳, 赵阳 申请人:南京友斯贝特光电材料有限公司