[发明专利]主链含有噻吩并[3,2-b]噻吩乙烯的共轭聚合物及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及共轭聚合物材料，特别涉及主链含有噻吩并[3，2-b]噻吩乙烯的共轭聚合物，以及该共轭聚合物的制备方法和用途。

背景技术

共轭聚合物，包括噻吩及其衍生物(PTs)、聚苯乙炔及其衍生物(PPVs)、聚对苯撑及其衍生物(PPPs)以及杂环芳烃的聚合物，由于具有一定的光电活性，所以在光电领域得到了广泛的应用，尤其是在有机聚合物太阳能电池和场效应晶体管中有广泛的应用前景，报导的文献有(1)Liu，J.；Kadnikova，E.N.；Liu，Y.；McGehee，M.D.；Frechet，J.M.J.，J.Am.Chem.Soc.，2004，126：6550～6551；及(2)Ong，B.S.；Wu，Y.；Liu，P.；Gardner，S.，J.Am.Chem.Soc.，2004，126：3378～3379等。人们通过修饰噻吩支链等来拓宽其吸收，通过在主链中引入稠环芳香单元来提高其迁移率。

例如，Hou等通过将共轭支链噻吩单元引入到体系中，得到了一系列宽吸收的聚噻吩衍生物，经过这种修饰后，聚合物在可见光区域的吸收明显得到拓宽，降低了能隙，用此种聚合物制得的太阳能电池的效率明显提高，报导的文献有(1)Jianhui Hou，Zhan’ao Tan，Yong Yan，Youjun He，Chunhe Yang，and Yongfang Li.J.Am.Chem.Soc.，2006，128，4911～4916；及(2)Jianhui Hou，Zhan’ao Tan，Youjun He，Chunhe Yang，and Yongfang Li.Macromolecules，2006，39，4657～4662等。Martin等人将稠环噻吩单元引入到聚合物主链中，通过这种修饰提高了聚合物的迁移率，用此种聚合物制得的场效应晶体管的性能明显得到改善(Martin Heeney，Clare Bailey，Kristijonas Genevicius，MaximShkunov，David Sparrowe，Steve Tierney，and Iain McCulloch.J.Am.Chem.Soc.，2005，127，1078～1079)。

发明内容

本发明的目的之一在于提供噻吩并[3，2-b]噻吩与乙烯的碳-碳双键共聚得到的主链含有噻吩并[3，2-b]噻吩乙烯的共轭聚合物。

本发明的目的之二在于提供一种主链含有噻吩并[3，2-b]噻吩乙烯的共轭聚合物的制备方法。

本发明的目的之三在于提供主链含有噻吩并[3，2-b]噻吩乙烯的共轭聚合物的用途。

本发明的目的之四在于提供用于制备主链含有噻吩并[3，2-b]噻吩乙烯的共轭聚合物的3-己基-噻吩并[3，2-b]噻吩化合物的制备方法。

本发明的目的之五在于提供用于制备主链含有噻吩并[3，2-b]噻吩乙烯的共轭聚合物的3，4-二己基-噻吩并[3，2-b]噻吩化合物的制备方法。

本发明的主链含有噻吩并[3，2-b]噻吩乙烯的共轭聚合物为：

2，2’-聚-3-己基-噻吩并[3，2-b]噻吩乙烯             简称PHBTV

或

2，2’-聚-3，4-二己基-噻吩并[3，2-b]噻吩乙烯        简称PDHBTV

其结构分别为：

其中：聚合物的聚合度m的范围是200≥m≥100；C₆H₁₃-n为正己基。

本发明的主链含有噻吩并[3，2-b]噻吩乙烯的共轭聚合物的制备方法是采用Still-coupling反应，是将噻吩并[3，2-b]噻吩与乙烯的碳-碳双键共聚得到的。

本发明的主链含有噻吩并[3，2-b]噻吩乙烯的共轭聚合物的制备方法的合成路线如下：

式中的n-C₆H₁₃为正己基，n-C₄H₉为正丁基。(i)N，N’-二甲基甲酰胺，N-溴代琥珀酰亚胺，室温反应6～24小时；(ii)Pd(PPh₃)₄，甲苯，80～120℃，反应12～24小时。

本发明的主链含有噻吩并[3，2-b]噻吩乙烯的共轭聚合物的制备方法包括以下步骤：