[发明专利]含噻吩和噻吩吡咯二酮单元的芴类共聚物及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种含噻吩和噻吩吡咯二酮单元的芴类共聚物，其特征在于，其具有以下结构式(I)：

式中：R₁、R₂、R₃为氢或C₁-C₂₀的烷基；x+y＝1，x≠0，y≠0；n为1-200之间的整数；Ar为含噻吩单元的基团。

2.根据权利要求1所述的含噻吩和噻吩吡咯二酮单元的芴类共聚物，其特征在于，所述Ar为以下结构式(D1～D7)单体中的一种：

式中：R₄、R₅、R₆、R₇、R₈、R₉为氢或C₁-C₂₀的烷基；R₁₀、R₁₁、R₁₂、R₁₃、R₁₄为C₁-C₂₀的烷基；m是重复单元数，m为1-10之间的整数。

3.一种含噻吩和噻吩吡咯二酮单元的芴类共聚物的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：

提供芴类单体B₁、噻吩类单体B₂、噻吩吡咯二酮类单体B₃；

式中：R₁、R₂、R₃为氢或C₁-C₂₀的烷基；Ar为含噻吩单元的基团；

无氧环境中，在催化剂、碱溶液和第一有机溶剂存在下，将B₁、B₂、B₃置于65℃～120℃下进行Suzuki反应24～72小时，得到结构式(I)的含噻吩和噻吩吡咯二酮单元的芴类共聚物溶液；其中，B₁、B₂、B₃以摩尔比1.0∶c∶d，c＞0，d＞0，0.9≤c+d≤1.1；所述Suzuki反应式如下：

式中：x+y＝1，x≠0，y≠0；n为1-200之间的整数。

4.根据权利要求3所述的含噻吩和噻吩吡咯二酮单元的芴类共聚物的制备方法，其特征在于，还包括所述芴类单体B₁的制备步骤：

在无氧环境中，将2，7-二溴-9，9-二烷基芴(A₁)和正丁基锂在-100℃～-25℃下以摩尔比1.0∶2.0～1.0∶4.0加入至第二有机溶剂中；然后加入2-异丙氧基-4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二杂氧戊硼烷，恢复至室温继续反应24～48小时，得到2，7-双(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二杂氧戊硼烷基)-9，9-二烷基芴(B₁)；其中，所述第二有机溶剂为四氢呋喃、乙醚、二氯甲烷、三氯甲烷或乙酸乙酯中的至少一种；所述2-异丙氧基-4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二杂氧戊硼烷的加入量为A₁摩尔量的2.0～4.0倍；

其反应式如下：

5.根据权利要求3所述的含噻吩和噻吩吡咯二酮单元的芴类共聚物的制备方法，其特征在于，还包括所述芴类单体B₂的制备步骤：

在无氧环境中，将噻吩类原料(A₂)和N-溴代丁二酰亚胺在0℃～30℃下以摩尔比1.0∶2.0～1.0∶2.5加入至第三有机溶剂中，反应12～48小时，得到A₂的二溴产物(B₂)；其中，所述第三有机溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、乙醚、二氯甲烷、三氯甲烷、乙酸乙酯或醋酸中的至少一种；

其反应式如下：

Ar+NBS→Br-Ar-Br

A₂         B₂。