[发明专利]金属卟啉-噻吩并吡嗪有机半导体材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种具有如下通式（I）的金属卟啉-噻吩并吡嗪有机半导体材料：

式中：n为1-100间的整数，R₁，R₂，R₃，R₄为相同或不相同的H、C₁-C₃₂的烷基、苯基或含有一个或多个C₁-C₃₂的烷基的苯基或烷氧基的苯基；M 为金属离子Zn²⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Co²⁺、Cd²⁺、Pt²⁺、Zr²⁺、Mn²⁺、Ni²⁺、Pb²⁺或Sn²⁺。

2.一种金属卟啉-噻吩并吡嗪有机半导体材料的制备方法，其特征在 于，所述制备方法包括如下步骤：

步骤S1、将二吡咯甲烷（A）、第一硅芴衍生物（B）以及第二硅芴衍 生物（C）按摩尔比i:j:k溶于含有氧化剂和第一催化剂的第一有机溶剂中， 并于20-100℃下反应1-24小时，得到硅芴卟啉衍生物（D），其中，i:j:k=2:1:1； 反应式如下：

式中，R₁，R₂，R₃，R₄为相同或不相同的H、C₁-C₃₂的烷基、苯基或含 有一个或多个C₁-C₃₂的烷基的苯基或烷氧基的苯基；

步骤S2、将步骤S1中得到的硅芴卟啉衍生物（D）和溴化剂按摩尔比 1:2～1:5溶于第二有机溶剂中，于0～120℃下反应1～72小时，得到二溴硅芴 卟啉衍生物（E）；反应式如下：

步骤S3、将步骤S2中得到的二溴硅芴卟啉衍生物（E）溶于第三有机 溶剂中，接着加入含M金属离子的溶液，于0-30℃下搅拌0.5-24小时，得 到二溴硅芴金属卟啉衍生物（F），其中，所述二溴硅芴卟啉衍生物（E）和 M金属离子的摩尔比为1:1～1:5；反应式如下：

其中，所述含M金属离子的溶液中，M金属离子选自Zn²⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、 Co²⁺、Cd²⁺、Pt²⁺、Zr²⁺、Mn²⁺、Ni²⁺、Pb²⁺或Sn²⁺中的一种，溶剂为甲醇、 乙醇或水中的至少一种；

步骤S4、无氧环境中，将步骤S3中得到的二溴硅芴金属卟啉衍生物（F） 和5,7-二(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二杂氧戊硼烷)基噻吩并[3,4-b]吡嗪（G）按摩 尔比1:2～2:1溶于含有第二催化剂的第四有机溶剂中，于50-120℃下进行 Stille耦合反应12～72小时，得到所述金属卟啉-噻吩并吡嗪有机半导体材料 （I）；反应式如下：

式中，n为1-100间的整数。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中， 所述第一催化剂为丙酸或三氟乙酸中的至少一种；所述氧化剂为二氯二氰 基苯醌；所述第一有机溶剂为三氯甲烷、二氯甲烷中的一种或两种。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中， 所述溴化剂为N-溴代丁二酰亚胺；所述第二有机溶剂为四氢呋喃、氯仿、 二甲基甲酰胺或邻二氯苯中的至少一种。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中， 所述第三有机溶剂为三氯甲烷、四氢呋喃、苯、甲苯或二氯甲烷中的至少 一种。