[发明专利]一种带有磷酸酯基的三苯胺及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于光电子材料与器件领域的化合物，更具体是涉及一种带有磷酸酯基的三苯胺及其制备方法。

背景技术

自1977年日本科学家白川英树发现聚乙炔导电以来，这种被称为“第四代高分子”材料的导电聚合物以其突出的光电性能吸引了众多科学家进行研究。导电高分子与具有相同或相近用途的无机材料相比，具有密度低，易加工，合成选择范围广等优点。由于这类材料结构的共轭特性，使它能传输电荷，受激发光，从而能够或潜在可能在许多电子或光电子器件上得到应用，例如包括聚合物发光二极管、光伏电池、场效应晶体管、化学和生物探测器等。潜在的应用前景和广泛的应用领域促使科学家竞相研究这类具有光电活性的共轭材料，包括多种共轭结构的小分子，以及聚乙炔，聚吡咯，聚噻吩，聚苯胺，聚芴，聚咔唑等。

20世纪70年代以来，许多不同结构和功能的共轭聚合物纷纷涌现，其中含有亲水基团的聚合物材料所具备的异于普通共轭聚合物的性能越来越引起人们的兴趣。对于这类材料的初步研究是从上世纪80年代开始的，共轭主链的存在使得这类聚合物具有一般中性半导体聚合物的基本特征，而烷基链末端亲水基团的存在，使得这类材料具备了一些与众不同的化学和物理性能。由于侧链上强亲水基团的存在，使得大多数聚合物都能溶解于极性的有机溶剂或者水中，使得这类材料可以在许多环境友好的溶剂(比如：醇和水)中进行加工，它们这一特殊的溶解性也为我们制备多层的光电器件提供了可能。同时，某些特殊的官能团可以和一些蛋白质、核酸等具有生物活性的物质或者不同体积的金属离子发生络合作用，进而表现出聚合物主链光谱的不同响应，这一现象使得这类材料在化学和生物传感器方面有了广泛的应用。由于不同的带正负电荷的离子发生互相吸附，影响聚合物主链间的堆砌，这类聚合物可以形成具有超分子结构的聚集态形貌；同时，带正负电荷的离子在电场的作用下能发生迁移，结合聚合物主链的载流子传输特性和能带结构，也使得这类材料在多层的光电器件中也成为一类有效的辅助材料。

近年来，研究人员一直在努力寻求改善和提高有机发光二极管，光伏电池，场效应晶体管、化学和生物探测器性能的方法，材料的制备是非常重要的要素之一。所以许多研究小组都致力于开发具有高量子效率，色纯度好，稳定性好的含有亲水基团的有机发光材料；以及载流子迁移率高，能带结构可控，具有特殊溶解性的界面修饰材料。要实现这些目标，需要研制更多的新型的含有亲水基团的共轭分子和聚合物材料，其中设计合成新型共轭单元就显得非常重要。

发明内容

本发明的目的在于针对已有技术存在的不足，提供一种带有磷酸酯基的三苯胺及其制备方法，本发明可用于构造新型带有磷酸酯基的三苯胺分子材料和基于含磷酸酯基的三苯胺为主链结构单元的聚合物。

本发明的带有磷酸酯基的三苯胺具有如下所示的结构：

其中，R₁为溴、碘、氯、三烷基锡、4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂戊硼烷-2-基中的一种，R₂为C₁～C₄的烷基，m为2～12；所述三烷基锡中的烷基的碳数目为1～4。

本发明还提供具有上述结构的双溴取代的带有磷酸酯基的三苯胺、双碘取代的带有磷酸酯基的三苯胺和双氯取代的带有磷酸酯基的三苯胺的制备方法，包括如下两个步骤：

第一步：在惰性气氛的保护下，将氢氧化钾溶解于无水甲醇中并将溶液缓慢的滴加到4-羟基-N，N-双-(4-卤代苯基)-苯胺的甲醇溶液中，常温搅拌1小时后，将混合溶液缓慢滴加到头尾取代的二溴代烷烃的乙醇溶液中，加热回流反应12小时。待反应结束后将混合溶液降至室温并倒入蒸馏水中，用二氯甲烷萃取，用蒸馏水洗涤多次后分离出有机相。有机相用无水硫酸镁干燥，过滤后除去溶剂，用硅胶色谱柱分离提纯得到中间体产物1；

第二步：在惰性气氛的保护下，将中间体产物1溶解于亚磷酸三烷基酯中，加热至140℃反应过夜。待反应结束后将混合溶液冷却至室温，减压蒸馏除去剩余的溶剂，粗产物用硅胶色谱柱分离提纯得到目标产物。

本发明还提供具有上述结构的双-(三烷基锡)取代的带有磷酸酯基的三苯胺制备方法，包括如下步骤：