[发明专利]含4,9-二氮杂芘的共轭聚合物及其制备方法与应用

权利要求书

1.含4,9-二氮杂芘的共轭聚合物，其特征在于：具有如下式Ⅰa或式Ⅰb所示的结构： 

（式Ⅰa）； 

或 

（式Ⅰb）； 

其中，R为C₁～C₂₄的烷基；Ar为以下共轭单元中的一种：烷基取代的共轭单元，烷氧基取代的共轭单元，烷基和烷氧基同时取代的共轭单元；0<x≤1，0≤y<1，x+y=1；n为3～1000的整数。 

2.根据权利要求1所述的含4,9-二氮杂芘其特征在于：所述的Ar共轭单元为乙烯撑基，乙炔撑基，碳氢原子构成的芳香环，碳氮氢原子构成的芳香杂环，碳氮氧氢原子构成的芳香杂环，碳硫氢原子构成的芳香杂环，碳硅氢原子构成的芳香杂环，碳氮硫氢原子构成的芳香杂环，碳硅硫氢原子构成的芳香杂环中的一种或其多种组合。 

3.制备权利要求1或2所述的含4,9-二氮杂芘方法，其特征在于由含4,9-二氮杂芘与Ar单体进行共聚制备。 

4.根据权利要求3所述的制备含4,9-二氮杂芘的共轭聚合物的方法，其特征在于：所述的含4,9-二氮杂芘单体为5,10-二烷氧基-2,7-二卤代-4,9-二氮杂芘（式Ⅱa），5,10-二烷氧基-2,7-二(2-卤代-噻吩-5-)-4,9-二氮杂芘（式Ⅱb）中的一种，其结构通式如下： 

（式Ⅱa） 

（式Ⅱb） 。

5.根据权利要求4所述的制备含4,9-二氮杂芘的共轭聚合物的方法，其特征在于：所述的5,10-二烷氧基-2,7-二卤代-4,9-二氮杂芘的制备方法为： 

将10mmol的2,7-二卤代-5,10-二酮-4,9-二氮杂芘在200mL的N，N-二甲基甲酰胺中与22mmol的叔丁醇钾和30mmol的1-溴烷烃反应30小时后，倒入水中并萃取，然后经过硅胶色谱柱分离提纯得到重排产物5,10-二烷氧基-2,7-二卤代-4,9-二氮杂芘。 

6.根据权利要求4所述的制备含4,9-二氮杂芘的共轭聚合物的方法，其特征在于：所述的5,10-二烷氧基-2，7-二(2-卤代-噻吩-5-)-4，9-二氮杂芘的制备方法为： 

（1）将2mmol的5,10-二烷氧基-2,7-二卤代-4,9-二氮杂芘与3.5mmol的2-三甲基锡噻吩，以0.08mmol的四（三苯基磷）合钯作为催化剂，于30mL的甲苯中100℃反应18小时后，倒入水中并萃取，然后经过硅胶色谱柱分离提纯得到5,10-二烷氧基-2,7-二噻吩-4,9-二氮杂芘； 

（2）再将步骤（1）中制备的0.7mmol的5,10-二烷氧基-2,7-二噻吩-4,9-二氮杂芘于50mL的氯仿中与1.6mmol的N-溴代丁二酰亚胺反应12小时后，除去溶剂后重结晶即得到5,10-二烷氧基-2，7-二(2-卤代-噻吩-5-)-4,9-二氮杂芘。 

7.根据权利要求3所述的制备含4,9-二氮杂芘其特征在于：所述的Ar单体为碳氢原子构成的芳香环，碳氮氢原子构成的芳香杂环，碳氮氧氢原子构成的芳香杂环，碳硫氢原子构成的芳香杂环，碳硅氢原子构成的芳香杂环，碳氮硫氢原子构成的芳香杂环，碳硅硫氢原子构成的芳香杂环中的一种或多种组合。 

8.根据权利要求4所述的制备含4,9-二氮杂芘的共轭聚合物的方法，其特征在于具体步骤如下： 

在氮气气氛下向反应瓶中加入含4,9-二氮杂芘单体0.25mmol，和Ar单体0.25mmol，加入10mL有机溶剂溶解，再加入0.01mmol钯络合物催化剂，加热回流下搅拌反应48小时，冷却后，用甲醇沉降出聚合物，干燥后的产物溶于甲苯中，采用硅胶层析色谱柱，用甲苯作洗脱剂，浓缩洗脱液，在甲醇中沉降，最后产物在真空下干燥得到含4,9-二氮杂芘单体的共轭聚合物。 

9.权利要求1或2所述的含4,9-二氮杂芘的共轭聚合物在制备聚合物发光二极管器件的发光层、制备聚合物场效应晶体管中的半导体活性层或制备聚合物太阳能光伏电池的活性层中的应用。 

10.权利要求1或2所述的含4,9-二氮杂芘的共轭聚合物的应用，其特征是应用于聚合物本体异质结太阳电池的给体相，与电子受体材料C₆₀或其衍生物、有机电子受体材料或无机纳米晶混合制成溶液，涂覆在ITO玻璃或缓冲层上，制备成薄膜，然后在其上蒸镀金属制备成器件。