[发明专利]一种含有硫取代的二维共轭聚合物，其制备方法及其应用

权利要求书

1.一种式（I）所示的二维共轭聚合物

其中，在噻吩上的1、2、3位的碳原子上引入至少一个的含硫取代基，剩余的碳原子上引入其他取代基。优选地，所述含硫取代基是与噻吩上碳原子连接的第一个原子是硫的取代基，含硫取代基中的其他基团独立地选自氢原子，或碳原子数为1-30的烷基、芳烷基、杂烷基。

所述Ar可独立地选自下述单元中的一种：亚乙烯基、亚乙炔基、单环亚芳基、双环亚芳基、含有至少三个环的亚芳基、单环杂亚芳基、双环杂亚芳基、或至少三个环的杂亚芳基、或所述单环杂亚芳基、双环杂亚芳基、或至少三个环的杂亚芳基中的环与环之间耦合或通过单键连接的基团；所述Ar任选取代或未取代，当Ar被取代时，Ar基团可带有1个或2个取代基，所述取代基独立地为芳基、具有1到30个碳原子的烷基或烷氧基，或者在Ar基团上的两个相邻碳原子被取代以一起形成乙撑二氧基；

n代表聚合物的重复单元个数，其为5-1000之间的自然数。

2.根据根据权利要求1的聚合物，所述Ar中涉及的杂亚芳基可以含有1-4个杂原子，所述杂原子选自氮、氧、硫、硅、硒、磷、锗。在一些实施方案中，Ar选自未取代或取代的具有独立地选自氮、硫和硒的1至6个杂原子的单环、双环或三环杂亚芳基，其中Ar任选被苯基、烷基或硝基取代，或Ar基团上的两个相邻碳原子被取代以一起形成乙撑二氧基。

优选地，Ar选自含有或未含有硫的单环杂亚芳基与亚芳基或杂亚芳基的稠环基团。

还优选地，Ar选自含有1到4个氮原子的单环杂亚芳基。

更优选地，所述Ar选自下述式II列出的单元：

式II中R独立地选自:氢原子、卤素原子、被烷基、烷氧基、烷硫基、酯基、芳烷基、杂烷基，其中上述基团所涉及的烷基为1-30个碳原子的直链或支链烷基。

3.根据权利要求1或2的聚合物，其特征在于，所述二维共轭聚合物的噻吩上的1、2、3位的碳原子上引入一个、两个或三个硫取代基，剩余的碳原子上引入烷基取代基。

优选地，所述式I选自如下式III所示的聚合物：

其中，R₁,R₂，R₃中至少一个为碳原子数为1到30的直链或支链的烷硫基；剩余的R₁,R₂，R₃独立地选自：氢原子、卤素原子、烷基、烷氧基、烷硫基、酯基、羰基、芳烷基、杂烷基，其中上述基团所涉及的烷基为1-30个碳原子的直链或支链烷基；

Ar、n的定义同式I。

还优选地，选自下述式IV所示的聚合物：

其中，R₁为碳原子数为1到30的直链或支链的烷硫基、芳硫基、杂芳硫基；

Ar和n的定义同权利要求1或2。

还优选地，所示式I-式III选自下述式V所示的聚合物：

其中，R独立地选自:氢原子、烷基、酯基、羰基、芳烷基、杂烷基，其中上述基团所涉及的烷基为1-30个碳原子的直链或支链烷基；

X为卤素原子，如权利要求1或2所述。

还更优选地，所述可用下式VI来表示

其中，R独立地选自:氢原子、烷基、酯基、羰基、芳烷基、杂烷基，其中上述基团所涉及的烷基为1-30个碳原子的直链或支链烷基；

R₄,、R₅各自独立地选自:氢原子、卤素原子、砜基、氰基、烷基、烷氧基、烷硫基、酯基、羰基、芳烷基、杂烷基，其中上述基团所涉及的烷基为1-30个碳原子的直链或支链烷基。

Ar和n如权利要求1或2所定义。

优选地，上述的聚合物的数均分子量在1000到3000000,优选的数均分子量在5000-600000，进一步优选的数均分子量为10000-300000。聚合物分散度在1.5-5.0之间，优选为1.6-3.2。