[发明专利]聚(三苯基丙烯腈)聚合物及其合成

说明书

一种方法，涉及聚(三苯基丙烯腈)(PTPAN)的合成，该方法包括：使二溴代芳烃、内二炔和亚铁氰化钾多偶联，从而得到多偶联的二溴代芳烃、内二炔和亚铁氰化钾；以及通过使用乙酸钯和碳酸氢钠来催化多偶联的二溴代芳烃、内二炔和亚铁氰化钾，从而制备聚(三苯基丙烯腈)(PTPAN)，其中在氮气中在规定的温度下使催化在二甲基乙酰胺中进行规定的时间。此外，聚(三苯基丙烯腈)(PTPAN)为聚合物并且包含P1a‑d/2a‑b/3的骨架结构，其中x和y是整数；其中各R独立地选自由1a、1b、1c和1d组成的组；并且其中各R’独立地选自由2a和2b组成的组

交叉引用

本申请要求2016年10月13日提交的临时美国专利申请No.62/496,291的优先权，该临时美国专利申请由本发明人提交，并且其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明大致涉及聚合物的合成，更具体而言，涉及通过二炔的一锅三组分聚芳基氰化反应来合成聚(三苯基丙烯腈)聚合物，还涉及聚(三苯基丙烯腈)相应的特征。

背景技术

开发高效的固态发光材料具有学术上和实际应用上的重要意义，因此备受关注。然而，常规发光材料在形成聚集体时，其发光通常会部分淬灭或者甚至完全淬灭，这成为阻碍这种材料发展的问题。由于发光材料在实际应用中通常作为固体薄膜使用，因此这种浓度淬灭(ACQ)效应必需得到解决。最近，发现了一类新的发光团，其在溶液中只发出微弱的荧光或者不发光，但在聚集时则显示出增强的荧光。这种与ACQ效应完全相反的不寻常现象，被称为聚集诱导发光(AIE)。迄今为止，已经开发了多种具有不同结构和功能的AIE分子。典型的AIE发光团(AIEgen)(如四苯基乙烯(TPE)、三苯基乙烯(TriPE)和六苯基噻咯(HPS))的共同特征为具有可自由旋转的外围芳环的螺旋桨形结构。当把AIEgen结合到聚合物结构中时，通常能够得到具有AIE性质的聚合物。

与AIE聚合物的小分子量单元相比，AIE聚合物显示出许多独特的优点，如可调节的结构和拓扑，以及容易修饰多种官能团。此外，AIE聚合物通常具有良好的加工性，因此可以通过简单和节能的技术制成大面积的固体薄膜和器件。这些独特的性能使AIE聚合物能够在聚集态或固态下，应用于各种高新科技，例如敏感和选择性的荧光化学传感器、具有高量子效率的有机发光二极管中的高效发光体、多重响应材料、光刻图案化、生物成像等。受到此类展望的吸引，通过聚合物科学家的精心努力，已经报道了各种AIE聚合物，例如聚乙炔、聚亚苯基、聚三唑和聚(亚苯基乙烯)。

通常通过以下几种方式得到这些大分子：(1)使用具有AIEgen的单体进行聚合；(2)将AIEgen连接到可聚合单体上，通过这些单体的均聚或共聚生成在侧链中具有AIEgen的聚合物；(3)使用AIEgen作为聚合引发剂，以生成末端具有AIEgen的聚合物。虽然通过这些策略可以容易地获得具有不同结构和性质的AIE聚合物，但是携带AIEgen的单体需要通过耗时的合成途径进行预合成。产生AIE聚合物的另一种方法是在聚合过程中，通过非AIE活性反应物的反应，原位产生AIEgen。这种合成路线可以简化整个生产过程。此外，研究人员甚至可以利用荧光来监测聚合过程。然而，开发这样的系统仍然具有挑战性，并且仅具有少量的文献报道。此外，这些报道的聚合物的分子量不是很高(M_w小于20,000)。这可能是由反应条件温和、效率高且对于AIEgen的反应范围宽的有机反应有限。

发明内容

在一个实施方案中，本发明涉及这样一种聚合物，其中所述聚合物是聚(三苯基丙烯腈)(PTPAN)并且包含以下骨架结构：

其中x和y是整数；

其中各R独立地选自由下列组成的组：

并且其中各R’独立地选自由下列组成的组：