[发明专利]一种单一分子量共轭芴-偶氮苯精确序列齐聚物及其合成方法与应用

说明书

本发明公开了一种单一分子量共轭芴‑偶氮苯精确序列齐聚物及其合成方法与应用，丰富和拓展了主链含芴和偶氮苯研究的用途。具体而言，本发明的聚合物通过下列步骤的方法制备：1）偶氮苯、芴供体的获得；2）不同代数芴的获得；和3）不同序列主链含偶氮苯和芴共轭单分散聚合物的获得。本发明的单分散共轭聚合物具有较佳的产品加工性能与物理性能；与此同时，本发明采用迭代逐步增长策略与点击反应联合并精确控制偶氮苯位置精密合成出结构精确、序列不同的聚合物，实验操作简单易行，为精准探究结构与性能之间关系的研究提供理论依据；此外，本发明的方法所使用的化学试剂在空气中稳定，操作简便，效率高，便于工业化生产。

技术领域

本发明属于单分散共轭聚合物领域，涉及一种主链含芴和偶氮苯精确序列的共轭单分散聚合物的制备方法和应用。

背景技术

共轭聚合物作为一类常见的有机材料，因其刚性共轭结构，优异的热、化学稳定性以及光电独特性能而被广泛用于有机发光二极管，太阳能电池，场效应晶体管和光电检测等领域（Schelkle, K. M.; Bender, M.; Jeltsch, K.; Buckup, T.; Mullen, K.;Hamburger, M.; Bunz, U. H., Angew Chem Int Ed Engl 2015, 54 (48), 14545-8.Segura, J. L.; Martín, N.; Guldi, D. M., Chem. Soc. Rev. 2005, 34 (1), 31-47.）。受到其独特性能及广泛应用前途的启发，具有精确结构的单一分子量共轭聚合物引起化学领域的广泛关注。通过对共轭聚合物进行精确设计及研究，可以更加深入地了解性质与结构之间的关系。高分子序列结构（链长度、分散度、单体顺序）的微小差异会对其光电性能、结晶性等产生显著的差异，如单一分子量共轭低聚物的分子量与其光学、热学性质的依赖关系（Zhang, X.; Qu, Y.; Bu, L.; Tian, H.; Zhang, J.; Wang, L.; Geng, Y.;Wang, F.,Chem-Eur. J. 2007,13 (21), 6238-6248.Liu, Q.; Liu, W.; Yao, B.;Tian, H.; Xie, Z.; Geng, Y.; Wang, F., Macromolecules 2007,40 (6), 1851-1857.）聚合物的单体顺序与光学性能的依赖性（Okano, K.; Tsutsumi, O.; Shishido,A.; Ikeda, T., Journal of the American Chemical Society 2006,128 (48), 15368-15369.Yu, Z.; Hecht, S., Angew.Chem. 2013,52 (51), 13740-13744.）然而，如何制备具有精确结构、组成和单体顺序的人工聚合物成为了另外一大挑战。

发明内容

针对上述情况，本发明的目的在于提供一种主链含芴和偶氮苯的共轭单分散聚合物的制备方法和用途。本发明的产物中，聚芴作为共轭聚合物中的一类，因具有刚性结构，优异的热、化学稳定性，侧链易修饰，荧光量子效率高等优势，是最具有发展前景的高效蓝色发光材料；偶氮苯作为一类常见的光、热及还原响应的刺激响应基团，能够在光照射或加热状态下发生可逆的顺反异构。将其引入聚合物的主链时，光致顺反异构化会显著影响齐聚物/聚合物的分子构型，形成可逆的卷曲/解卷曲的过程。此外，含偶氮苯的共轭聚合物具有快速的光致异构化能力和效率，通常被认为是最有前途的光电材料之一。本发明将刺激响应性偶氮苯引入到聚芴共轭聚合物中，制备单分散芴-偶氮苯聚合物能够获得更加性能的光电材料。