[发明专利]二酮基吡咯并吡咯聚合物和小分子

摘要

本发明涉及包含式(I)的重复单元的聚合物以及式(II)化合物，其中Y、Y¹⁵、Y¹⁶和Y¹⁷相互独立地为式(a)的基团，其特征在于聚合物和化合物包含含硅的增溶侧链，以及它们在有机器件中，尤其是在有机光伏器件和光电二极管中，或者在含有二极管和/或有机场效应晶体管的器件中作为有机半导体的用途。本发明聚合物和化合物可以在有机溶剂中具有优异溶解性和优异成膜性能。此外，当本发明聚合物和化合物用于有机场效应晶体管、有机光伏器件和光电二极管中时，可以观察到高能量转换效率、优异的场效应迁移率、良好的开/关电流比和/或优异的稳定性。

主权项

一种包含下式的重复单元的聚合物：其中a为0、1、2或3，a’为0、1、2或3；b为0、1、2或3；b’为0、1、2或3；c为0、1、2或3；c’为0、1、2或3；R¹和R²可以相同或不同且选自C₁‑C₁₀₀烷基，其可以任选被C₁‑C₁₂烷基、C₁‑C₁₂烷氧基、卤素、C₅‑C₁₂环烷基、硝基、氰基、乙烯基、烯丙基、C₆‑C₂₄芳基、C₂‑C₂₀杂芳基或E^Si取代一次或多次；和/或可以任选被‑O‑、‑S‑、‑NR³⁹‑、‑COO‑、‑CO‑、‑OCO‑、C₆‑C₂₄亚芳基、C₂‑C₂₀亚杂芳基、C₃‑C₁₂亚环烷基或D^Si间隔，C₂‑C₁₀₀链烯基，其可以任选被C₁‑C₁₂烷基、C₁‑C₁₂烷氧基、卤素、C₅‑C₁₂环烷基、硝基、氰基、乙烯基、烯丙基、C₆‑C₂₄芳基、C₂‑C₂₀杂芳基或E^Si取代一次或多次；和/或可以任选被‑O‑、‑S‑、‑NR³⁹‑、‑COO‑、‑CO‑、‑OCO‑、C₆‑C₂₄亚芳基、C₂‑C₂₀亚杂芳基、C₃‑C₁₂亚环烷基或D^Si间隔，C₃‑C₁₀₀炔基，其可以任选被C₁‑C₁₂烷基、C₁‑C₁₂烷氧基、卤素、C₅‑C₁₂环烷基、硝基、氰基、乙烯基、烯丙基、C₆‑C₂₄芳基、C₂‑C₂₀杂芳基或E^Si取代一次或多次；和/或可以任选被‑O‑、‑S‑、‑NR³⁹‑、‑COO‑、‑CO‑、‑OCO‑、C₆‑C₂₄亚芳基、C₂‑C₂₀亚杂芳基、C₃‑C₁₂亚环烷基或D^Si间隔，C₃‑C₁₂环烷基，其可以任选被C₁‑C₁₂烷基、C₁‑C₁₂烷氧基、卤素、C₅‑C₁₂环烷基、硝基、氰基、乙烯基、烯丙基、C₆‑C₂₄芳基、C₂‑C₂₀杂芳基或E^Si取代一次或多次；和/或可以任选被‑O‑、‑S‑、‑NR³⁹‑、‑COO‑、‑CO‑、‑OCO‑、C₆‑C₂₄亚芳基、C₂‑C₂₀亚杂芳基、C₃‑C₁₂亚环烷基或D^Si间隔，C₆‑C₂₄芳基，其可以任选被C₁‑C₁₂烷基、C₁‑C₁₂烷氧基、卤素、C₅‑C₁₂环烷基、硝基、氰基、乙烯基、烯丙基、C₆‑C₂₄芳基、C₂‑C₂₀杂芳基或E^Si取代一次或多次；C₂‑C₂₀杂芳基，其可以任选被C₁‑C₁₂烷基、C₁‑C₁₂烷氧基、卤素、C₅‑C₁₂环烷基、硝基、氰基、乙烯基、烯丙基、C₆‑C₂₄芳基、C₂‑C₂₀杂芳基或E^Si取代一次或多次；‑CO‑C₁‑C₁₈烷基、‑CO‑C₅‑C₁₂环烷基、‑COO‑C₁‑C₁₈烷基，它们可以任选被C₁‑C₁₂烷基、C₁‑C₁₂烷氧基、卤素、C₅‑C₁₂环烷基、硝基、氰基、乙烯基、烯丙基、C₆‑C₂₄芳基、C₂‑C₂₀杂芳基或E^Si取代一次或多次；和/或可以任选被‑O‑、‑S‑、‑NR³⁹‑、‑COO‑、‑CO‑、‑OCO‑、C₆‑C₂₄亚芳基、C₂‑C₂₀亚杂芳基、C₃‑C₁₂亚环烷基或D^Si间隔，E^Si为‑SiR¹⁶¹R¹⁶²R¹⁶³或‑O‑SiR¹⁶¹R¹⁶²R¹⁶³；D^Si为‑SiR¹⁶¹R¹⁶²‑、‑SiR¹⁶¹R¹⁶²‑(O‑SiR¹⁶¹R¹⁶²)_d‑或‑O‑SiR¹⁶¹R¹⁶²‑；R¹⁶¹、R¹⁶²和R¹⁶³相互独立地为氢，C₁‑C₂₅烷基，可以任选被C₁‑C₄烷基取代的C₃‑C₁₂环烷基；C₁‑C₂₅卤代烷基，C₂‑C₂₅链烯基，‑O‑SiR¹⁶⁴R¹⁶⁵R¹⁶⁶，‑(O‑SiR¹⁶⁴R¹⁶⁵)_d‑R¹⁶⁶，C₁‑C₂₅烷氧基，C₃‑C₂₄(杂)芳氧基，NR¹⁶⁷R¹⁶⁸，卤素，C₁‑C₂₅酰氧基，苯基，被C₁‑C₂₄烷基、卤素、氰基或C₁‑C₂₅烷氧基取代1‑3次的苯基；R¹⁶⁴、R¹⁶⁵和R¹⁶⁶相互独立地为氢，C₁‑C₂₅烷基，可以任选被C₁‑C₄烷基取代的C₃‑C₁₂环烷基；C₁‑C₂₅卤代烷基，C₂‑C₂₅链烯基，‑O‑SiR¹⁶⁹R¹⁷⁰R¹⁷¹，‑(O‑SiR¹⁶⁹R¹⁷⁰)_d‑R¹⁷¹，C₁‑C₂₅烷氧基，C₃‑C₂₄(杂)芳氧基，NR¹⁶⁷R¹⁶⁸，卤素，C₁‑C₂₅酰氧基，苯基，被C₁‑C₂₄烷基、卤素、氰基或C₁‑C₂₅烷氧基取代1‑3次的苯基；R¹⁶⁹、R¹⁷⁰和R¹⁷¹相互独立地为氢，C₁‑C₂₅烷基，可以任选被C₁‑C₄烷基取代的C₃‑C₁₂环烷基；C₁‑C₂₅卤代烷基，C₂‑C₂₅链烯基，‑O‑Si(CH₃)₃，C₁‑C₂₅烷氧基，C₃‑C₂₄(杂)芳氧基，NR¹⁶⁷R¹⁶⁸，卤素，C₁‑C₂₅酰氧基，苯基，被C₁‑C₂₄烷基、卤素、氰基或C₁‑C₂₅烷氧基取代1‑3次的苯基；R¹⁶⁷和R¹⁶⁸相互独立地为氢，C₆‑C₁₈芳基；被C₁‑C₁₈烷基或C₁‑C₁₈烷氧基取代的C₆‑C₁₈芳基；或者可以任选被一个或多个氧或硫原子间隔的C₁‑C₂₅烷基；或C₇‑C₂₅芳烷基；d为1‑50的整数；R³⁹为氢，C₁‑C₁₈烷基，C₁‑C₁₈卤代烷基，C₇‑C₂₅芳烷基或C₁‑C₁₈链烷酰基，Ar¹、Ar1^’、Ar²、Ar^2’、Ar³和Ar^3’相互独立地为例如其中X为‑O‑、‑S‑、‑NR⁸‑、‑Si(R¹¹)(R^11’)‑、‑Ge(R¹¹)(R^11’)‑、‑C(R⁷)(R^7’)‑、‑C(＝O)‑、‑C(＝CR¹⁰⁴R^104’)‑、R³和R^3’相互独立地为氢，卤素，E^Si，卤代C₁‑C₂₅烷基，氰基，可以任选被一个或多个氧或硫原子间隔的C₁‑C₂₅烷基；C₇‑C₂₅芳烷基，被一个或多个E^Si取代的C₁‑C₂₅烷基，或C₁‑C₂₅烷氧基；R⁴、R^4’、R⁵、R^5’、R⁶和R^6’相互独立地为氢，卤素，E^Si，卤代C₁‑C₂₅烷基，氰基，可以任选被一个或多个氧或硫原子间隔的C₁‑C₂₅烷基；C₇‑C₂₅芳烷基，被一个或多个E^Si取代的C₁‑C₂₅烷基，或C₁‑C₂₅烷氧基；R⁷、R^7’、R⁹和R^9’相互独立地为氢，可以任选被一个或多个氧或硫原子间隔的C₁‑C₂₅烷基；可以被一个或多个E^Si取代的C₁‑C₂₅烷基，或C₇‑C₂₅芳烷基，或者R⁷和R^7’或R⁹和R^9’一起为＝CR¹⁰⁴R^104’；R⁸和R^8’相互独立地为氢，C₆‑C₁₈芳基；被C₁‑C₁₈烷基或C₁‑C₁₈烷氧基取代的C₆‑C₁₈芳基；或者可以任选被一个或多个氧或硫原子间隔的C₁‑C₂₅烷基；被一个或多个E^Si取代的C₁‑C₂₅烷基，或C₇‑C₂₅芳烷基，R¹¹和R^11’相互独立地为C₁‑C₂₅烷基，C₇‑C₂₅芳烷基或苯基，它们可以被C₁‑C₈烷基和/或C₁‑C₈烷氧基取代1‑3次；R¹²和R^12’相互独立地为氢，卤素，氰基，可以任选被一个或多个氧或硫原子间隔的C₁‑C₂₅烷基，C₁‑C₂₅烷氧基，C₇‑C₂₅芳烷基或其中R¹³为C₁‑C₁₀烷基或三(C₁‑C₈烷基)甲硅烷基；或者Ar¹、Ar^1’、Ar²、Ar^2’、Ar³和Ar^3’相互独立地为例如例如其中X^1’为S、O、NR¹⁰⁷‑、‑Si(R¹¹⁷)(R^117’)‑、‑Ge(R¹¹⁷)(R^117’)‑、‑C(R¹⁰⁸)(R¹⁰⁹)‑、‑C(＝O)‑、‑C(＝CR¹⁰⁴R^104’)‑、R¹⁰⁴和R^104’相互独立地为氢、氰基、COOR¹⁰³、C₁‑C₂₅烷基或C₆‑C₂₄芳基或C₂‑C₂₀杂芳基；R¹⁰³为C₁‑C₂₅烷基，可以任选被一个或多个氧或硫原子间隔的C₁‑C₂₅烷基，或为C₇‑C₂₅芳烷基；R¹⁰⁵、R^105’、R¹⁰⁶和R^106’相互独立地为氢、卤素、氰基、可以任选被一个或多个氧或硫原子间隔的C₁‑C₂₅烷基；C₇‑C₂₅芳烷基或C₁‑C₁₈烷氧基，R¹⁰⁷为氢，C₇‑C₂₅芳烷基，C₆‑C₁₈芳基；被C₁‑C₁₈烷基或C₁‑C₁₈烷氧基取代的C₆‑C₁₈芳基；C₁‑C₁₈全氟烷基；可以被‑O‑或‑S‑间隔的C₁‑C₂₅烷基；或者‑COOR¹⁰³；R¹⁰³如上所定义；R¹⁰⁸和R¹⁰⁹相互独立地为H，C₁‑C₂₅烷基，被E取代和/或被D间隔的C₁‑C₂₅烷基，C₇‑C₂₅芳烷基，C₆‑C₂₄芳基，被G取代的C₆‑C₂₄芳基，C₂‑C₂₀杂芳基，被G取代的C₂‑C₂₀杂芳基，C₂‑C₁₈链烯基，C₂‑C₁₈炔基，C₁‑C₁₈烷氧基，被E取代和/或被D间隔的C₁‑C₁₈烷氧基，或C₇‑C₂₅芳烷基，或者R¹⁰⁸和R¹⁰⁹一起形成式＝CR¹¹⁰R¹¹¹的基团，其中R¹¹⁰和R¹¹¹相互独立地为H，C₁‑C₁₈烷基，被E取代和/或被D间隔的C₁‑C₁₈烷基，C₆‑C₂₄芳基，被G取代的C₆‑C₂₄芳基，或C₂‑C₂₀杂芳基或被G取代的C₂‑C₂₀杂芳基，或者R¹⁰⁸和R¹⁰⁹一起形成5或6员环，其任选可以被C₁‑C₁₈烷基、被E取代和/或被D间隔的C₁‑C₁₈烷基、C₆‑C₂₄芳基、被G取代的C₆‑C₂₄芳基、C₂‑C₂₀杂芳基、被G取代的C₂‑C₂₀杂芳基、C₂‑C₁₈链烯基、C₂‑C₁₈炔基、C₁‑C₁₈烷氧基、被E取代和/或被D间隔的C₁‑C₁₈烷氧基或C₇‑C₂₅芳烷基取代，D为‑CO‑、‑COO‑、‑S‑、‑O‑或‑NR¹¹²‑，E为C₁‑C₈硫代烷氧基、C₁‑C₈烷氧基、CN、‑NR¹¹²R¹¹³、‑CONR¹¹²R¹¹³或卤素，G为E或C₁‑C₁₈烷基，以及R¹¹²和R¹¹³相互独立地为H；C₆‑C₁₈芳基；被C₁‑C₁₈烷基或C₁‑C₁₈烷氧基取代的C₆‑C₁₈芳基；C₁‑C₁₈烷基；或被‑O‑间隔的C₁‑C₁₈烷基，R¹¹⁴为可以任选被一个或多个氧或硫原子间隔的C₁‑C₂₅烷基，R¹¹⁵和R^115’相互独立地为氢、卤素、氰基、可以任选被一个或多个氧或硫原子间隔的C₁‑C₂₅烷基、C₁‑C₂₅烷氧基、C₇‑C₂₅芳烷基或其中R¹¹⁶为C₁‑C₁₀烷基或三(C₁‑C₈烷基)甲硅烷基；R¹¹⁷和R^117’相互独立地为C₁‑C₂₅烷基、C₇‑C₂₅芳烷基或苯基，它们可以被C₁‑C₈烷基和/或C₁‑C₈烷氧基取代1‑3次；R¹¹⁸、R¹¹⁹、R¹²⁰和R¹²¹相互独立地为氢，卤素，卤代C₁‑C₂₅烷基，氰基，可以任选被一个或多个氧或硫原子间隔的C₁‑C₂₅烷基；C₇‑C₂₅芳烷基或C₁‑C₂₅烷氧基；R¹²²和R^122’相互独立地为氢，C₆‑C₁₈芳基；被C₁‑C₁₈烷基或C₁‑C₁₈烷氧基取代的C₆‑C₁₈芳基；或可以任选被一个或多个氧或硫原子间隔的C₁‑C₂₅烷基；或C₇‑C₂₅芳烷基；条件是基团R¹、R²、R³、R^3’、R⁴、R^4’、R⁵、R^5’、R⁶、R^6’、R⁷、R^7’、R⁸、R^8’、R⁹和R^9’中至少一个含有基团E^Si和/或D^Si。