[发明专利]制备并五苯醌类中间体化合物和并五苯衍生物的方法

说明书

技术领域

本发明属于有机合成领域，具体的涉及一种制备并五苯醌类中间体化合物和并五苯类化合物的方法。

背景技术

并五苯(pentacene)是一种新的有机半导体材料，其属于塑料半导体。通常情况下，塑料由许多排列无序的大分子组成。加大电流通电后，塑料内部会形成凌乱的网状物，并马上停止导电。然而又发现，某些结构的塑料却具有半导体特性，也能传输电流。科学家们进一步研究发现，通过在塑料内渗入某些物质，可以改变其物理化学特性，使其具有较好的导电性能。这些发现为导电塑料取代硅晶体成为新一代半导体材料奠定了基础。

作为一种新兴的有机发光显示器件(Organic Light Emitting Device，简称OLED)材料，并五苯是目前制作性能稳定的OTFT的常用材料，呈现出相当于非晶硅的高迁移率。因此并五苯类化合物的合成工艺研究是近年来在光电化学及材料科学领域内一个热门的研究课题，亦是当前国际显示技术上的一个研究热点。

目前，合成并五苯的方法主要有两种：

1.使用含有三氟甲磺酸的酸组合物将双(苄基)苯二甲酸环化，形成取代的并五苯二酮，然后经过还原芳构化而得到并五苯。

2.以二氢-亚乙烯基-低聚苯和二取代环戊二烯为前体进行D-A加成，加成物在高温下转化为低聚苯。

这两种合成方法都有其局限性，如：前体化合物不易获得，工艺繁琐且产率偏低，或需要较苛刻的工艺条件等等，不适合产业化和系列化。

并五苯为五个苯环直线绸和而成的多环芳香性化合物，苯环上没有取代基，在一般有机溶剂中，因五个相连的苯环的多芳环分子之间的π-π相互作用力很强，而并五苯分子与溶剂的作用力较弱，从而导致并五苯分子聚合在一起而不溶解。并五苯在光和空气中都不稳定，在一般有机溶剂中溶解度都较低，因而在制备并五苯晶体有机场效应晶体管时，并五苯薄膜的制备主要是采用真空蒸发的方法，这一缺陷大大地限制了并五苯在OLED和OTFT中的应用。而在绸和的五个苯环的特定位置引入一些多烷基取代的给电子基所得到的并五苯衍生物不仅具有高溶解性，而且给电子基团的引入也可改变其相应的电荷性质，从而改善其载流子迁移率参数。具体结构改变如下所示：

并五苯                          多烷基取代的并五苯衍生物

其中R₁和R₂相同或不同，R₁和R₂独自的为烷基、烷氧基、多烷基硅基或烷硫基等；R₃为无、烷基或炔基等。

目前，合成多烷基取代的并五苯衍生物的方法都有其局限性，如：前体化合物不易获得，工艺繁琐、产率偏低或工艺条件较苛刻等等，不适合产业化和系列化。

例如，皇家飞利浦电子股份有限公司报道的方法中，关键步骤——分解重排反应必需高达200～300℃的高温条件，而且其前体化合物需要多步反应才能制备。反应式如下：

再例如，美国3M创新有限公司所采用的付-克反应需要用到强酸体系；反应式如下：

高纯度并五苯类化合物产品外观为紫色。国内外研究机构提供的样品大多数绿色或蓝绿色，是因为产品被氧化而不纯的缘故。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了克服现有的合成并五苯衍生物的方法存在前体化合物不易获得、工艺繁琐、产率偏低或工艺条件较苛刻，不易应用于工业化生产的缺陷，而提供一种简单易行、步骤少、产率和纯度高、原料简单易得，工艺条件温和的新方法。

本发明首先涉及式D或G所示的中间体并五苯醌类化合物的合成方法：

(1)在有机溶剂中，将化合物A和对苯醌B经狄尔斯-阿尔德加成反应，制得化合物C；将化合物C经反应，即可制得中间体D；其中，化合物A和B的摩尔比为2∶1。

其中，R₁为烷基、烷氧基、多烷基硅基或烷硫基

(2)将化合物A和化合物E经狄尔斯-阿尔德加成反应，制得化合物F；将化合物F  经反应，即可制得中间体G；其中，化合物A和E的摩尔比为1∶1。

其中，R₁和R₂为烷基、烷氧基、多烷基硅基或烷硫基，R₁和R₂不同。

其中，化合物E由下述方法制得：在有机溶剂中，将化合物L和对苯醌B经狄尔斯-阿尔德加成反应即可，其中，化合物L和B的摩尔比为1∶1。