[发明专利]二噻吩并苯并二噻吩类共轭聚合物材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.结构式如式I所示的聚合物：

其中，R₁为碳原子数为4到20的直链或支链的烷基，R₂为氢原子或碳原子数为4到20的直链或支链的烷基；R₃和R₄均独立的代表下述基团中的任意一种：氢，碳原子数为1-30的未取代或卤素取代的直链或支链的烷基，碳原子数为1-30的直链或支链的烷氧基，碳原子数为1-30的直链或支链的砜基，碳原子数为1-30的直链或支链的亚砜基，碳原子数为1-30的直链或支链的酯基，碳原子数为1-30的直链或支链的羰基，氰基，硝基，芳基，芳烷基，卤素，单键、双键、三键或其组合的取代基取代的芳基；

m为0-3之间的自然数；

n代表聚合物的重复单元个数，其为5-1000之间的自然数。

2.根据权利要求1所述的聚合物，其特征在于：所述式I中m＝1，所述式I为下述式Ⅱ所示的聚合物：

式Ⅱ中，R₁、R₂、R₃和R₄的定义同式Ⅰ，

式Ⅱ中n代表聚合物的重复单元个数，其为5-1000之间的自然数。

3.根据权利要求1所述的聚合物，其特征在于：所述式I中m＝0，所述式I为下述式Ⅲ所示的聚合物：

式Ⅲ中，R₁、R₂、R₃和R₄的定义同式Ⅰ，

式Ⅲ中n代表聚合物的重复单元个数，其为5-1000之间的自然数。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的聚合物，其特征在于：所述聚合物的数均分子量为1000至2,000,000，优选的数均分子量为3000至500,000，最优选的数均分子量为10,000至300,000。

5.式Ⅳ所示化合物：

式Ⅳ中，R₁为碳原子数为4到20的直链或支链的烷基，R₂为氢原子或碳原子数为4到20的直链或支链的烷基。

6.制备权利要求1-4中任一项所述聚合物的方法，包括下述步骤：

1)在丙酮液氮浴环境下，使式Ⅳ所示化合物与二异丙基氨基锂在四氢呋喃中进行反应，然后再向所述反应的反应体系中加入三甲基氯化锡继续反应，得到式Ⅴ所示的化合物；

式Ⅳ、式Ⅴ中，R₁、R₂的定义同式Ⅰ，

2)在惰性气体保护下，使式Ⅴ所示的化合物与式Ⅵ所示的共轭单元在钯催化剂的催化作用下进行反应，反应结束后加入甲醇沉析，过滤得到沉淀物，将沉淀物依次用甲醇、正己烷、氯仿洗涤沉，收集氯仿相，甲醇沉降，抽滤得到式Ⅰ所示聚合物；

式Ⅵ中，R₃和R₄的定义同所述式Ⅰ，m为0-3之间的自然数。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述步骤2)中，所述反应在下述至少一种溶剂中进行：甲苯、氯苯、二氯苯、N，N-二甲基甲酰胺和氯仿；所述式Ⅴ所示的化合物与式Ⅵ所示的共轭单元的摩尔比为1∶1；所述反应的反应时间为5分钟～72小时。

8.制备权利要求5所述式Ⅳ所示化合物的方法，包括下述步骤：

1)使式Ⅶ所示化合物与硝酸铈胺反应，得到式Ⅷ所示化合物；

2)在惰性气体保护下，使式Ⅷ所示化合物先于正丁基锂进行反应，然后向反应体系中加入式Ⅸ所示化合物，最后再加入二水合二氯化锡的盐酸溶液反应，得到式Ⅳ所示化合物；

式Ⅸ中，R₁、R₂的定义同式Ⅰ。

9.一种半导体组合物，由权利要求1-4中任一项所述的式Ⅰ所示聚合物和掺加剂组成；所述掺加剂为富勒烯或其衍生物中的至少一种；所述富勒烯或其衍生物优选为[6，6]-苯基C₆₁丁酸甲酯、[6，6]-苯基C₇₁丁酸甲酯或含茚富勒烯。