[发明专利]5,6-二氟苯并噻唑及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于光电子材料与器件领域的化合物，更具体是涉及一种可用于构造新型苯并噻唑分子和新型含苯并噻唑的聚合物所需的5,6-二氟苯并噻唑及其制备方法。

背景技术

自1977年日本科学家白川英树发现聚乙炔导电以来，这种被称为“第四代高分子”材料的导电聚合物以其突出的光电性能吸引了众多科学家进行研究。导电高分子同具有相同或相近用途的无机材料相比，具有密度低，易加工，合成选择范围广等优点。由于这类材料结构的共轭特性，使它能传输电荷，受激发光，从而能够或潜在可能在许多电子或光电子器件上得到应用，例如包括聚合物发光二极管，光伏打电池，场效应管等。潜在的应用前景和广泛的应用领域促使科学家竞相研究这类具有光电活性的共轭材料，包括多种共轭结构的小分子，以及聚乙炔，聚吡咯，聚噻吩，聚苯胺，聚芴，聚咔唑等。

研究人员一直在努力寻求改善和提高聚合物发光二极管，光伏打电池，场效应管性能的方法，材料是最重要的因素之一。所以许多研究小组一直致力于开发具有高量子效率，色纯度好，长期稳定性好的发光聚合物，以及可见光范围吸收波段宽、载流子迁移率高的聚合物。要实现这些目标，需要研制更多的新型共轭分子材料和聚合物材料，其中设计合成新型共轭单元就显得十分重要。比如，“合成金属”（Synthetic Metals）156(2006)38对含苯并二噻唑的聚合物的光伏性质进行了研究。

发明内容

本发明的目的在于针对已有技术存在的缺点，提供5,6-二氟苯并噻唑，可用于构造新型苯并噻唑分子材料和新型含苯并噻唑的聚合物材料。

本发明的目的还在于提供所述的5,6-二氟苯并噻唑的制备方法。

本发明的5,6-二氟苯并噻唑具有如下所示的结构：

其中，R₁为氢或C₁～C₂₃的烷基，R₂为氢、溴、碘、三烷基锡、4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂戊硼烷-2-基中的一种。三烷基锡中的烷基的碳数目介于1～4。

结构为5,6-二氟苯并噻唑的制备方法，其特征在于包括如下三个步骤：

第一步制备N-(2,4,5-三氟苯基)脂肪酸酰胺：在双口烧瓶中，加入2,4,5-三氟苯胺，再加入甲酰氯或烷基取代酰氯或酸酐，在惰性气氛下加入吡啶，加热至120摄氏度反应2小时。反应结束冷却至室温后，将其倒入冰水中，用乙酸乙酯萃取3次，有机相用饱和氯化钠水溶液洗2次并用无水硫酸镁干燥，分离后去除溶剂，用硅胶色谱柱分离提纯得到目标产物；

第二步制备N-(2,4,5-三氟苯基)硫代酰胺：在两口烧瓶中加入N-(2,4,5-三氟苯基)脂肪酸酰胺、五硫化二磷和无水甲苯。在惰性气氛下，加热至100摄氏度反应过夜。反应结束后，将反应液倒入饱和氢氧化钠水溶液中，用乙酸乙酯萃取并用无水硫酸镁干燥有机相，分离后去除溶剂，用硅胶色谱柱分离提纯得到目标产物；

第三步制备5,6-二氟苯并噻唑：在零摄氏度下，将N-(2,4,5-三氟苯基)硫代酰胺加入装有无水甲苯的氢化钠的悬浮液的两口烧瓶中，室温搅拌1小时，加热至回流30分钟，小心加入二甲基甲酰胺，回流2小时。反应结束后冷却至室温，倒入冰水中，用乙酸乙酯萃取，氯化钠饱和水溶液洗涤并用无水硫酸镁干燥有机相，分离后去除溶剂，用硅胶色谱柱分离得到目标产物。

结构为5,6-二氟-4,7-双溴苯并噻唑或5,6-二氟-4,7-双碘苯并噻唑的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

在烧瓶中加入5,6-二氟苯并噻唑，加入无水THF，通氩气10分钟，在-78℃下滴加二异丙基胺基锂保温2小时，加入三甲基氯硅烷反应2小时。将反应物倒入水中，用乙醚萃取3次，用无水硫酸镁干燥，分离后去除溶剂。将粗产物加入两口瓶中，加入氯仿，加入液溴或碘，室温下避光反应24小时。用硫代硫酸钠饱和溶液处理未反应的液溴，用二氯甲烷萃取三次，再用饱和氯化钠水溶液洗涤，用无水硫酸镁干燥有机相，分离后除去溶剂，用硅胶色谱柱分离得到目标产物。

结构为5,6-二氟-4,7-双（三甲基锡）苯并噻唑，其特征在于包括如下步骤：

在烧瓶中加入5,6-二氟苯并噻唑，加入无水THF，通氩气10分钟，在-78℃下滴加二异丙基胺基锂保温2小时，加入三甲基氯化锡反应2小时。将反应物倒入水中，用乙醚萃取3次，用无水硫酸镁干燥，分离后除去溶剂，得到目标产物。