[发明专利]一种含吩噻嗪基团的荧光共轭聚合物及其合成方法与应用

权利要求书

1.一种含吩噻嗪基团的荧光共轭聚合物，其特征在于结构式为：

其中，x为2～100的自然数，y为2～200的自然数；R₁为碳数1～18的烷基；R₂为N-辛基咔唑或苯并噻噁唑。

2.根据权利要求1所述的含吩噻嗪基团的荧光共轭聚合物的合成方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)N-烷基-3,6-双(乙炔基)吩噻嗪单体的合成：将3,6-二溴-N-烷基吩噻嗪和二价钯催化剂加入到反应釜中，加入碘化亚铜，在氮气保护下，再加入甲苯、三乙胺及3,3’-二甲基-3-羟基丙炔，升温反应，将反应所得产物过滤，用无水乙醚洗涤，常压蒸馏除去溶剂，用柱层析提纯得到中间体；

在氮气保护下，将所述中间体和NaOH在甲苯溶剂中升温回流反应，减压蒸馏除去甲苯溶剂，柱层析提纯得到N-烷基-3,6-双(乙炔基)吩噻嗪单体；

(2)含吩噻嗪基团的荧光共轭聚合物的合成：将步骤(1)所得N-烷基-3,6-双(乙炔基)吩噻嗪单体与N-辛基-3,6-双(乙炔基)咔唑单体或4,7-二乙炔基-2,1,3-苯并噻噁唑单体溶于邻二氯苯中，搅拌至完全溶解，得到混合溶液；然后将所得混合溶液转移到含有氯化亚铜和四甲基乙二胺的催化体系中，在通入空气的条件下，搅拌反应；待反应结束后将反应液倒入甲醇与浓盐酸的混合溶液中进行沉淀，过滤，将过滤所得固体真空干燥，得到所述含吩噻嗪基团的荧光共轭聚合物。

3.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于：步骤(1)所述3,6-二溴-N-烷基吩噻嗪的烷基碳数为1～18。

4.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于：步骤(1)所述3,6-二溴-N-烷基吩噻嗪与二价钯催化剂的摩尔比为1：(0.02～0.05)；步骤(1)所述3,6-二溴-N-烷基吩噻嗪与碘化亚铜的摩尔比为1:(0.001～0.005)。

5.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于：在步骤(1)中，按摩尔分数计，每毫摩尔3,6-二溴-N-烷基吩噻嗪对应加入甲苯6～15mL，三乙胺6～15mL，3,3’-二甲基-3-羟基丙炔0.3～1.5mL。

6.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于：步骤(1)所述升温反应的温度为80～120℃，反应时间为10～24h；步骤(1)所述中间体和NaOH的摩尔比为1：(1～2)；步骤(1)所述升温回流反应的温度为80～120℃，反应时间为3～10h。

7.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于：步骤(2)所述N-烷基-3,6-双(乙炔基)吩噻嗪单体与N-辛基-3,6-双(乙炔基)咔唑单体或4,7-二乙炔基-2,1,3-苯并噻噁唑单体的摩尔比为1：(1～3)。

8.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于：步骤(2)所述搅拌至完全溶解的温度为20～60℃；步骤(2)所述搅拌反应的时间为4-～60min。

9.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于：步骤(2)所述含有氯化亚铜和四甲基乙二胺的催化体系以每毫摩尔双炔单体对应使用氯化亚铜20～30mg，四甲基乙二胺0.06～0.08mL及邻二氯苯20～50mL配制；

步骤(2)所述甲醇与浓盐酸的混合溶液以每毫摩尔双炔单体对应使用50～100mL甲醇和0.1～0.3mL浓盐酸混合配制；

所述双炔单体为N-烷基-3,6-双(乙炔基)吩噻嗪单体与N-辛基-3,6-双(乙炔基)咔唑单体或4,7-二乙炔基-2,1,3-苯并噻噁唑单体的总和。

10.根据权利要求1所述的含吩噻嗪基团的荧光共轭聚合物在有机发光器件、太阳能电池及荧光传感器领域中的应用。