[发明专利]一类含8-羟基喹啉硼的有机单体及基于该单体的共轭聚合物以及制备方法和应用

说明书

本发明公开了一类含8‑羟基喹啉硼的有机单体及基于该单体的共轭聚合物以及制备方法和应用属于含主族元素共轭聚合物的制备及其光电性质应用技术领域。本发明所公开的化合物的制备方法具有操作简便、反应条件温和，可以进行大规模生产，对底物适应性强，不需要进行柱色谱纯化等突出优点；所制备的单体及聚合物光化学稳定性好、荧光量子产率高、溶解性优良，为其传感应用及光电特性应用奠定了坚实的基础。

技术领域

本发明属于含主族元素共轭聚合物的制备及其光电性质应用技术领域，具体涉及一类含8-羟基喹啉硼的有机单体及基于该单体的共轭聚合物以及制备方法和应用。

背景技术

有机光电子学作为一个新兴的研究领域，是跨化学、材料、物理、信息的一门新型的交叉学科，近年来已受到了学术界和工业界的广泛关注。目前，有机电致发光二极管、有机场效应晶体管、有机光伏电池、有机传感器以及有机信息存储等有机光电器件的迅速发展已经体现出了无机半导体器件无法比拟的优势。有机光电材料作为有机光电器件最为重要的组成部分，直接影响着这些光电器件的发展。与无机材料相比，有机光电材料可以通过溶液法实现大面积制备和柔性器件制备。同时，有机材料具有多样化的结构组成和宽广的性能调节空间，可以通过分子设计来获得所需要的性能，能够进行自组装等自下而上的器件组装方式来制备纳米器件和分子器件。从结构上讲，有机光电材料通常是富含碳原子、具有大π共轭的有机分子，大致可分为共轭小分子和共轭聚合物两大类。无论是有机小分子，还是有机共轭聚合物，其光电性质都可以通过改变分子本身的结构或引入特定功能的官能团进行改善和调节，从而实现对器件性能的调控。

有机共轭体系从全碳体系到其他杂原子的引入，所制备的有机共轭杂环芳烃，无论从材料本身性质还是最终制备器件的性能都有了大幅的提升。从原子的电子结构上看，与常见的碳原子相比，无论是第14主族其他元素原子(硅、锗及锡等)还是其他相邻主族(第13、15及16主族)元素原子引入共轭体系中都会极大地改变体系的电子能级以及结构，而结构本身的改变往往就会给体系带来非常大的影响；与之相应，8-羟基喹啉是一种典型的螯合剂，具有突出的光致发光、电致发光性质，在配位化学和光电活性有机固体创制中得到广泛应用。

尽管含主族元素的有机共轭杂环芳烃已经表现出了优异的性能和巨大的发展前景，然而实现对此类化合物高效、简易的设计合成还是存在很多的困难。

目前，此类化合物主要通过主族元素的卤化物EX₂(E：主族元素，X：卤素原子)与相应有机骨架的金属双锂试剂反应来制备合成，往往这些合成路线都较长、反应条件比较苛刻、合成难度很大。显然，发展新的含主族元素有机共轭小分子及聚合物的合成方法，制备一系列的含主族元素的有机共轭聚合物材料一直是人们关注的一个焦点，否则便会大大限制该类材料的广泛应用。因此，建立简单高效的合成策略，制备含主族元素的有机共轭小分子及聚合物是目前该领域研究的突出问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一类含8-羟基喹啉硼的有机单体及基于该单体的共轭聚合物以及制备方法和应用，该方法具有合成周期短，方法简单，能够进行大规模合成等突出优点，制备得到的有机单体及共轭聚合物都表现出优异的光电性能，有望在高效、高选择性荧光传感以及有机光电材料中获得应用。

本发明是通过以下技术方案来实现：

本发明公开了一类含8-羟基喹啉硼的有机单体，该有机单体的结构式如下：

其中，R代表Br或I；m＝0,1,2,3,4,6,8,12或16。

本发明还公开了基于上述的含8-羟基喹啉硼的有机单体的共轭聚合物，包括4种共轭聚合物，分别为P1、P2、P3和P4，其结构式分别为：