[发明专利]一种吡咯并吡咯二酮聚合物及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种吡咯并吡咯二酮聚合物，其特征在于，所述吡咯并吡咯二酮聚合物具有如式I所示的结构：

其中，Ar₁和Ar₂不同，分别独立地选自R为碳原子数为10-25的直链烷基或支链烷基，R₁为n＝40～160。

2.根据权利要求1所述的吡咯并吡咯二酮聚合物，其特征在于，所述吡咯并吡咯二酮聚合物为具有如式A-C所示的结构的聚合物中的任意一种或至少两种的组合：

其中，Ar₁和Ar₂不同，分别独立地选自n＝40～160。

3.根据权利要求1或2所述的吡咯并吡咯二酮聚合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

(1)5-氧-2-(噻吩)-4,5-二羟基-1H-吡咯-3-羧酸甲酯与6-溴代苯并-2-噻吩-2-腈反应得到3-(6-溴代苯并-2-噻吩)-6-(噻吩)吡咯[3,4-c]并吡咯-1,4(2H,5H)-二酮，反应式如下：

(2)步骤(1)得到的3-(6-溴代苯并-2-噻吩)-6-(噻吩)吡咯[3,4-c]并吡咯-1,4(2H,5H)-二酮与卤代烷烃R-X进行反应，得到式II所示化合物，反应式如下：

(3)步骤(2)得到的式II所示化合物与溴化试剂进行反应，得到式III所示化合物，反应式如下：

(4)步骤(3)制备得到的式III所示化合物与式IV所示的双(三甲基)锡化合物发生聚合反应，得到式I所示的吡咯并吡咯二酮聚合物，反应式如下：

其中，Ar₁和Ar₂不同，分别独立地选自R为碳原子数为10-25的直链烷基或支链烷基，R₁为n＝40～160。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述5-氧-2-(噻吩)-4,5-二羟基-1H-吡咯-3-羧酸甲酯与6-溴代苯并-2-噻吩-2-腈反应得到3-(6-溴代苯并-2-噻吩)-6-(噻吩)吡咯[3,4-c]并吡咯-1,4(2H,5H)-二酮的摩尔比为1:(1-1.5)；

优选地，步骤(1)所述反应在金属钠存在下进行；

优选地，所述金属钠与5-氧-2-(噻吩)-4,5-二羟基-1H-吡咯-3-羧酸甲酯的摩尔比为(2-4):1；

优选地，步骤(1)所述反应在催化剂存在下进行；

优选地，所述催化剂为氯化亚铁；

优选地，所述催化剂为5-氧-2-(噻吩)-4,5-二羟基-1H-吡咯-3-羧酸甲酯质量的0.1-0.5％；

优选地，步骤(1)所述反应的温度为80-150℃，优选100-120℃；

优选地，步骤(1)所述反应的时间为1-8小时；

优选地，步骤(1)所述反应在醇类溶剂中进行，所述醇类溶剂优选2-甲基-2-丁醇。

5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述3-(6-溴代苯并-2-噻吩)-6-(噻吩)吡咯[3,4-c]并吡咯-1,4(2H,5H)-二酮与卤代烷烃R-X的摩尔比为1:(2-6)，优选1:4；

优选地，所述卤代烷烃R-X为2-溴代辛基十二烷；

优选地，步骤(2)所述反应的温度为100-150℃；

优选地，步骤(2)所述反应的时间为5-24小时。

6.根据权利要求3-5中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述式II所示化合物与溴化试剂的摩尔比为1:(2-2.5)；

优选地，所述溴化试剂为N-溴代琥珀酰亚胺；

优选地，步骤(3)所述反应的温度为0-60℃；

优选地，步骤(3)所述反应的时间为5-24小时。