[发明专利]一种共轭聚合物及其制备方法

说明书

本发明属于聚合物领域，涉及一种共轭聚合物及其制备方法，共轭聚合物具有式I所示的结构，其中，为亚芳基、亚杂芳基或化学键；n≥5，优选n＝5‑150；R为H、卤素、特戊酸根OPiv、乙酰基OAc和三氟甲磺酰基OTf中的至少一种。本发明所提供的芴酮为主要嵌段的共轭聚合物的合成方法科学合理，可以合成得到其它方法无法通过一步反应得到的芴酮为主要嵌段的共轭聚合物，而且还具有合成方法简单、产率高、产品易于纯化等特点。

技术领域

本发明属于聚合物领域，更具体地，涉及一种共轭聚合物及其制备方法。

背景技术

共轭聚合物(给体-受体，Donor-Acceptor，D-A)不仅具有良好的电学和光学特性，而且还具有合成成本低、合成方法多样、分子结构可设计性等优点。近些年来，共轭聚合物引起了广大科研人员的关注，并且在材料、生物和药物科学领域里具有广泛的研究。目前荧光共轭高分子的化学合成大多使用的是一些经典的偶联反应例如Suzuki、Sonegashia、Heck、Kunmada、Stille、Sulfonium/Wessling等经典人名反应。使用这些方法来合成聚合物通常需要将底物上引入两个硼酸根，或者是需要将反应底物限制在含有烯基与炔基类的底物，甚至需要合成有机金属试剂如有机锡试剂、格式试剂等等。这些方法不仅需要合成大量的中间体，增加了合成的步骤和工作人员的工作量，而且反应易产生各种副产物，例如Suzuki反应每生成一个C-C键便需要脱掉一分子X-B(OH)，Stille反应则需要脱掉Sn-X，这并不符合原子经济效应理念，并且这些副产物会对环境造成污染。因此，寻找一种不需要多步合成工艺、反应更加符合绿色环保和原子经济理念的聚合反应显得日益重要。

近些年来随着对C-H活化领域的研究日益成熟，C-H直接官能化的方法逐渐延伸到了共轭聚合物的合成上。由于C-H官能化的反应每生成一份子的C-C键只是消除一份子HX酸，而这一分子的HX酸会被体系中的碱中和，相比其他经典的方法，C-H直接官能化的方法更加符合原子经济性和绿色化学这一理念。目前，已经有许多利用C-H直接官能化的方法合成共轭聚合物的方法。然而由于共轭聚合物是由大量重复基元通过化学键相连的体系，即使在非常精细的合成条件下，少数的C-H官能化错误(例如噻吩含有α和β两种可以发生官能化的C-H键)在所难免。目前为解决这一问题，科学家给出相应的解决方法，如将β位引入取代基以及将导向基团引入到单体当中。这些方法虽然解决了聚合时C-H官能化的错误，但同时也限制了底物的多样性。因此，提出一种通过控制反应条件来实现C-H高选择性的聚合反应十分重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种共轭聚合物及其制备方法，该方法可高选择性的实现C-H聚合反应。

本发明的第一方面提供一种共轭聚合物，该共轭聚合物具有式I所示的结构，

其中，为亚芳基、亚杂芳基或化学键；n≥5，优选n＝5-150；R为H、卤素、特戊酸根OPiv、乙酰基OAc和三氟甲磺酰基OTf中的至少一种。所述卤素包括Cl、Br、I。

本发明中，“亚芳基”、“亚杂芳基”是指芳烃、杂芳烃中有两个氢原子被取代形成的基团，其概念和范围为本领域技术人员公知。

本发明中，优选地，所述亚杂芳基中的每个最小亚杂芳基结构为亚单杂芳基和/或亚多杂芳基；其中，所述最小亚杂芳基结构是指：当所述亚杂芳基由多个亚杂芳基结构通过单键连接时，亚杂芳基中可拆分的最小的可形成亚杂芳基的结构。如二联噻吩中最小亚杂芳基结构为亚噻吩基，所述2,5-二呋喃-噻二唑中最小亚杂芳基结构为亚呋喃基和亚噻二唑基。所述亚单杂芳基是指亚杂芳基中仅有一个杂原子，所述亚多杂芳基是指亚杂芳基中有两个以上的杂原子。本发明中，当所述亚杂芳基中的每个最小亚杂芳基结构为亚单杂芳基时，可获得更好的一步反应产率。