[发明专利]含噻吩并[3,4-b]吡嗪的共轭聚合物及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了含噻吩并[3,4‑b]吡嗪的共轭聚合物及其制备方法和应用，制备方法是：将噻吩并[3,4‑b]吡嗪衍生物单体A、芳香二溴单体B、过渡金属催化剂、溶剂、配体、碱、添加剂混合均匀，在一定气氛中，90‑120℃，反应时间12‑72小时。反应结束后，冷却至室温，提纯，得到含噻吩并[3,4‑b]吡嗪的共轭聚合物。本发明采用直接芳基化偶联聚合，与制备这类聚合物常用的Stille偶联和Suzuki偶联聚合等制备技术相比，明显缩短了合成步骤，避免了制备有机金属试剂或硼酸酯中间体，无需对聚合物进行封端处理，成本低，所制备的聚合物在有机发光二极管(OLED)的应用中表现出良好的性能。

技术领域

本发明属于共轭聚合物技术领域，具体涉及一种噻吩并[3,4-b]吡嗪的共轭聚合物及其制备方法和应用。

背景技术

含噻吩并[3,4-b]吡嗪结构单元的共轭聚合物在光电材料中具有广泛的应用。目前该类聚合物主要通过Suzuki、Stille偶联聚合方法制备。这两种聚合方法均需要对共聚单体进行预官能化，制备其相应的卤代物和金属锡化合物或硼酸酯衍生物。单体合成反应步骤多，成本高，合成条件苛刻，制备的金属锡化物稳定性差，不易保存。另外，所制备的聚合物在作为活性材料用于光电器件时，往往需要对聚合物进行封端处理以保证器件性能。

发明内容

本发明的目的克服现有技术存在的上述不足，提供一种含噻吩并[3,4-b]吡嗪单元的共轭聚合物及其制备方法和应用，该制备方法以噻吩并[3,4-b]吡嗪衍生物和芳香二溴化物为单体，利用过渡金属催化剂催化的直接芳基化偶联缩聚法，制备了含噻吩并[3,4-b]吡嗪单元的共轭聚合物。本发明与Suzuki、Stille偶联聚合方法相比，具有合成步骤少，避免预先合成有机金属化合物或硼酸酯中间体，无需封端、成本低的优势。

本发明的技术方案

一种含噻吩并[3,4-b]吡嗪共轭聚合物的制备方法，包括以下步骤：

1)将噻吩并[3,4-b]吡嗪衍生物单体A、芳香二溴单体B、过渡金属催化剂、溶剂、配体、碱性物质和添加剂在室温下混合均匀后，在适当气体氛围中，升温至90-120℃下搅拌反应12-72小时。反应结束后，冷却至室温。

2)将所得反应液滴加到适量甲醇中进行沉降，抽滤得到粗产品。

3)将粗产品依次用甲醇、正己烷、氯仿进行索氏提取，收集氯仿提取液，旋蒸除去除剂后真空干燥得到纯品，即为含噻吩并[3,4-b]吡嗪共轭聚合物。

所述单体A的结构通式为：

其中，R₁为H、C₁-C₂₀烷基、苯基或取代苯基。

所述单体B的结构通式为：

具体包括如下结构式：

其中，R₂、R₃、R₄、R₅、R₆、R₇、R₈均为H、C₁-C₂₀烷基、C₁-C₂₀烷基取代基或卤素。所述X为碳、氮或硅。

所述C₁-C₂₀烷基取代基中的取代基可以选自下列基团：环烷基、芳基、杂芳基、杂脂环基、羟基、烷氧基、芳氧基、巯基、烷硫基、芳硫基、卤代、羰基、硫代羰基、O-氨基甲酰基、N-氨基甲酰基、O-硫代氨基甲酰基、N-硫代氨基甲酰基、C-酰胺基、N-酰胺基、S-亚磺酰氨基、N-亚磺酰氨基、C-羧基、O-羧基、氰硫基、硝基、三卤代甲烷磺酰基或甲硅烷基。