[发明专利]含苯并噻二唑单元的苯并二噻吩类共聚物及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种含苯并噻二唑单元的苯并二噻吩类共聚物，其特征在于，该共聚物具有如下结构通式：

式中：n为10~60之间的整数；R₁、R₂相同或不同地为H、C₁~C₁₆的烷基；R₃相同或不同地为H、C₁~C₁₆的烷基、C₁~C₁₆的烷氧基或噻吩基；R₄相同或不同地为H、C₁~C₁₆的烷基或C₁~C₁₆的烷氧基；R₅、R₆相同或不同地表示为H或C₁-C₁₆的烷基、C₁~C₁₆烷氧基或F。

2.根据权利要求1所述的共聚物，其特征在于，n为12~50之间的整数。

3.一种含苯并噻二唑单元的苯并二噻吩类共聚物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

无氧环境下，将结构式为的化合物M1与结构式为的化合物M2按照摩尔比1∶1~1.5:1的比例加入催化剂存在的有机溶剂中、于60~120℃下Stille耦合反应12~72小时，停止反应，获得结构式为的含苯并噻二唑单元的苯并二噻吩类共聚物；

上述各式中，n为10~60之间的整数；R₁、R₂相同或不同地为H、C₁~C₁₆的烷基；R₃相同或不同地为H、C₁~C₁₆的烷基、C₁~C₁₆的烷氧基或噻吩基；R₄相同或不同地为H、C₁~C₁₆的烷基或C₁~C₁₆的烷氧基；R₅、R₆相同或不同地表示为H或C₁-C₁₆的烷基、C₁~C₁₆烷氧基或F。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述化合物M1是采用如下步骤制得：

将结构式为的化合物A用二氯甲烷溶解后，得混合溶液，在无氧环境中，将混合溶液逐滴加入到1，3-二环己基碳二亚胺和4-二甲氨基吡啶存在的二氯甲烷中进行反应，反应停止后，得到结构式为的化合物B；其中，化合物A、1，3-二环己基碳二亚胺和4-二甲氨基吡啶的摩尔比为3：3：1；R₁、R₂相同或不同地为H、C₁~C₁₆的烷基；

将结构式为的化合物E加入至结构式为的1,2-二氯乙烷中溶解，得到溶液，在逐次将结构式为的乙二酰氯加入溶液，并在无氧环境下回流反应，待反应结束后，冷却将反应液冷却至室温，得到结构式为的化合物C；其中，化合物E与乙二酰氯的摩尔比为1.7:1；式中，R₃相同或不同地为H、C₁~C₁₆的烷基、C₁~C₁₆的烷氧基或噻吩基；R₄相同或不同地为H、C₁~C₁₆的烷基或C₁~C₁₆的烷氧基；

将化合物B和结构式为的化合物C以摩尔比1：1的比例加入至乙醇或丙醇溶剂中，然后往溶剂加入氢氧化钾或氢氧化钠，加热至78~100℃回流反应，得到结构式为的化合物D；其中，氢氧化钾或氢氧化钠与化合物B的摩尔比为5：1；

在无氧环境保护下，将化合物D溶于四氢呋喃中，冷却至-78℃，然后往四氢呋喃中加入含正丁基锂的正己烷溶液，随后在-78℃下搅拌反应2h后，再加入三甲基氯化锡试剂,保温反应0.5h后恢复到室温，继续反应24h，得到结构式为的化合物M1；其中，正丁基锂与化合物D的摩尔比为1:2.5；三甲基氯化锡与化合物D的摩尔比为2.5:1。