[发明专利]二烷基取代萘并硫氧芴单体及其制备方法与含二烷基取代萘并硫氧芴单元的聚合物及其应用

说明书

本发明公开了二烷基取代萘并硫氧芴单体及其制备方法与含二烷基取代萘并硫氧芴单元的聚合物及其应用。二烷基取代萘并硫氧芴单体中，存在强吸电子单元‑SO2‑，有利于提高分子的电子亲和势；不对称取代的稠环结构以及烷基的引入，有利于降低单体的电子亲和势的同时，大大改善单体在有机溶剂中的溶解性。二烷基取代萘并硫氧芴单体通过Suzuki，Stille或Yamamoto聚合反应获得含有二烷基取代萘并硫氧芴单元的均聚物或共聚物，得到的聚合物在有机溶剂中有良好的溶解性，适合溶液加工，在制备电致发光器件、有机太阳电池以及有机场效应晶体管中有着广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及有机光电材料技术领域，具体涉及二烷基取代萘并硫氧芴单体及其制备方法与含二烷基取代萘并硫氧芴单元的聚合物及其应用。

背景技术

在过去的二十年中，有机电子和光电子产业，包括有机/聚合物发光二极管，有机场效应晶体管，有机太阳电池，非线性光学，生物传感器和激光等领域都得到了迅猛的发展并逐渐走向产业化。有机电子产品具有价格低廉，体轻便携等优点，使其具有很大的市场潜力。因此，开发具有市场吸引力的有机电子产品吸引了世界上众多的研究机构和科研团队的关注和投入。而在这其中，开发新型高效稳定的材料无疑成为关键的一个环节。

S,S-二氧-二苯并噻吩(SO)是一个具有诸多优点的缺电子单元，强吸电子基团-SO₂-可以提高分子的电子亲和势、较高的电子迁移率，且S原子已经达到最高价健状态，具有抗氧化性；-SO₂-的引入基本上不会降低材料的荧光量子效率等，特别是含3,7-取代-S,S-二氧-二苯并噻吩单元的聚合物表现出优越的电致发光性能，其发光器件在很大的电流密度和热处理温度范围内表现了优越的光谱稳定性，而引起人们广泛的关注。但是由于S,S-二氧-二苯并噻吩单元的溶解性较差，难以得到高S,S-二氧-二苯并噻吩单元含量的聚合物，且由于3,7-取代-S,S-二氧-二苯并噻吩单元的平面性较好，得到的聚合物发天蓝色光，作为全彩色显示材料来说略显不足。从化学合成的角度，S,S-二氧-二苯并噻吩不像芴或咔唑那样容易在C-9或者N-9位进行修饰，这样就大大限制了其在光电材料领域中的应用。因此，开发新的方法来改性S,S-二氧-二苯并噻吩单元就显得十分必要。

本发明开发了新型二烷基取代萘并硫氧芴单体及其制备方法与聚合物及其应用。含该单体的聚合物有很好的溶解性，适合于溶液加工；其发光器件不仅高效稳定，而且为更蓝的饱和蓝光，可完全满足全彩平板显示的要求。另外由于二烷基取代S,S-二氧-二苯并噻吩单元的空间位阻效应，基于二烷基取代萘并硫氧芴单元的共聚物及均聚物的三线态能级及电子迁移率都将明显增加，其作为磷光主体材料及电子受体材料在白光照明及太阳电池方面将会有很大的应用潜力。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供二烷基取代萘并硫氧芴单体及其制备方法。该单体合成纯化容易、原料价格低廉，有利于大量生产；同时，不对称稠环结构及长烷基链的引入在降低单体共平面性、提高溶解性、可加工性等方面起着关键性的作用。

本发明的目的还在于提供含所述二烷基取代萘并硫氧芴单体的结构单元的共轭聚合物。

本发明的目的还在于提供含所述的二烷基取代萘并硫氧芴单元的共轭聚合物在制备电致发光器件、有机太阳电池和有机场效应晶体管中的应用。

二烷基取代萘并硫氧芴单体，具有如下化学结构式：

式中，X为Br或I原子；R为碳原子数1-30的直链或者支链烷基。

所述二烷基取代萘并硫氧芴单体的制备方法，包括如下步骤：

(1)在三氯甲烷环境下，用液溴将二苯并[b,d]噻吩溴化成2-溴二苯并[b,d]噻吩；