[发明专利]一种含有苯并[c]噌啉的共轭聚合物及其合成方法与应用

权利要求书

1.一种含有苯并[c]噌啉的共轭聚合物，其结构为式(Ⅰ)：

其中，X为氟；Ar为含烷基侧链的共轭芳环衍生物，其特征在于Ar的结构式为式(Ⅱ)：

其中，A为缺电子共轭结构单元，其结构为：

其中，R为直链烷烃、支链烷烃，其中n为5-1000的自然数。

2.根据权利要求1所述的共轭聚合物的合成方法，采用两边接烷基噻吩的苯并[c]噌啉衍生物的双溴化合物单体M1与缺电子共轭结构单元A的双边频哪醇硼酸酯单体M3进行Suzuki偶联聚合物反应获得，将0.5mmol的单体M1和0.5mmol单体M3溶于2-20mL甲苯中,氮气保护下，加入0.005-0.05mmol四(三苯基磷)钯，或者其它钯类催化剂，1-10mL浓度为2mol/L的碳酸钾水溶液，升温至60-140℃反应6-48h，反应结束后，冷却至室温，用CH₃OH沉降，过滤所得固体用滤纸包裹置于索氏提取器中依次用CH₃OH、丙酮、石油醚和CHCl₃抽提，所得CHCl₃溶液旋干，并真空干燥得到紫黑色、蓝色或绿色固体，即为聚合物PZL-A；其中，单体M1和共轭聚合物PZL-A中的X为氟，其中A、R如权利要求1中所定义

3.根据权利要求2所述的共轭聚合物的合成方法，其中单体M1的制备方法包括以下步骤：

(1)在干燥单口圆底烧瓶中依次加入1-10mmol的1,4-二溴-2-氟苯、磁力搅拌子、50-150mL二氯甲烷、5-10mL三氟乙酸、10-20mL三氟乙酸酐，冰浴下搅拌10-60min，分批加入2-20mmol NH₄NO₃固体粉末，当溶液变成橙色，将溶液除去冰浴再反应6-48小时，将反应混合液倒入50-400mL蒸馏水中，然后用二氯甲烷萃取，合并有机相并水洗，有机相用无水硫酸镁干燥，过滤后，用旋转蒸发仪将滤液中的溶剂旋干得到粗产品，粗产品以石油醚/二氯甲烷为洗脱剂过硅胶柱，得到白色固体粉末，即为中间化合物Y1；

(2)往反应瓶中加入1-10mmol的中间化合物Y1，再加入10-30mmol铜粉,最后加入20-100mL N,N-二甲基甲酰胺，氮气保护下升温到60-180℃反应1-12小时，然后使反应冷却到室温，再加入10-100mL甲苯，并过滤掉剩余的铜粉，然后用饱和食盐水洗涤，最后有机层用无水硫酸镁干燥旋干，最后用乙醇重结晶，最后得到黄色晶体为中间化合物Y2；

(3)于洗净干燥好的三口瓶中依次加入1-10mmol中间化合物Y2，1-10mmol4-烷基-2-三丁基锡-噻吩，0.01-1mmolPd(PPh₃)₄和10-200mL甲苯，然后在N2保护下升温至60-150℃避光反应6-48h，待反应混合物冷却至室温后用二氯甲烷萃取，有机相经过水洗后再用无水硫酸镁干燥，过滤，将滤液旋干溶剂后得到粗产物，粗产物以石油醚/二氯甲烷为洗脱剂进行柱层析，得到黄色固体为中间化合物Y3，其中R如权利要求2中所定义；

(4)于洗净干燥好的三口瓶中依次加入1-10mmol四氢铝锂和10-100mL新蒸甲苯，在惰性气体保护下回流的条件下慢慢滴加1-10mmol中间化合物Y3和苯的混合溶液，所述惰性气体为氮气或氩气，加完后，再回流1-10小时，冷却至室温，反应混合液用二氯甲烷萃取，有机相经过水洗后再用无水硫酸镁干燥，过滤，将滤液旋干溶剂后得到粗产物，粗产物以石油醚/二氯甲烷为洗脱剂进行柱层析，得到黄色固体为中间化合物Y4，其中R如权利要求2中所定义；

(5)中间化合物Y4用N-溴代丁二酰亚胺(NBS)溴化后得到聚合单体M1，其步骤为：于洗净干燥好的三口瓶中依次加1-10mmol中间化合物Y4、20-200mL三氯甲烷，使其充分溶解，然后移到冰浴条件搅拌10-60min，再慢慢加入1-20mmolNBS，加完后面再在室温下反应6-24小时，反应混合物用二氯甲烷萃取，有机相经过水洗后再用无水硫酸镁干燥，过滤，将滤液旋干溶剂后得到粗产物，粗产物以石油醚为洗脱剂进行柱层析纯化，得到黄色固体为单体M1，其中R如权利要求2中所定义

4.根据权利要求1所述的一种含有苯并[c]噌啉的共轭聚合物的应用，其特征在于将式(I)所示的共轭聚合物应用于制备正向OPVs器件和反向OPVs器件。