杂环稠合的硒吩单体

申请号 CN200810210345.4 申请日 2008-07-11 公开(公告)号 CN101353353A 公开(公告)日 2009-01-28
申请人 气体产品与化学公司; 发明人 S·扎恩; C·A·科斯特洛; M·麦克劳斯;
摘要 杂环稠合的硒吩 单体 以及式(1)的杂环稠合的硒吩的制备方法,其中X是S或Se,Y是S或Se,其中X和Y中的一个或两个是Se,R是取代基。该单体可以聚合反应形成导电 聚合物 或低聚物。
权利要求

1.根据下式的杂环单体化合物:

其中X是S或Se,Y是S或Se,其中X和Y中的一个或两个是 Se,R是取代基并选自:羟基,烷基,包括C1至C20的伯、仲和叔烷 基,芳烷基,链烯基,全氟烷基,全氟芳基,芳基,烷基,环烷基, 环烯基,烷酰基,烷硫基,芳氧基,烷基硫烷基,炔基,烷芳基,芳 烷基,酰基,烷基亚硫酰基,烷氧基烷基,烷基磺酰基,芳基,芳 基氨基,二芳基氨基,烷基氨基,二烷基氨基,芳基芳基氨基,芳硫 基,杂芳基,芳基亚硫酰基,烷氧基羰基,芳基磺酰基,羧基,卤素, 硝基,氰基,磺酸,以及被一个或多个磺酸及磺酸衍生物磷酸及磷 酸衍生物、羧酸及羧酸衍生物、卤素、氨基、硝基、羟基、氰基和环 氧部分取代的烷基或苯基。
2.权利要求1的化合物,其中R选自:烷芳基、芳烷基、芳基、杂 芳基、C1至C12的伯、仲或叔烷基,其可以被F、Cl、Br、I或CN单取 代或多取代,并且其中一个或多个不相邻的CH2基团可以独立地由下列 基团替代:-O-、-S-、-NH-、-NR’-、-SiR’R”-、-CO-、-COO-、-OCO-、 -OCO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-CH=CH-、或-C≡C-以O和/或S原子不直接 相互连接的方式,苯基和取代的苯基基团,环己基,基,羟基,烷基 醚,全氟烷基,全氟芳基,羧酸,酯和磺酸基团,全氟代,SF5,F及其 组合,其中R’和R”各自独立地是H、芳基或具有1-12个原子的烷基。
3.权利要求1的化合物,其中R选自C1至C12的伯、仲或叔烷基和 全氟烷基基团。
4.权利要求1的化合物,其中该化合物选自:2-苯基-硒[2,3-c]噻吩、 2-苯基-硒[3,4-b]噻吩和2-苯基-硒[3,4-b]硒吩,2-己基-硒[2,3-c]噻吩、2- 己基-硒[3,4-b]噻吩和2-己基-硒[3,4-b]硒吩。
5.根据下式的杂环单体化合物:

其中X是S或Se,Y是S或Se,其中X和Y中的一个或两个 是Se,R是选自以下的取代基:氢、氢的同位素,羟基,烷基,包 括C1至C20的伯、仲和叔烷基,芳烷基,链烯基,全氟烷基,全氟 芳基,芳基,烷氧基,环烷基,环烯基,烷酰基,烷硫基,芳氧基, 烷基硫烷基,炔基,烷芳基,芳烷基,酰氨基,烷基亚硫酰基,烷 氧基烷基,烷基磺酰基,芳基,芳基氨基,二芳基氨基,烷基氨基, 二烷基氨基,芳基芳基氨基,芳硫基,杂芳基,芳基亚硫酰基,烷 氧基羰基,芳基磺酰基,羧基,卤素,硝基,氰基,磺酸,和被一 个或多个磺酸及磺酸衍生物、磷酸及磷酸衍生物、羧酸及羧酸衍生 物、卤素、氨基、硝基、羟基、氰基和环氧部分取代的烷基或苯基。
6.权利要求5的化合物,其中R选自:氢、烷芳基、芳烷基、芳基、 杂芳基、C1至C12的伯、仲或叔烷基,其可以被F、Cl、Br、I或CN单 取代或多取代,并且其中一个或多个不相邻的CH2基团可以独立地由下 列基团替代:-O-、-S-、-NH-、-NR’-、-SiR’R”-、-CO-、-COO-、-OCO-、 -OCO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-CH=CH-、或-C≡C-以O和/或S原子不直接 相互连接的方式,苯基和取代的苯基基团,环己基,萘基,羟基,烷基 醚,全氟烷基,全氟芳基,羧酸,酯和磺酸基团,全氟代,SF5,F及其 组合,其中R’和R”各自独立地是H、芳基或1-12个碳原子的烷基。
7.权利要求5的化合物,其中W和W’独立地选自:卤素原子,金 属有机物,酸,硼酸酯,含有乙烯的基团,醚,酯,-C≡CH和可聚合 的芳环。
8.权利要求5的化合物,其中R选自C1至C12的伯、仲或叔烷基和 全氟烷基。
9.权利要求5的化合物,其中W和W’独立地是Br或硼酸酯。
10.具有下式的化合物:

其中,Y是S或Se,R是取代基并且Ha是含有卤素的基团。
11.权利要求10的化合物,其中R选自:氢、氢的同位素,羟基, 烷基,芳烷基,链烯基,全氟烷基,全氟芳基,芳基,烷氧基,环烷基, 环烯基,烷酰基,烷硫基,芳氧基,烷基硫烷基,炔基,烷芳基,芳烷 基,酰氨基,烷基亚硫酰基,烷氧基烷基,烷基磺酰基,芳基,芳基氨 基,二芳基氨基,烷基氨基,二烷基氨基,芳基芳基氨基,芳硫基,杂 芳基,芳基亚硫酰基,烷氧基羰基,芳基磺酰基,羧基,卤素,硝基, 氰基,磺酸,以及被一个或多个磺酸及磺酸衍生物、磷酸及磷酸衍生物、 羧酸及羧酸衍生物、卤素、氨基、硝基、羟基、氰基、环氧部分取代的 烷基或苯基,及其组合。
12.权利要求10的化合物,其中R选自:氢、烷芳基、芳烷基、 芳基、杂芳基、C1至C12的伯、仲或叔烷基,其可以被F、Cl、Br、I或 CN单取代或多取代,并且其中一个或多个不相邻的CH2基团可以独立地 由下列基团替代:-O-、-S-、-NH-、-NR’-、-SiR’R”-、-CO-、-COO-、-OCO-、 -OCO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-CH=CH-、或-C≡C-以O和/或S原子不直接 相互连接的方式,苯基和取代的苯基基团,环己基,萘基,羟基,烷基 醚,全氟烷基,全氟芳基,羧酸,酯和磺酸基团,全氟代,SF5,F及其 组合,其中R’和R”各自独立地是H、芳基或具有1-12个碳原子的烷基。
13.权利要求10的化合物,其中R选自C1至C12的伯、伸或叔烷 基和全氟烷基。
14.具有下式的化合物:

其中Y是Se,Ha是含有卤素的基团。
15.权利要求14的化合物,其中Ha独立地选自Br和I。
16.权利要求14的化合物,其中至少一个Ha是Br并且至少一个 Ha是I。

说明书全文

技术领域

[0002]本发明公开涉及单体以及形成导电聚合物的单体的制备方法。

背景技术

[0003]已经发现导电聚合物用于各种有机光电子应用。这种光电子应用包 括聚合物的光电子发射二极管(薄膜显示器)、固体状态照明、有机光电伏 打、高级记忆设备、有机场效应晶体管、超级电容器、电致发光设备、 印制电子、导体、激光、传感器
[0004]最初的导电聚合物的一种是聚乙炔,并且这种聚合物导电性的发现 在其他类型导电聚合物方面引起相当的兴趣。最近,已经发现共轭的聚(噻 吩)和取代的噻吩衍生物具有导电性能。这些聚合物的一个特征是它们可 以被铸(cast)成薄膜,并且与传统的p-和n-型掺杂剂掺杂。此外,掺杂 的聚合物可以被铸成薄膜,并且相应地改性其电子性能,因此导致它们 本身适用于各种光电子应用。
[0005]已知的包括噻吩及其衍生物的噻吩单体和导电聚合物包括:
[0006]Sotzing的美国专利申请公开No.US2004/0010115A1公开了用于电 活化应用的包括噻吩并[3,4-b]噻吩重复单元的均聚物和共聚物。 US2004/0010115A1中公开的噻吩并[3,4-b]噻吩化合物包括以下结构:
[0007]美国专利申请公开No.US2004/0010115A1进一步公开了用包括 3,4-乙烯二噻吩、二噻吩、吡咯、苯并噻吩的化合物能够形成共聚物。
[0008]Giles等人的美国专利No.6645401公开了二噻吩并噻吩(DTT)与乙 烯撑或乙炔连接基团的共轭聚合物,适用于制备半导体或电荷传送材料, 用于电子光学设备和电子设备包括场效应晶体管(“FET”)、光电伏打和传 感器设备。
[0009]Marks的美国专利No.6585914公开了氟-官能化的和/或杂环改性 的聚(噻吩)例如α,ω-二全氟己基六噻吩,用于形成作为n-型半导体的薄 膜。这些聚(噻吩)还可以用于形成用FET迁移的薄膜晶体管
[0010]Heeney等人的美国专利No.6676857公开了具有3-取代-4-氟噻吩聚 合单元的聚合物作为液晶材料,用于半导体、电荷传送材料、电子光学 场效应晶体管、光电伏打和传感器设备。
[0011]Worrall等人的美国专利No.6695978公开了苯并[b]噻吩和二苯并[b] 噻吩的聚合物,及其在电子光学设备中作为半导体和电荷传送材料的使 用。
[0012]Lelental等人的美国专利No.6709808公开了混有导电聚合物的图像 形成材料,该导电聚合物基于含吡咯的噻吩聚合物和含苯胺聚合物。
[0013]Gronowitz在Tetrahedron 1940,36,3317-3324中公开了硒基 (seleno)(3,4-b)硒吩(selenophene)的制备。这一合成利用了脱羧过程, 如果作为商业规模开发的话,这是一个常见的难题。
[0014]Heterocycles 1997,45,1891-1894公开了通过多步法制备硒 (selenolo)(2,3-c)噻吩。已经显示多步法可用于小规模地合成材料,但 是通常不利于大规模的工业装置。
[0015]虽然上述参考文献公开了包括已知单体化合物以及这些已知化合 物的制备方法,但是上述参考文献中没有一篇公开了取代的硒基(3,4-b) 硒吩、硒基(2,3-c)噻吩、或噻吩(3,4-b)硒吩单体和本发明稠合的噻吩单体 的制备方法。
[0016]前述专利、专利申请和出版物的公开内容在此全部一并引用作为参 考。
[0017]需要的是能形成用于广泛电子应用的导电聚合物的单体。在本领域 中还需要一种单体,其可以通过已有的、容易控制的试剂来制备,并且 可以聚合。

发明内容

[0018]本发明公开的一方面涉及式(1)化合物的制备方法:
其中X是S或Se,Y是S或Se,其中X和Y中的一个或两个是Se,R 是取代基。R可以是能连接到环结构上的任意取代基。R可以包括氢或其 同位素,羟基,烷基,包括C1至C20的伯、仲或叔烷基,芳烷基,链烯 基,全氟烷基,全氟芳基,芳基,烷氧基,环烷基,环烯基,烷酰基, 烷硫基,芳氧基,烷基硫烷基,炔基,烷芳基,芳烷基,酰基,烷基 亚硫酰基,烷氧基烷基,烷基磺酰基,芳基,芳基氨基,二芳基氨基, 烷基氨基,二烷基氨基,芳基芳基氨基,芳硫基,杂芳基,芳基亚硫酰 基,烷氧基羰基,芳基磺酰基,羧基,卤素,硝基,氰基,磺酸,或具 有一个或多个磺酸(或其衍生物)、磷酸(或其衍生物)、羧酸(或其衍生物)、 卤素、氨基、硝基、羟基、氰基或环氧部分取代的烷基或苯基。在特定 实施方式中,R可以包括α反应位点,其中可以形成含硒环结构的支化 的低聚、聚合或共聚结构。在特定实施方式中,R可以包括氢、烷芳基、 芳烷基、芳基、杂芳基、C1至C12的伯、仲或叔烷基,其可以被F、Cl、 Br、I或CN单取代或多取代,并且其中一个或多个不相邻的CH2基团可 独立地由下列基团替代:-O-、-S-、-NH-、-NR’-、-SiR’R”-、-CO-、-COO-、 -OCO-、-OCO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-CH=CH-、或-C≡C-以O和/或S原 子不直接相互连接的方式,苯基和取代的苯基基团,环己基,基,羟 基,烷基醚,全氟烷基,全氟芳基,羧酸,酯和磺酸基团,全氟代,SF5, 或F。R’和R”独立地是H、芳基或1-12个碳原子的烷基。该方法包括提 供具有式(2)的第一反应物:

其中Y具有上述定义,并且Ha是含有卤素的基团。在金属还原剂的存 在下第一反应物被还原形成为具有式(3)的第二反应物:

其中Y和Ha具有上述定义。随后,在过渡金属催化剂的存在下第二反 应物与取代的1-炔反应,以形成第三反应物,第三反应物具有式(4)的结 构:

其中R、Y和Ha具有上述定义。随后在含有X的化合物的存在下第三反 应物与烷基锂反应,X具有上述定义,以制备具有式(5)的第四反应物:

其中R、X和Y具有上述定义。随后第四反应物与反应形成具有式(1) 的化合物。
[0019]本发明公开的另一方面包括根据下列式(4)的杂环稠合的硒吩的制 备方法:
其中X是S或Se,Y是S或Se,其中X和Y中的一个或两个是Se,R 是取代基并且可以包括上述讨论的关于式(1)的部分。该方法进一步包括 提供具有式(2)的第一反应物:

其中X具有上述定义,并且Ha是含有卤素的基团。在金属还原剂的存 在下第一反应物被还原形成为具有式(3)的第二反应物:

其中Y和Ha具有上述定义。随后,在过渡金属催化剂的存在下第二反 应物与取代的1-炔反应,以形成第三反应物,第三反应物具有式(4)的结 构:

其中,Y、Ha和R具有如上定义。
[0020]本发明公开的另一方面包括式(1)化合物的制备方法:
其中X是S或Se,Y是S或Se,其中X和Y中的一个或两个是Se,R 是取代基并且可以包括上述讨论的关于式(1)的部分。该方法进一步包括 提供具有式(4)的反应物:

其中R、Y具有上述定义,并且Ha是含有卤素的基团。随后在含有X的 化合物的存在下该反应物与烷基锂反应,X具有上述定义,以制备具有 式(5)的反应物:

其中R、X和Y具有上述定义。随后第四反应物与水反应形成具有式(1) 的化合物。
[0021]本发明公开的另一方面包括式(6)化合物的制备方法:
其中X是S或Se,Y是S或Se,其中X和Y中的一个或两个是Se。该 方法进一步包括提供根据式(7)的反应物:

其中Y具有上述定义,并且Ha是含有卤素的基团。Pg是可水解的保护 基团。随后在含有X的化合物的存在下该反应物与烷基锂反应,X具有 上述定义,以制备具有式(8)的反应物:

其中Pg、X和Y具有上述定义。随后反应物与水反应形成具有式(6)的化 合物。
[0022]本发明公开的另一实施方式包括根据下式的杂环单体化合物:
其中X是S或Se,Y是S或Se,其中X和Y中的一个或两个是Se,R 是取代基。R可以包括羟基,烷基,包括C1至C20的伯、仲或叔烷基, 芳烷基,链烯基,全氟烷基,全氟芳基,芳基,烷氧基,环烷基,环烯 基,烷酰基,烷硫基,芳氧基,烷基硫烷基,炔基,烷芳基,芳烷基, 酰氨基,烷基亚硫酰基,烷氧基烷基,烷基磺酰基,芳基,芳基氨基, 二芳基氨基,烷基氨基,二烷基氨基,芳基芳基氨基,芳硫基,杂芳基, 芳基亚硫酰基,烷氧基羰基,芳基磺酰基,羧基,卤素,硝基,氰基, 磺酸,或具有一个或多个磺酸(或其衍生物)、磷酸(或其衍生物)、羧酸(或 其衍生物)、卤素、氨基、硝基、羟基、氰基或环氧部分取代的烷基或苯 基。在特定实施方式中,R可以包括烷芳基、芳烷基、芳基、杂芳基、 C1至C12的伯、仲或叔烷基,其可以被F、Cl、Br、I或CN单取代或多 取代,并且其中一个或多个不相邻的CH2基团可独立地由下列基团替代: -O-、-S-、-NH-、-NR’-、-SiR’R”-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCO-O-、 -S-CO-、-CO-S-、-CH=CH-、或-C≡C-以O和/或S原子不直接相互连接 的方式,苯基和取代的苯基基团,环己基,萘基,羟基,烷基醚,全氟 烷基,全氟芳基,羧酸,酯和磺酸基团,全氟代,SF5,或F。R’和R”独 立地是H、芳基或1-12个碳原子的烷基。
[0023]本发明公开的另一实施方式包括杂环稠合的化合物咪唑啉、二氧 杂环戊烯酮、咪唑啉硫酮或二氧杂环戊烯硫酮,包括2-苯基-硒[2,3-c]噻 吩(1a)、2-苯基-硒[3,4-b]噻吩(1b)和2-苯基-硒[3,4-b]硒吩(1c),以及硫代 羰基化合物2-己基-硒[2,3-c]噻吩(1d)、2-己基-硒[3,4-b]噻吩(1e)和2-己基- 硒[3,4-b]硒吩(1f),全部如下列结构所示:
[0024]本发明公开的另一实施方式包括根据下式的杂环单体化合物:
其中X是S或Se,Y是S或Se,其中X和Y中的一个或两个是Se,R 是取代基并且可以包括上述讨论的关于式(1)的部分。
[0025]本发明公开的另一实施方式包括具有下式的化合物:
其中Y是S或Se,R是取代基并且可以包括上述讨论的关于式(1)的部分, 并且Ha是含有卤素的基团。
[0026]本发明公开的另一实施方式包括具有下式的化合物:
其中Y是Se,Ha是含有卤素的基团。
[0027]本发明公开包括基于杂环稠合的硒吩的单体。这些单体和由此衍生 的聚合物,发现可以用于的领域包括,但不局限于,空穴注射材料、电 荷传送材料、半导体和/或导体,光学、电子光学或电子设备,聚合的发 光二极管(即PLED),电致发光设备,有机场效应晶体管(即FET或OFET), 平板显示器应用(例如LCD的),射频识别(即RFID)标记,印制电子,超 级电容器,有机光电伏打(即OPV),传感器,激光,小分子或基于聚合 物的记忆设备,电解电容器,抗蚀涂料,或作为储氢材料。
[0028]根据本发明公开实施方式的方法的一个优势包括制备了上述未知 的取代的硒吩单体,其更广泛地用于多种电子应用中。
[0029]根据本发明公开实施方式的方法的另一优势包括杂环稠合的硒吩 单体的制备。本发明方法的一方面可以在不需要使用脱羧化学过程的方 法下进行。
[0030]根据本发明公开实施方式的方法的还有一个优势包括以高产率制 备了杂环硒吩单体,提供了有效的、合算的方法。例如,本发明方法可 以制备具有至少约65mol%单体的单体产物。
[0031]本发明公开实施方式的一个优势在于杂环稠合的硒吩单体及其衍 生物可以用于制造具有低自由能的导电聚合物(例如聚合物导电性至少约 10-5/cm)。例如本发明公开包括用于制造合适作为空穴注射材料的制备 聚合物的单体。
[0032]本发明公开实施方式的另一优势在于杂环稠合的硒吩单体及其衍 生物可以用于制造具有低带隙的导电聚合物(例如带隙约<2.5eV)。例如本 发明公开包括用于制造适用于透明导体聚合物的单体。
[0033]本发明公开实施方式还有一个优势在于杂环稠合的硒吩单体及其 衍生物可以用于制造具有广泛电子应用的导电聚合物。
[0034]本发明公开实施方式还有一个优势在于杂环稠合的硒吩单体及其 衍生物可以用于制造具有希望性能的空穴注射材料,包括在电致发光设 备中空穴注射层(“HIL”)材料和发光层之间具有基本相同的自由能水平。
[0035]本发明公开实施方式还有一个优势在于杂环稠合的硒吩单体及其 衍生物可以用于制备氧化形式的聚合物。得到的聚合物可以具有希望的 性能包括具有高导电性的高离域离子聚合物形式。
[0036]本发明公开实施方式还有一个优势在于杂环稠合的硒吩单体及其 衍生物可以用于制备可溶液加工的材料。
[0037]本发明公开实施方式还有一个优势在于基于杂环稠合的硒吩的单 体及其衍生物可以用于制备环境稳定的半导体聚合物。
[0038]本发明公开的其他特征和优势将通过下面特定实施方式的更多详 细的描述来表示,结合所附的图,其以示例性的方式表明本发明公开的 主旨。

具体实施方式

[0039]“稠合的”被定义为在噻吩和硒吩或硒吩和硒吩的环内共享一个共 有的键,由此共同连接成环结构。
[0040]本发明公开包括根据式(1)化合物的杂环稠合的硒吩的制备方法:
其中X是S或Se,Y是S或Se,其中X和Y中的一个或两个是Se,R 是取代基。R可以是能连接到环结构上的任意取代基。R可以包括氢或其 同位素,羟基,烷基,包括C1至C20的伯、仲或叔烷基,芳烷基,链烯 基,全氟烷基,全氟芳基,芳基,烷氧基,环烷基,环烯基,烷酰基, 烷硫基,芳氧基,烷基硫烷基,炔基,烷芳基,芳烷基,酰氨基,烷基 亚硫酰基,烷氧基烷基,烷基磺酰基,芳基,芳基氨基,二芳基氨基, 烷基氨基,二烷基氨基,芳基芳基氨基,芳硫基,杂芳基,芳基亚硫酰 基,烷氧基羰基,芳基磺酰基,羧基,卤素,硝基,氰基,磺酸,或具 有一个或多个磺酸(或其衍生物)、磷酸(或其衍生物)、羧酸(或其衍生物)、 卤素、氨基、硝基、羟基、氰基或环氧部分取代的烷基或苯基。在特定 实施方式中,R可以包括α反应位点,其中可以形成含硒环结构的支化 的低聚、聚合或共聚结构。在特定实施方式中,R可以包括氢、烷芳基、 芳烷基、芳基、杂芳基、C1至C12的伯、仲或叔烷基,其可以被F、Cl、 Br、I或CN单取代或多取代,并且其中一个或多个不相邻的CH2基团可 以独立地由下列基团替代:-O-、-S-、-NH-、-NR’-、-SiR’R”-、-CO-、-COO-、 -OCO-、-OCO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-CH=CH-、或-C≡C-以O和/或S原 子不直接相互连接的方式,苯基和取代的苯基基团,环己基,萘基,羟 基,烷基醚,全氟烷基,全氟芳基,羧酸,酯和磺酸基团,全氟代,SF5, 或F。R’和R”独立地是H、芳基或1-12个碳原子的烷基。该方法包括提 供具有式(2)的第一反应物:

其中Y具有上述定义,并且Ha是含有卤素的基团。含有卤素基团可以 包括,但是不局限于,Cl、Br或I。在金属还原剂的存在下第一反应物被 还原形成为具有式(3)的第二反应物:

其中Y和Ha具有上述定义。金属还原剂可以包括适用于还原第一反应 物的任意金属还原剂,并且可以包括,但是不局限于锌或镁。随后,在 过渡金属催化剂的存在下第二反应物与取代的1-炔反应,以形成第三反 应物,第三反应物具有式(4)的结构:

其中R、Y和Ha具有上述定义。过渡金属催化剂可以包括,但是不局限 于,含有铂基团的催化剂,例如二氯-二-三苯基膦钯或可以用于 Sonogashira耦合反应的其他体系。取代的1-炔包括具有下式的官能团:

R可以是能与三价碳键合的任何取代基。R可以包括烷基,包括C1至C20 的伯、仲或叔烷基,芳烷基,烯基,全氟烷基,全氟芳基,芳基,烷氧 基,环烷基,环烯基,烷酰基,烷硫基,芳氧基,烷基硫烷基,炔基, 烷芳基,芳烷基,酰氨基,烷基亚硫酰基,烷氧基烷基,烷基磺酰基, 芳基,芳基氨基,二芳基氨基,烷基氨基,二烷基氨基,芳基芳基氨基, 芳硫基,杂芳基,芳基亚硫酰基,烷氧基羰基,芳基磺酰基,羧基,卤 素,硝基,氰基,磺酸,或具有一个或多个磺酸(或其衍生物)、磷酸(或 其衍生物)、羧酸(或其衍生物)、卤素、氨基、硝基、羟基、氰基或环氧 部分取代的烷基或苯基。在特定实施方式中,R可以包括氢、烷芳基、 芳烷基、芳基、杂芳基、C1至C12的伯、仲或叔烷基,其可以被F、Cl、 Br、I或CN单取代或多取代,并且其中一个或多个不相邻的CH2基团可 以独立地由下列基团替代:-O-、-S-、-NH-、-NR’-、-SiR’R”-、-CO-、-COO-、 -OCO-、-OCO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-CH=CH-、或-C≡C-以O和/或S原 子不直接相互连接的方式,苯基和取代的苯基基团,环己基,萘基,羟 基,烷基醚,全氟烷基,全氟芳基,羧酸,酯和磺酸基团,全氟代,SF5, 或F。R’和R”独立地是H、芳基或1-12个碳原子的烷基。随后在含有X 的化合物的存在下第三反应物与烷基锂反应,X具有上述定义,以制备 具有式(5)的第四反应物:

其中R、X和Y具有上述定义。烷基锂可以包括含有烷基的锂化合物, 例如,但是不局限于正丁基、仲和叔丁基锂或其他烷基锂试剂。含有X 的化合物可以包括含有硫、硒或其混合的化合物。合适的化合物包括, 但是不局限于硒粉和硫(S8)。随后第四反应物与水反应形成具有式(1)的化 合物。
[0041]本发明公开提供根据下列式(4)的杂环稠合的硒吩的制备方法:
其中X是S或Se,Y是S或Se,其中X和Y中的一个或两个是Se,R 是取代基并且可以包括上述讨论的关于式(1)的部分。随后在含有X的化 合物的存在下该第三反应物与烷基锂反应,X具有上述定义,以制备具 有式(5)的第四反应物:

其中R、X和Y具有上述定义。随后第四反应物与水反应形成具有式(1) 的化合物。
[0042]本发明公开进一步包括式(1)化合物的制备方法:
其中X是S或Se,Y是S或Se,其中X和Y中的一个或两个是Se,R 是取代基并且可以包括上述讨论的关于式(1)的部分。该方法进一步包括 提供具有式(4)的反应物:

其中R、Y和Ha具有上述定义。随后在含有X的化合物的存在下该反应 物与烷基锂反应,X具有上述定义,以制备具有式(5)的反应物:

其中R、X和Y具有上述定义。随后第四反应物与水反应形成具有式(1) 的化合物。
[0043]本发明公开进一步包括式(1)化合物的制备方法:
其中X是S或Se,Y是S或Se,其中X和Y中的一个或两个是Se。该 方法进一步包括提供根据式(7)的反应物:

其中Y和Ha具有上述定义。Pg是可水解的保护基团。该可水解的保护 基团可以是能水解的任何合适的保护基团,并且可以包括,但是不局限 于三甲基甲烷基或叔丁基二甲基甲硅烷基。随后在含有X的化合物的 存在下该反应物与烷基锂反应,X具有上述定义,以制备具有式(8)的反 应物:

其中Pg、X和Y具有上述定义。随后反应物与水反应形成具有式(6)的化 合物。
[0044]本发明公开进一步包括根据式(1)的杂环稠合的硒吩单体化合物:
其中X是S或Se,Y是S或Se,其中X和Y中的一个或两个是Se,R 是取代基。R可以是能连接到环结构上的任意取代基。R可以包括羟基, 烷基,包括C1至C20的伯、仲或叔烷基,芳烷基,链烯基,全氟烷基, 全氟芳基,芳基,烷氧基,环烷基,环烯基,烷酰基,烷硫基,芳氧基, 烷基硫烷基,炔基,烷芳基,芳烷基,酰氨基,烷基亚硫酰基,烷氧基 烷基,烷基磺酰基,芳基,芳基氨基,二芳基氨基,烷基氨基,二烷基 氨基,芳基芳基氨基,芳硫基,杂芳基,芳基亚硫酰基,烷氧基羰基, 芳基磺酰基,羧基,卤素,硝基,氰基,磺酸,或具有一个或多个磺酸(或 其衍生物)、磷酸(或其衍生物)、羧酸(或其衍生物)、卤素、氨基、硝基、 羟基、氰基或环氧部分取代的烷基或苯基。在特定实施方式中,R可以 包括烷芳基、芳烷基、芳基、杂芳基、C1至C12的伯、仲或叔烷基,其可 以被F、Cl、Br、I或CN单取代或多取代,并且其中一个或多个不相邻 的CH2基团可以独立地由下列基团替代:-O-、-S-、-NH-、-NR’-、-SiR’R”-、 -CO-、-COO-、-OCO-、-OCO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-CH=CH-、或-C≡C- 以O和/或S原子不直接相互连接的方式,苯基和取代的苯基基团,环己 基,萘基,羟基,烷基醚,全氟烷基,全氟芳基,羧酸,酯和磺酸基团, 全氟代,SF5,或F。R’和R”独立地是H、芳基或1-12个碳原子的烷基。
[0045]本发明公开的另一实施方式包括杂环稠合的化合物,包括2-苯基- 硒[2,3-c]噻吩(1a)、2-苯基-硒[3,4-b]噻吩(1b)和2-苯基-硒[3,4-b]硒吩(1c), 以及硫代羰基化合物2-己基-硒[2,3-c]噻吩(1d)、2-己基-硒[3,4-b]噻吩(1e) 和2-己基-硒[3,4-b]硒吩(1f),全部如下列结构所示:
[0046]在本发明公开的另一个实施方式中,在完全芳香稠合的杂环单体形 成前或形成后得到杂环稠合的硒吩的的衍生物。
[0047]本发明公开的另一实施方式包括具有下式的化合物:
其中Y是S或Se,R是取代基并且可以包括上述讨论的关于式(1)的部分, 并且Ha是含有卤素的基团。
[0048]本发明公开的另一实施方式包括具有下式的化合物:
其中Y是Se,Ha是含有卤素的基团。在特定的实施方式中在同一个分 子里,Ha独立地是Br或I,或是Br和I的组合。
[0049]根据本发明公开的单体衍生物可以包括具有下式的化合物:
其中X是S或Se,Y是S或Se,其中X和Y中的一个或两个是Se,R 是取代基。R可以是能连接到P1环结构上的任意取代基。R可以包括氢 或其同位素,羟基,烷基,包括C1至C20的伯、仲或叔烷基,芳烷基, 链烯基,全氟烷基,全氟芳基,芳基,烷氧基,环烷基,环烯基,烷酰 基,烷硫基,芳氧基,烷基硫烷基,炔基,烷芳基,芳烷基,酰氨基, 烷基亚硫酰基,烷氧基烷基,烷基磺酰基,芳基,芳基氨基,二芳基氨 基,烷基氨基,二烷基氨基,芳基芳基氨基,芳硫基,杂芳基,芳基亚 硫酰基,烷氧基羰基,芳基磺酰基,羧基,卤素,硝基,氰基,磺酸, 或具有一个或多个磺酸(或其衍生物)、磷酸(或其衍生物)、羧酸(或其衍生 物)、卤素、氨基、硝基、羟基、氰基或环氧部分取代的烷基或苯基。在 特定实施方式中,R可以包括α反应位点,其中可以形成含硒环结构的 支化的低聚、聚合或共聚结构。在特定实施方式中,R可以包括氢、烷 芳基、芳烷基、芳基、杂芳基、C1至C12的伯、仲或叔烷基,其可以被F、 Cl、Br、I或CN单取代或多取代,并且其中一个或多个不相邻的CH2基 团可以独立地由下列基团替代:-O-、-S-、-NH-、-NR’-、-SiR’R”-、-CO-、 -COO-、-OCO-、-OCO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-CH=CH-、或-C≡C-以O 和/或S原子不直接相互连接的方式,苯基和取代的苯基基团,环己基, 萘基,羟基,烷基醚,全氟烷基,全氟芳基,羧酸,酯和磺酸基团,全 氟代,SF5,或F。R’和R”独立地是H、芳基或1-12个碳原子的烷基。W 和W’是H、卤素原子,例如F、Cl、Br和I,金属有机物,例如MgCl、 MgBr、MgI、Sn(R2)3,其中R2是C1-6的烷基,或C1-6的烷醚,酸,硼 酸酯或乙烯基单元,例如-CH=CHR3,其中R3是H或C1-6的烷基,醚, 即-OC1-6烷基,酯,即-COOC1-6烷基,-S-COR4和-COR4,其中R4是H 或C1-6的烷基、-C≡C和可聚合的芳香环,例如苯基、萘、吡咯和噻吩。 要求保护组合物的取代衍生物可以在第二或第三官能度(functionality) 加入之前或之后形成。
[0050]可以用选择具有希望的聚合反应和希望的所得聚合物的W和W’ 部分来控制聚合反应及合成的聚合物。碳-碳键的形成反应可以用任何合 适的方法来完成。适用于本发明公开单体的方法包括,但是不局限于 Suzuki反应、Yamamoto反应、Heck反应、Stille反应、Sonogashira-Hagihara 反应、Kumada-Corriu反应、Riecke反应以及McCullogh反应。
[0051]根据本发明公开的衍生物可以包括均聚物和共聚物,其中W和W’ 是H。在另一实施方式中,本发明公开的化合物可以包括均聚物和共聚 物,其中W和W’是Br。在另一实施方式中,本发明公开的化合物可以 包括均聚物和共聚物,其中W和W’是三烷基甲烷基。
[0052]相应单体的许多衍生物,其中W和W’不是H,在单体形成后才形 成。在这样的后-反应中,一个或两个氢原子可以被其他官能团取代, 例如溴或三甲基甲锡甲烷基团。氢原子的取代可以使用任何适应于杂环 结构的反应机理来进行。在一个替代实施方式中,基于那些其中W和W’ 适合上述化学过程的单体,含有W和/或W’的衍生物可以在噻吩转化为 第一反应产物(例如3,4-二羟基噻吩)之前形成,随后进行上述反应过程以 将3,4-二羟基噻吩或3,4-二羟基硒吩衍生物转化为咪唑啉酮、二氧杂环戊 烯酮、咪唑啉硫酮或二氧杂环戊烯硫酮。实施例
[0053]提供下列实施例用于说明各种实施方式和对比例,但是不意味着限 制本发明公开的范围。根据传统方法用NMR确定通过下列实施例形成的 化合物结构。实施例1
[0054]根据本发明公开的方法,在单独的反应混合物中制备了化合物硒 [2,3-c]噻吩。
将2-溴甲基-4-三甲基硅烷基-丁-1-烯-3-炔-1-硫醇(5.00g,19.3mmol) 在醚(19.3mL)中的溶液在N2中冷却至-80℃。将温度保持在-50℃以下, 加入正丁基锂(在己烷中2.5M,7.60mL,19.3mmol)。将反应升温至-20℃, 随后冷却至-30℃。一次性加入硒粉(1.60g,20.3mmol),并且在-5℃下搅 拌1小时。将反应冷却至-30℃,加入水(19.3mL),并且用振荡20秒。 立即发生相分离。用冷水(5.00mL)萃取醚层。合并水层,并且加热至 70℃1.5小时。在冷却至室温后,反应混合物用MTBE(3×20.0mL)萃取。 合并的MTBE萃取物用硫酸镁干燥并且浓缩成油。用色谱柱(硅胶、环己 烷)纯化原油,以提供油状的硒[2,3-c]噻吩(2.30g,12.3mmol,63.7mol%): 500MHz 1H NMR(DMSO-d6)δ7.96(d,J=6.0Hz,1H),7.69(d,J=2.6Hz, 1H),7.61(dd,J=2.7,0.6Hz,1H),7.25(d,J=6.0Hz,1H);125MHz 13C NMR(DMSO-d6)δ149.6,135.4,133.5,120.2,115.1,114.8;76MHz 77Se NMR(DMSO-d6)δ429.3(dd,J{77Se-1H}=47.0,7.6Hz);UV-Visλmax= 243.9nm(CH2Cl2);IR(ATR)v 3096,1548,1483,1422,1340,1278,1169, 1070,982,834,758,726cm-1;MS(+APCI)m/z(M+1)=189。
实施例2
[0055]根据本发明公开的方法,以一系列的反应制备了化合物硒[3,4-b]硒 吩。
[0056]向置于N2下搅拌的2,3,4,5-四溴-硒吩(6.20g,13.9mmol)的乙酸 (10.0mL)和水(20.0mL)浆液中加入锌(2.90g,45.1mmol)。混合物加热到 100℃保持3小时。反应混合物用MTBE萃取。用饱和的碳酸氢钠淬灭 MTBE萃取物直至pH为7-8。有机物用硫酸钠干燥、过滤并且浓缩成油。 用色谱柱(硅胶、环己烷)纯化原油,以提供3,4-二溴-硒吩(1.95g,6.75mmol, 48.6mol%):500MHz 1H NMR(CDCl3)δ7.93(s,2H);125MHz 13C NMR (CDCl3)δ127,114。
[0057]向用N2净化压力容器中加入3,4-二溴-硒吩(3.69g,12.77mmol)、 DMF(10.0mL)、三苯基膦(0.669g,2.55mmol)、碘化(I)(0.161g, 0.843mmol)、二乙胺(用KOH干燥,20.0mL,191.55mmol)、(三甲基硅烷 基)乙炔(0.910mL,6.39mmol)、以及二氯-双-三苯基膦钯(0.592g, 0.843mmol)。密封反应器,并且将混合物加热至90℃保持1小时。在冷 却至室温后,反应混合物用MTBE(100.0mL)稀释,并且用0.1M的 HCl(3×50.0mL)洗涤。合并的水层用MTBE(50.0mL)萃取。合并的MTBE 萃取物用饱和的碳酸氢钠(50.0mL)淬灭、用硫酸钠干燥并且浓缩成油。用 色谱柱(硅胶、环己烷)纯化原油,以提供(4-溴-硒吩-3-基乙炔基)-三甲基- 硅烷(1.55g,5.08mmol,79.5mol%):500MHz 1H NMR(CDCl3)δ8.15(d, J=2.9Hz,1H),7.58(d,J=2.9Hz,1H),0.26(S,9h);125MHz 13C NMR (CDCl3)δ135.4,127.0,126.4,114.1,99.8,96.8,0.2。
[0058]将置于N2下的(4-溴-硒吩-3-基乙炔基)-三甲基-硅烷(1.51g, 4.95mmol)的醚(6.00mL)溶液冷却至-65℃。将温度保持在-50℃以上,加 入正丁基锂(在己烷中2.5M,1.98mL,4.99mmol)。升温至-20℃时开始反 应,随后冷却回到-30℃。一次性加入硒粉(0.410g,5.20mmol),并且在-5℃ 下搅拌1小时。将反应冷却至-30℃,加入水(6.00mL),并且用力振荡混 合物20秒。立即发生相分离。用冷水(6.00mL)萃取醚层。合并水层,并 且加热至70℃保持1小时。在冷却至室温后,反应混合物用 MTBE(2×20.0mL)萃取。合并的MTBE萃取物用硫酸镁干燥并且浓缩成 油。用色谱柱(硅胶、环己烷;以及4∶1环己烷/戊烷)纯化原。粗制材料用 戊烷重结晶,以提供黄白色的固体硒[3,4-b]硒吩(0.127g,0.543mmol, 11.0mol%):500MHz 1H NMR(DMSO-d6)δ8.29(d,J=2.3Hz,1H),8.17 (dd,J=2.2,0.6Hz,1H),8.02(d,J=6.0Hz,1H),7.11(d,J=6.0Hz,1H); 125MHz 13C NMR(DMSO-d6)δ152.0,136.4,132.7,121.3,120.8,119.5;76 MHz 77Se NMR(DMSO-d6)δ734.5(t,J{77Se-1H}=46.5Hz),429.3(dd,J {77Se-1H}=46.4,7.1Hz);UV-Visλmax=249.5nm(MeOH);IR(ATR)v 3100,1548,1493,1437,1318,1272,1152,1108,1067,967,895,756,730 cm-1;MS(+APCI)m/z(M+1)=237。实施例3
[0059]根据本发明公开的方法,以一系列的反应制备了化合物硒[3,4-b]噻 吩。
[0060]向置于N2下的搅拌的2,3,4,5-四溴-硒吩(6.20g,13.9mmol)的乙酸 (10.0mL)和水(20.0mL)浆液中加入锌(2.90g,45.1mmol)。混合物加热到 100℃保持3小时。反应混合物用MTBE萃取。用碳酸氢钠淬灭MTBE 萃取物直至pH为7-8。有机物用硫酸钠干燥、过滤并且浓缩成油。用色 谱柱(硅胶、环己烷)纯化粗制油,以提供3,4-二溴-硒吩(1.95g,6.75mmol, 48.6mol%):500MHz 1H NMR(CDCl3)δ7.93(s,2H);125MHz 13C NMR (CDCl3)δ127,114。
[0061]向用N2净化的压力容器中加入3,4-二溴-硒吩(3.69g,12.77mmol)、 DMF(10.0mL)、三苯基膦(0.669g,2.55mmol)、碘化铜(I)(0.161g, 0.843mmol)、二乙胺(用KOH干燥,20.0mL,191.55mmol)、(三甲基硅烷 基)乙炔(0.910mL,6.39mmol)、以及二氯-双-三苯基膦钯(0.592g, 0.843mmol)。密封反应容器,并且将混合物加热至90℃保持1小时。在 冷却至室温后,反应混合物用MTBE(100.0mL)稀释,并且用0.1M的 HCl(3×50.0mL)洗涤。合并的水层用MTBE(50.0mL)萃取。合并的MTBE 萃取物用饱和的碳酸氢钠(50.0mL)淬灭(quench)、用硫酸钠干燥并且浓 缩成油。用色谱柱(硅胶、环己烷)纯化粗制油,以提供(4-溴-硒吩-3-基乙 炔基)-三甲基-硅烷(1.55g,5.08mmol,79.5mol%):500MHz 1H NMR (CDCl3)δ8.15(d,J=2.9Hz,1H),7.58(d,J=2.9Hz,1H),0.26(S,9h);125 MHz 13C NMR(CDCl3)δ135.4,127.0,126.4,114.1,99.8,96.8,0.2。
[0062]将置于N2下的(4-溴-硒吩-3-基乙炔基)-三甲基-硅烷(R=TMS, 1.90g,6.23mmol)的醚(7.40mL)溶液冷却至-70℃。将温度保持在-50℃以 下,加入正丁基锂(在己烷中2.5M,2.50mL,6.23mmol)。升温至-20℃时 开始反应,随后冷却回到-30℃。一次性加入硫(0.210g,6.54mmol),并且 在0℃下搅拌1小时。将反应冷却至-30℃,加入水(7.40mL),并且用力 振荡混合物20秒。立即发生相分离。用冷水(4.00mL)萃取醚层。合并水 层,并且加热至70℃保持1.5小时。在冷却至室温后,反应混合物用 MTBE(3×20.0mL)萃取。合并的MTBE萃取物用硫酸镁干燥并且浓缩成 油。用色谱柱(硅胶、环己烷)纯化粗制油,以提供油状的硒[3,4-b]噻吩 (0.344g,1.84mmol,29.5mol%):500MHz 1H NMR(DMSO-d6)δ8.24(d,J =2.3Hz,1H),8.18(dd,J=2.3,0.8Hz,1H),7.68(d,J=5.7Hz,1H),6.88(d, J=5.7Hz,1H);125MHz 13C NMR(DMSO-d6)δ149.7,140.0,133.0,119.0, 117.4,116.4;76MHz 77Se NMR(DMSO-d6)δ739.7(t,J{77Se-1H}=46.6 Hz);UV-Visλmax=248.3nm(CH2Cl2);IR(ATR)v 3095,1549,1488,1319, 1289,1152,1077,989,804,748cm-1;MS(+APCI)m/z(M+1)=189。实施例4
[0063]根据本发明公开的新组合物,可以轻易在2位对单体进行衍生。本 实施例说明了2-苯基-硒[3,4-b]硒吩的制备,其根据本发明公开的方法以 一系列反应制备而成。
[0064]将置于N2下的3,4-二溴-硒吩(2.36g,8.17mmol)的醚(24.0mL)溶液 冷却至-70℃。将温度保持在-50℃以下,加入正丁基锂(在己烷中2.5M, 3.43mL,8.58mmol)。加入碘片(2.28g,8.99mmol),并且将反应混合物以 至少1小时升至0℃。在加入MTBE(50.0mL)后,用碳酸氢钠(20.0mL)淬 灭反应。发生相分离,并且将MTBE/醚萃取物用额外的碳酸氢钠(20.0mL) 淬灭。合并的MTBE/醚萃取物用硫酸镁干燥并且浓缩成油。用色谱柱(硅 胶、环己烷)纯化所述油。在环己烷中的合并部分用偏亚硫酸氢钠处理、 过滤并且浓缩,以提供油状的3-溴-4-碘-硒吩(1.97g,5.87mmol, 71.8mol%):300MHz 1H NMR(CDCl3)δ8.1(d,J=3.0Hz,1H),7.89(d,J= 3.0Hz,1H)。
[0065]向用N2净化的压力容器中加入3-溴-4-碘-硒吩(1.97g,5.87mmol)、 DMF(5.20mL)、三苯基膦(0.307g,1.17mmol)、碘化铜(I)(0.0740g, 0.387mmol)、二乙胺(用KOH干燥,9.20mL,88.0mmol)、苯基乙炔 (0.645mL,5.87mmol)、以及二氯-双-三苯基膦钯(0.272g,0.387mmol)。 密封反应容器,并且将混合物加热至70℃保持1小时。在冷却至室温后, 反应混合物用MTBE(50.0mL)稀释,并且用0.1M的HCl(3×30.0mL)洗涤。 合并的水层用MTBE(30.0mL)萃取。富含MTBE层用硫酸钠干燥并且浓 缩成油。用色谱柱(硅胶、环己烷)纯化粗制油,以提供3-溴-4-苯基乙炔 基-硒吩(1.07g,53.19mmol,54.3mol%):500MHz 1H NMR(CDCl3)δ8.18 (d,J=2.9Hz,1H),7.90(d,J=2.9Hz,1H),7.58-7.54(m,2H),7.36-7.32 (m,3H);125MHz 13C NMR(CDCl3)δ134.2,131.7,128.5,128.4,126.8, 126.3,122.9,114.1,91.0,84.7。
[0066]将置于N2下的3-溴-4-苯基乙炔基-硒吩(2.00g,6.45mmol)的醚 (26.0mL)溶液冷却至-65℃。将温度保持在-50℃以下,加入叔丁基锂(在戊 烷中1.7M,7.59mL,12.9mmol)。反应在-60至-50℃下搅拌0.5小时。一 次性加入硒粉(0.530g,6.71mmol);混合物以2小时升至室温,并且保持 1小时。蒸发溶剂,并且加入氢氧化(0.434g,7.74mmol)的甲醇(25.0mL) 溶液,并且加热回流15小时。在冷却至室温后,浓缩成油,用CH2Cl2 溶解,并用水萃取。水层用CH2Cl2萃取。合并的有机层用硫酸镁干燥并 且浓缩成粗制始残渣。粗制材料用CH2Cl2和甲醇重结晶,以提供亮橙色 粉末的硒[3,4-b]硒吩(0.571g,1.84mmol,40.8mol%):500MHz 1H NMR (DMSO-d6)δ8.34(d,J=2.3Hz,1H),8.22(dd,J=2.2,0.6Hz,1H), 7.62-7.59(m,2H),7.57(s,1H),7.45-7.42(m,2H),7.39-7.35(m,1H);125 MHz 13C NMR(DMSO-d6)δ151.9,148.3,136.0,134.6,129.1,128.5,125.9, 122.6,119.9,116.9;95MHz 77Se NMR(DMSO-d6)δ731.2(t,J{77Se-1H}= 45.8Hz),427.7(d,J{77Se-1H}=3.8Hz);UV-Visλmax=309.3nm(CH2Cl2); IR(ATR)v 3088,1553,1482,1438,1327,1303,1221,1152,1074,1028,901, 843,827,750,683cm-1;MS(+APCI)m/z(M+1)=313。实施例5
[0067]根据本发明公开的新组合物,可以轻易在2位对单体进行衍生。 本实施例说明了2-苯基-硒[3,4-b]噻吩的制备,其根据本发明公开的方法 在一系列反应中制备而成。
[0068]将置于N2下的3,4-二溴-硒吩(2.36g,8.17mmol)的醚(24.0mL)溶液 冷却至-70℃。将温度保持在-50℃以下,加入正丁基锂(在己烷中2.5M, 3.43mL,8.58mmol)。加入碘片(2.28g,8.99mmol),并且将反应混合物以 至少1小时升至0℃。在加入MTBE(50.0mL)后,用碳酸氢钠(20.0mL)淬 灭反应。发生相分离,并且MTBE/醚萃取物用额外的碳酸氢钠(20.0mL) 淬灭。合并的MTBE/醚萃取物用硫酸镁干燥并且浓缩成油。用色谱柱(硅 胶、环己烷)纯化所述油。在环己烷中的合并部分用偏亚硫酸氢钠处理、 过滤并且浓缩,以提供油状的3-溴-4-碘-硒吩(1.97g,5.87mmol, 71.8mol%):300MHz 1H NMR(CDCl3)δ8.1(d,J=3.0Hz,1H),7.89(d,J= 3.0Hz,1H)。
[0069]向用N2净化的压力容器中加入3-溴-4-碘-硒吩(1.97g,5.87mmol)、 DMF(5.20mL)、三苯基膦(0.307g,1.17mmol)、碘化铜(I)(0.0740g, 0.387mmol)、二乙胺(用KOH干燥,9.20mL,88.0mmol)、苯基乙炔 (0.645mL,5.87mmol)、以及二氯-双-三苯基膦钯(0.272g,0.387mmol)。 密封反应容器,并且将混合物加热至70℃保持1小时。在冷却至室温后, 反应混合物用MTBE(50.0mL)稀释,并且用0.1M的HCl(3×30.0mL)洗涤。 合并的水层用MTBE(30.0mL)萃取。富含MTBE层用硫酸钠干燥并且浓 缩成油。用色谱柱(硅胶、环己烷)纯化粗制油,以提供3-溴-4-苯基乙炔 基-硒吩(1.07g,3.19mmol,54.3mol%):500MHz 1H NMR(CDCl3)δ8.18 (d,J=2.9Hz,1H),7.90(d,J=2.9Hz,1H),7.58-7.54(m,2H),7.36-7.32 (m,3H);125MHz 13C NMR(CDCl3)δ134.2,131.7,128.5,128.4,126.8, 126.3,122.9,114.1,91.0,84.7。
[0070]将置于N2下的3-溴-4-苯基乙炔基-硒吩(1.65g,5.32mmol)的醚 (6.0mL)溶液冷却至-70℃。将温度保持在-50℃以下,加入正丁基锂(在己 烷中2.5M,2.13mL,5.32mmol)。使反应升温至-30℃,随后冷却回到-50℃。 一次性加入硫(0.179g,5.59mmol),并且在0℃下搅拌2小时。蒸发溶剂, 加入KOH(0.373g,6.65mmol)的甲醇(6mL)溶液,并且加热至回流19小 时。在冷却至室温后,在CH2Cl2中浓缩、重构反应物,并用水洗涤。用 硫酸镁和Darco G60处理CH2Cl2层。在过滤和加入甲醇后,蒸发CH2Cl2 直至材料从溶液中结晶出来。粗制材料用CH2Cl2/甲醇重结晶,以获得亮 棕色固体的2-苯基-硒[3,4-b]噻吩(0.355g,1.35mmol,25.4mol%):500MHz 1H NMR(DMSO-d6)δ8.29(d,J=2.1Hz,1H),8.22(d,J=1.8Hz,1H),7.68 (d,J=7.3Hz,2H),7.46(t,J=7.3Hz,2H),7.40-7.37(m,2H);125MHz 13C NMR(DMSO-d6)δ149.8,148.0,138.4,134.3,129.1,128.7,125.5,120.1, 116.8,113.7;95MHz 77Se NMR(DMSO-d6)δ737.2(t,J{77Se-1H}=45.8 Hz);UV-Visλmax=308.2nm(CH2Cl2);IR(ATR)v 3092,1552,1484,1440, 1329,1224,1152,1069,1027,924,903,819,752,735,685cm-1;MS(+APCI) m/z(M+1)=265。
[0071]虽然在特定实施例中已经描述了本发明公开的内容,但是本领域技 术人员可以理解在不背离本发明范围之内,可以进行各种改变,以及可 以用元素取代等价物。此外,为了适应特别情况或材料,还可以根据本 发明的教导在不背离本发明范围之内进行许多改进。因此,这意味着本 发明并不受限于上述实施本发明作为最优方式的任何特别实施方式,但 是本发明将包括在所附权利要求范围内的所有实施方式。相关申请的交叉引用
[0001]本申请的主题与2007年7月13日提交的美国专利申请 No.11/777386,题为“SELENIUM CONTAINING ELECTRICALLY CONDUCTIVE POLYMERS AND METHOD OF MAKING ELECTRICALLY CONDUCTIVE POLYMERS(含硒导电聚合物及制备导 电聚合物的方法)”相关;其公开内容在此一并引用作为参考。
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