一种基于（E）-1,2-二（2-噻吩）基乙烯和苯并噻二唑的聚合物及其制备方法和应用
阅读：323发布：2020-05-08
专利汇可以提供一种基于（E）-1,2-二（2-噻吩）基乙烯和苯并噻二唑的聚合物及其制备方法和应用专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及有机合成技术领域，尤其涉及一种基于(E)-1,2-二(2-噻吩)基乙烯和苯并噻二唑的 聚合物 及其制备方法和应用，所述聚合物中的R为烷基， 碳 原子 数为6～14；X为 锡 盐或者 硼 酸酯；Y为H、F或Cl。该聚合物作为 活性层 材料，具有优异的太阳光捕获能 力 和空穴传输能力，以及该聚合物的热 稳定性 、溶液加工性和吸光性，在 太阳能 电池 器件、有机电致发光器件以及有机 场效应晶体管 等光电领域有很好的应用前景。，下面是一种基于（E）-1,2-二（2-噻吩）基乙烯和苯并噻二唑的聚合物及其制备方法和应用专利的具体信息内容。
1.一种基于(E)-1,2-二(2-噻吩)基乙烯和苯并噻二唑的聚合物，其特征在于：该聚合物P具有以下通式结构：
其中，R为C6～C14的烷基，n为1～100之间的整数；Y为H、F或Cl。
2.一种基于(E)-1,2-二(2-噻吩)基乙烯和苯并噻二唑的聚合物的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：
提供具有如下结构式表示的化合物R-BTV-X和化合物DBDYBT：
其中，R为C6～C14的烷基；X为锡盐、硼酸或者硼酸酯；Y为H、F或者Cl；
在无水无氧条件下，将化合物R-BTV-X和化合物DBDYBT按摩尔比1:(1～1.2)投加到有机溶剂中，加入催化剂，在60℃～130℃下进行stille耦合反应24～96h，制得含(E)-1,2-二(2-噻吩)基乙烯和苯并噻二唑的聚合物，所述含(E)-1,2-二(2-噻吩)基乙烯和苯并噻二唑的聚合物为具有如下通式的化合物P：
其中，n为1～100之间的整数。
3.根据权利要求2所述的一种基于(E)-1,2-二(2-噻吩)基乙烯和苯并噻二唑的聚合物的制备方法，其特征在于，所述的催化剂与化合物R-BTV-X的摩尔比为1:(10～30)。
4.根据权利要求2所述的一种基于(E)-1,2-二(2-噻吩)基乙烯和苯并噻二唑的聚合物的制备方法，其特征在于，所述的催化剂为有机钯。
5.根据权利要求2所述的一种基于(E)-1,2-二(2-噻吩)基乙烯和苯并噻二唑的聚合物的制备方法，其特征在于，所述的催化剂为有机钯和有机膦配体。
6.根据权利要求5所述的一种基于(E)-1,2-二(2-噻吩)基乙烯和苯并噻二唑的聚合物的制备方法，其特征在于，所述有机钯与有机膦配体的摩尔比为1:(1.2～1.8)。
7.根据权利要求5所述的一种基于(E)-1,2-二(2-噻吩)基乙烯和苯并噻二唑的聚合物的制备方法，其特征在于，所述的有机膦配体为邻甲基三苯基膦或者三叔丁基膦。
8.根据权利要求4或5所述的一种基于(E)-1,2-二(2-噻吩)基乙烯和苯并噻二唑的聚合物的制备方法，其特征在于，所述的有机钯为醋酸钯、四三苯基膦钯或者双三苯基膦二氯化钯。
9.根据权利要求2所述的一种基于(E)-1,2-二(2-噻吩)基乙烯和苯并噻二唑的聚合物的制备方法，其特征在于，所述的有机溶剂为甲苯或者氯苯。
10.权利要求1所述的基于(E)-1,2-二(2-噻吩)基乙烯和苯并噻二唑的聚合物或者权利要求2～9任一项所述的基于(E)-1,2-二(2-噻吩)基乙烯和苯并噻二唑的聚合物的制备方法在下述器件中的应用，所述器件包括太阳能电池器件、有机电致发光器件以及有机场效应晶体管。
一种基于(E)-1,2-二(2-噻吩)基乙烯和苯并噻二唑的聚合物
及其制备方法和应用
技术领域
[0001] 本发明涉及有机合成技术领域，尤其涉及一种基于(E)-1,2-二(2-噻吩)基乙烯和苯并噻二唑的聚合物及其制备方法和应用。
背景技术
[0002] 导电高分子由于密度低、易加工、合成范围广等性质，吸引了广大科学家们的注意。由于这类材料结构的共轭性，使它能受光发电、传输电荷，从而可以在许多电子或者光电子器件上得到应用，例如：太阳能电池器件、有机电致发光器件以及有机场效应晶体管。
[0003] 材料的结构从根本上决定了材料的性能，因此，材料的结构创新与合成一直是有机电子领域关注的热点。聚合物的载流子迁移率和溶解性决定了它的发展与应用，因此，拓宽聚合物的光吸收范围、选择合适的结构单元组成聚合物显得尤为重要。
[0004] 现有有机聚合物材料的电学性能和稳定性还有待提高，合成路线及原料较为复杂。因此，进一步开发具有高稳定性和电学性能能优越的新的有机聚合物并改善其制备工艺，成为目前研发的重点。
发明内容
[0005] 针对现有技术的不足，本发明的目的一在于，提供一种基于(E)-1,2-二(2-噻吩)基乙烯和苯并噻二唑的聚合物。
[0006] 本发明的目的二在于，提供一种基于(E)-1,2-二(2-噻吩)基乙烯和苯并噻二唑的聚合物的制备方法。
[0008] 为实现上述目的一，本发明提供如下技术方案：一种基于(E)-1,2-二(2-噻吩)基乙烯和苯并噻二唑的聚合物，该聚合物P具有以下通式结构：
[0009]
[0010] 其中，R为C6～C14的烷基，n为1～100之间的整数；Y为H、F或Cl。
[0011] 为实现上述目的二，本发明提供如下技术方案：一种基于(E)-1,2-二(2-噻吩)基乙烯和苯并噻二唑的聚合物的制备方法，包括如下制备步骤：
[0012] 提供具有如下结构式表示的化合物R-BTV-X和化合物DBDYBT：
[0013]
[0015] 其中，R-BTV-X表示：(E)-1,2-bis(3-R-5-(X)thiophen-2-yl)ethene，DBDYBT表示4,7-dibromo-5,6-di-Y-benzo[c][1,2,5]thiadiazole；
[0016] 在无水无氧条件下，将化合物R-BTV-X和化合物DBDYBT按摩尔比1：(1～1.2)投加到有机溶剂中，加入催化剂，在60℃～130℃下进行stille耦合反应24～96h；分离纯化后制得含(E)-1,2-二(2-噻吩)基乙烯和苯并噻二唑的聚合物，所述含(E)-1,2-二(2-噻吩)基乙烯和苯并噻二唑的聚合物为具有如下通式的化合物P：
[0017]
[0018] 其中，R为C6～C14的烷基，n为1～100之间的整数；
[0019] Stille耦合反应的反应式为：
[0020]
[0021] 具体反应合成路线为：
[0022]
[0023] 优选地，所述的催化剂与化合物R-BTV-X摩尔比为1：(10～30)。
[0024] 优选地，所述的催化剂为有机钯。
[0025] 优选地，所述的催化剂为有机钯和有机膦配体。
[0026] 优选地，所述有机钯与有机膦配体的摩尔比为1：(1.2～1.8)。
[0027] 优选地，所述的有机膦配体为邻甲基三苯基膦(C21H21P)或者三叔丁基膦(C12H27P)。优选地，所述的有机钯为醋酸钯(Pd(O2CCH3)2)、四三苯基膦钯(Pd[P(C6H5)3]4)或者双三苯基膦二氯化钯(PdCl2[P(C6H5)3]2)。
[0029] 为实现上述目的三，本发明提供如下技术方案：提供一种基于(E)-1,2-二(2-噻吩)基乙烯和苯并噻二唑的聚合物及其制备方法在下述器件中的应用，所述器件包括太阳能电池器件、有机电致发光器件以及有机场效应晶体管，如以该聚合物为有机半导体层的有机太阳能电池和有机场效应晶体管。
[0030] 本发明的优点及积极效果为：基于(E)-1,2-二(2-噻吩)基乙烯和苯并噻二唑的聚合物，通过引入和调节多个结构单元及其比例，能够同时优化材料能级、溶解度和电学性能，具有优异的太阳光捕获能力和空穴传输能力；该聚合物的热稳定性能高、吸光性能好，在光电领域具有较强的推广与应用价值。
[0031] 而噻吩环具有较大的电子云密度，利于空穴的注入；苯并二噻唑具有较高的电子亲合能，能够降低聚合物的最低空轨道能级，此外，噻吩环的α位和β位易引入其他官能团进行修饰。
[0032] 具体地，噻吩环和C＝C键的引入，不仅扩展了共轭结构，同时也积极提高了聚合物的迁移率；苯并噻二唑的引入，不仅再一步扩展了共轭结构，N原子的引入更是促进了氢键等分子间作用力，提高了材料的稳定性。通过调节两个结构单元的比例，在增强聚合物共轭结构的同时，也提高了聚合物的迁移率和稳定性，在光电领域具有较强的推广与应用价值。【具体实施方式】
[0033] 为使本发明的技术方案更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0034] 本发明提供一种基于(E)-1,2-二(2-噻吩)基乙烯和苯并噻二唑的聚合物，该聚合物P的结构通式为：
[0035]
[0036] 其中，R为C6～C14的烷基，n为1～100之间的整数；Y为H、F或Cl。
[0037] 实施例1 聚合物P1的合成
[0038] 一种基于(E)-1,2-二(2-噻吩)基乙烯和苯并噻二唑的聚合物，具体为具有如下通式的聚合物P6，
[0039]
[0040] 具体制备过程如下：
[0041] (1)制备C12H25-BTV-BO2C6H12：在无水无氧的条件下，温度0℃时，在烧瓶中加入3-溴噻吩(200mmol)与干燥的THF(200ml)以及LDA(240mmol)，反应1h，然后加入干燥的DMF(240mmol)，反应0.5h，反应结束后，降至室温，过夜，后处理后得到棕色液体，即为中间产物4-溴噻吩-2-甲醛，产率为45％。
[0042] 在装有干燥的THF(20ml)的烧瓶中滴入TiCl4(20mmol)，搅拌15min，再加入Zn粉(35mmol)，于65℃下反应1h，缓慢滴加中间产物4-溴噻吩-2-甲醛(12mmol)，过夜搅拌，后处理后得到黄色粉末，即为中间产物(E)-1,2-二(3-溴-2-噻吩)基乙烯，产率为50％。
[0043] 在装有干燥THF(40ml)和Mg粉(17mmol)以及I2颗粒(1粒)的烧瓶中，缓慢滴加C12H25Br(8mmol)，制成格氏试剂，然后将格氏试剂滴加到装有Ni(dppp)Cl2(0.15mmol)、干燥的THF(40ml)以及中间产物(E)-1,2-二(3-溴-2-噻吩)基乙烯(2.5mmol)的烧瓶中，搅拌过夜，后处理后得到黄色固体，即为中间产物E)-1,2-双(3-十二烷基-2-噻吩)基乙烯(C12H25-BTV)，产率为55％。
[0044] 在-78℃条件下，将中间产物E)-1,2-双(3-十二烷基-2-噻吩)基乙烯(C12H25-BTV)(1.0mmol)、THF(10mmol)以及正丁基锂(2.3mmol)投加到烧瓶中混合，反应1h，然后缓慢滴加2-异丙基硼酸嚬哪醇酯(6.0mmol)，反应1h后，置于室温下，过夜，后处理后得到化合物C12H25-BO2C6H12，产率为63％。
[0045] 其中，后处理过程为：先加水猝灭，EA萃取，然后用饱和盐水洗有机相，最后用无水Na2SO4进行干燥。
[0046] 具体合成路线为：
[0047]
[0048] (2)制备DBDFBT：在三角烧瓶中加入4,5-二氟苯-1,2-二胺(10mmol)、干燥的二氯甲烷(18ml)以及三乙胺(50mmol)，搅拌并慢慢滴加二氯化砜(35mmol)，加热后，于50℃条件下回流反应5h，反应结束后，用水猝灭，二氯甲烷萃取，过柱，得到中间产物5,6-二氟苯并[c][1,2,5]噻二唑，产率为68％。
[0049] 向装有5,6-二氟苯并[c][1,2,5]噻二唑(4.0mmol)的烧瓶中加入浓硫酸(25ml)，充分溶解后，避光条件下，加入二溴海因(5mmol)，搅拌反应72h，反应结束，将反应物倒入冰水中，抽滤得到粗产物4,7-二溴-5,6-二氟苯并[c][1,2,5]噻二唑，过柱，得到白色的化合物4,7-二溴-5,6-二氟苯并[c][1,2,5]噻二唑，产率为50％。
[0050] 具体合成路线为：
[0051]
[0052] (3)合成聚合物P1：在无水无氧的条件下，将C12H25-BO2C6H12(0.1mmol)和DBDFBT(0.12mmol)加入到盛有甲苯溶剂(10ml)的烧瓶中，然后加入醋酸钯(0.01mmol)和K2CO3(2M,2ml)，将烧瓶加热到130℃进行Still耦合反应72h，随后降至室温停止聚合反应，向烧瓶中滴加甲醇进行沉降，过滤，再用甲醇和正己烷分别抽提24h，最后用氯仿抽提，旋干，真空泵抽滤过夜，得到聚合物P6，产率为67％。
[0053] 聚合物P1的具体合成路线为：
[0054]
[0055] 经过检测，产物聚合物P1 Mn:8.9kDa,PDI:2.15。
[0056] 实施例2、聚合物P2的合成
[0057] 一种基于(E)-1,2-二(2-噻吩)基乙烯和苯并噻二唑的聚合物，具体为具有如下通式的聚合物P2，
[0058]
[0059] 具体制备过程如下：
[0060] (1)制备C8H17-BTV-Sn(C4H9)3：在无水无氧的条件下，温度0℃时，在烧瓶中加入3-溴噻吩(400mmol)与干燥的THF(400ml)，以及LDA(480mmol)，反应1h，然后加入干燥的DMF(480mmol)，反应0.5h，反应结束后，降至室温，过夜，后处理后得到棕色液体，即为中间产物4-溴噻吩-2-甲醛，产率为40％。
[0061] 在装有干燥的THF(50ml)烧瓶中滴入TiCl4(39.26mmol)，搅拌15min，再加入Zn粉(65.43mmol)，于65℃下反应1h，缓慢滴加中间产物4-溴噻吩-2-甲醛(26.17mmol)，过夜搅拌，后处理后得到黄色粉末，即为中间产物(E)-1,2-二(3-溴-2-噻吩)基乙烯，产率为60％。
[0062] 在装有干燥THF(40ml)和Mg粉(18mmol)以及I2颗粒(1粒)的烧瓶中，缓慢滴加C8H17Br(8mmol)，制成格氏试剂，然后将格氏试剂滴加到装有Ni(dppp)Cl2(0.15mmol)、干燥的THF(40ml)以及中间产物(E)-1,2-二(3-溴-2-噻吩)基乙烯(3mmol)的烧瓶中，搅拌过夜，后处理后得到黄色固体，即为中间产物(E)-1,2-双(3-八烷基-2-噻吩)基乙烯(C8H17-BTV)，产率为45％。
[0063] 在-78℃条件下，将中间产物(E)-1,2-双(3-八烷基-2-噻吩)基乙烯(C8H17-BTV)(0.8mmol)、THF(8mmol)以及正丁基锂(2.0mmol)投加到烧瓶中混合，反应1h，然后缓慢滴加(C4H9)3SnCl(3.0mmol)，反应1h后，置于室温下，过夜，后处理后得到化合物C8H17-BTV-Sn(C4H9)3，产率为68％。
[0064] 其中，后处理过程：先加水猝灭，EA萃取，然后用饱和盐水洗有机相，最后用无水Na2SO4进行干燥。
[0065] 具体合成路线为：
[0066]
[0067] (2)制备DBDClBT：在三角烧瓶中加入4,5-二氯苯-1,2-二胺(18mmol)、干燥的二氯甲烷(30ml)以及三乙胺(80mmol)，搅拌并慢慢滴加二氯化砜(60mmol)，加热，并于50℃条件下回流反应5h，反应结束后，用水猝灭，二氯甲烷萃取，过柱，得到中间产物5,6-二氯苯并[c][1,2,5]噻二唑，产率为75％。
[0068] 然后向装有5,6-二氟苯并[c][1,2,5]噻二唑(7.5mmol)的烧瓶中加入浓硫酸(50ml)，充分溶解后，避光条件下，加入二溴海因(10mmol)，搅拌反应72h，反应结束，将反应物倒入冰水中，抽滤得到粗产物4,7-二溴-5,6-二氯苯并[c][1,2,5]噻二唑，过柱，得到白色的化合物4,7-二溴-5,6-二氯苯并[c][1,2,5]噻二唑，产率为45％。
[0069] 具体合成路线为：
[0070]
[0071] (3)合成聚合物P2：在无水无氧的条件下，将C8H17-BTV-Sn(C4H9)3(0.1mmol)和DBDClBT(0.1mmol)投加到盛有氯苯溶剂(10ml)的烧瓶中，然后加入Pd(PPh3)2Cl2(0.0033mmol)，将烧瓶加热到120℃进行Still耦合反应36h，随后降至室温停止聚合反应，向烧瓶中滴加甲醇进行沉降，过滤，再用甲醇和正己烷分别抽提24h，最后用氯仿抽提，旋干，真空泵抽滤过夜，得到聚合物P2，产率为53％。
[0072] 聚合物P2的具体合成路线为：
[0073]
[0074] 经过检测，产物聚合物P2 Mn:9.2kDa,PDI:2.53。
[0075] 上述制备的聚合物P2在下述器件中的应用，所述器件包括太阳能电池器件、有机电致发光器件以及有机场效应晶体管，如以该聚合物为有机半导体层的有机太阳能电池和有机场效应晶体管。
[0076] 实施例3、聚合物P3的合成
[0077] 一种基于(E)-1,2-二(2-噻吩)基乙烯和苯并噻二唑的聚合物，具体为具有如下通式的聚合物P3，
[0078]
[0079] 具体制备过程如下：
[0080] (1)制备C10H21-BTV-BO2C6H12：在无水无氧的条件下，温度0℃时，在烧瓶中加入3-溴噻吩(400mmol)与干燥的THF(400ml)以及LDA(480mmol)，反应1h，然后加入干燥的DMF(480mmol)，反应0.5h，反应结束后，降至室温，过夜，后处理后得到棕色液体，即为中间产物4-溴噻吩-2-甲醛，产率为40％。
[0081] 在装有干燥THF(50ml)的烧瓶中滴入TiCl4(39.26mmol)，搅拌15min，再加入Zn粉(65.43mmol)，于65℃下反应1h，缓慢滴加中间产物4-溴噻吩-2-甲醛(26.17mmol)，过夜搅拌，后处理后得到黄色粉末，即为中间产物(E)-1,2-二(3-溴-2-噻吩)基乙烯，产率为60％。
[0082] 在装有干燥THF(50ml)和Mg粉(20mmol)以及I2颗粒(1粒)的烧瓶中，缓慢滴加C10H21Br(11mmol)，制成格氏试剂，然后将格氏试剂滴加到装有Ni(dppp)Cl2(0.18mmol)、干燥的THF(50ml)以及中间产物(E)-1,2-二(3-溴-2-噻吩)基乙烯(4mmol)的烧瓶中，搅拌过夜，后处理后得到黄色固体，即为中间产物E)-1,2-双(3-十烷基-2-噻吩)基乙烯(C10H21-BTV)，产率为48％。
[0083] 在-78℃时，将中间产物中间产物E)-1,2-双(3-十烷基-2-噻吩)基乙烯(C10H21-BTV)(1.0mmol)、THF(10mmol)以及正丁基锂(2.3mmol)投加到烧瓶中混合，反应1h，然后缓慢滴入2-异丙基硼酸嚬哪醇酯(6.0mmol)，反应1h后，置于室温下，过夜，后处理后得到化合物C10H21-BTV-BO2C6H12，产率为75％。
[0084] 其中，后处理过程为：先加水猝灭，EA萃取，然后用饱和盐水洗有机相，最后用无水Na2SO4进行干燥。
[0085] 具体合成路线为：
[0086]
[0087] (2)制备DBDClBT：在三角烧瓶中加入4,5-二氟苯-1,2-二胺(20mmol)、干燥的二氯甲烷(36ml)以及三乙胺(95mmol)，搅拌并缓慢滴加二氯化砜(75mmol)，加热，于50℃条件下回流反应5h，反应结束后，用水猝灭，二氯甲烷萃取，过柱，得到中间产物5,6-二氟苯并[c][1,2,5]噻二唑，产率为70％。
[0088] 向装有5,6-二氟苯并[c][1,2,5]噻二唑(8.0mmol)的烧瓶中加入浓硫酸(55ml)，充分溶解后，避光条件下，加入NBS(20mmol)，搅拌反应72h，反应结束，将反应物倒入冰水中，抽滤得到粗产物4,7-二溴-5,6-二氟苯并[c][1,2,5]噻二唑，过柱，得到白色的化合物4,7-二溴-5,6-二氟苯并[c][1,2,5]噻二唑，产率为47％。
[0089] 具体合成路线为：
[0090]
[0091] (3)合成聚合物P3：在无水无氧的条件下，将C10H21-BTV-BO2C6H12(0.1mmol)和DBDFBT(0.1mmol)加入到盛有氯苯溶剂(10ml)的烧瓶中，然后加入Pd(PPh3)2Cl2(0.005mmol)和K2CO3(2M,2ml)，将烧瓶加热到120℃进行Still耦合反应36h，随后降至室温停止聚合反应，向烧瓶中滴加甲醇进行沉降，过滤，再用甲醇和正己烷分别抽提24h，最后用氯仿抽提，旋干，真空泵抽滤过夜，得到聚合物P3，产率为63％。
[0092] 聚合物P3的具体合成路线为：
[0093]
[0094] 经过检测，产物聚合物P3 Mn:9.1kDa,PDI:2.61。
[0095] 实施例4 聚合物P4的合成
[0096] 一种基于(E)-1,2-二(2-噻吩)基乙烯和苯并噻二唑的聚合物，具体为具有如下通式的聚合物P5，
[0097]
[0098] 具体制备过程如下：
[0099] (1)制备C14H29-BTV-B(OH)2：在无水无氧的条件下，温度0℃时，在烧瓶中加入3-溴噻吩(200mmol)与干燥的THF(200ml)，以及LDA(240mmol)，反应1h，然后加入干燥的DMF(240mmol)，反应0.5h，反应结束后，降至室温，过夜，后处理后得到棕色液体，即为中间产物4-溴噻吩-2-甲醛，产率为45％。
[0100] 在装有干燥的THF(20ml)的烧瓶中滴入TiCl4(20mmol)，搅拌15min，再加入Zn粉(35mmol)，于65℃下反应1h，缓慢滴加中间产物4-溴噻吩-2-甲醛(12mmol)，过夜搅拌，后处理后得到黄色粉末，即为中间产物(E)-1,2-二(3-溴-2-噻吩)基乙烯，产率为50％。
[0101] 在装有干燥THF(20ml)和Mg粉(9mmol)以及I2颗粒(一粒)的烧瓶中，缓慢滴加C14H29Br(4mmol)，制成格氏试剂，然后将格氏试剂滴加到装有Ni(dppp)Cl2(0.07mmol)、干燥的THF(20ml)以及中间产物(E)-1,2-二(3-溴-2-噻吩)基乙烯(1.2mmol)的烧瓶中，搅拌过夜，后处理后得到黄色固体，即为中间产物E)-1,2-双(3-十四烷基-2-噻吩)基乙烯(C14H29-BTV)，产率为48％。
[0102] 在-78℃时，将中间产物中间产物E)-1,2-双(3-十四烷基-2-噻吩)基乙烯(C14H29-BTV)(1.0mmol)、THF(10mmol)以及正丁基锂(2.3mmol)投加到烧瓶中混合，反应1h，然后缓慢滴加异丙基硼酸(6.0mmol)，反应1h后，置于室温下，过夜，后处理后得到化合物C14H29-BTV-B(OH)2，产率为61％。
[0103] 其中，后处理过程为：先加水猝灭，EA萃取，然后用饱和盐水洗有机相，最后用无水Na2SO4进行干燥。
[0104] 具体合成路线为：
[0105]
[0106] (2)DBDHBT的制备：在三角烧瓶中加入苯-1,2-二胺(10mmol)、干燥的二氯甲烷(20ml)以及三乙胺(50mmol)，搅拌并慢慢滴加二氯化砜(40mmol)，加热，于50℃条件下回流反应5h，反应结束后，用水猝灭，二氯甲烷萃取，过柱，得到中间产物苯并[c][1,2,5]噻二唑，产率为50％。
[0107] 向装有苯并[c][1,2,5]噻二唑(2.0mmol)的烧瓶中加入浓硫酸(15ml)，充分溶解后，避光条件下，加入二溴海因(5mmol)，搅拌反应72h，反应结束，将反应物倒入冰水中，抽滤得到粗产物4,7-二溴-苯并[c][1,2,5]噻二唑，过柱，得到白色的4,7-二溴-苯并[c][1,2,5]噻二唑，产率为55％。
[0108] 具体合成路线为：
[0109]
[0110] (3)合成聚合物P4：在无水无氧的条件下，将C14H29-BTV-B(OH)2(0.1mmol)和DBDHBT(0.11mmol)加入到盛有甲苯溶剂(10ml)的烧瓶中，然后加入醋酸钯(0.01mmol)和CCs2O3(2M,2ml)，将烧瓶加热到100℃进行Still耦合反应96h，随后降至室温停止聚合反应，向烧瓶中滴加甲醇进行沉降，过滤，再用甲醇和正己烷分别抽提24h，最后用氯仿抽提，旋干，真空泵抽滤过夜，得到聚合物P4，产率为69％。
[0111] 聚合物P4的具体合成路线为：
[0112]
[0113] 经过检测，产物聚合物P4 Mn:8.1kDa,PDI:2.23。
[0114] 实施例5、聚合物P5的合成
[0115] 一种基于(E)-1,2-二(2-噻吩)基乙烯和苯并噻二唑的聚合物，具体为具有如下通式的聚合物P4，
[0116]
[0117] 具体制备过程如下：
[0118] (1)制备C6H13-BTV-BO2C6H12：在无水无氧的条件下，温度0℃时，在烧瓶中加入3-溴噻吩(200mmol)、干燥的THF(200ml)以及LDA(240mmol)，反应1h，然后加入干燥的DMF(240mmol)，反应0.5h，反应结束后，降至室温，过夜，后处理后得到棕色液体，即为中间产物4-溴噻吩-2-甲醛，产率为45％。
[0119] 在装有干燥的THF(20ml)烧瓶中滴入TiCl4(20mmol)，搅拌15min，再加入Zn粉(35mmol)，于65℃下反应1h，缓慢滴加中间产物4-溴噻吩-2-甲醛(12mmol)，过夜搅拌，后处理后得到黄色粉末，即为中间产物(E)-1,2-二(3-溴-2-噻吩)基乙烯，产率为50％。
[0120] 在装有干燥THF(40ml)和Mg粉(17mmol)以及I2颗粒(一粒)的烧瓶中，缓慢滴加C6H13Br(8mmol)，制成格氏试剂，然后将格氏试剂滴加到装有Ni(dppp)Cl2(0.15mmol)、干燥的THF(40ml)以及中间产物(E)-1,2-二(3-溴-2-噻吩)基乙烯(2.5mmol)的烧瓶中，搅拌过夜，后处理后得到黄色固体，即为中间产物E)-1,2-双(3-六烷基-2-噻吩)基乙烯(C6H13-BTV)，产率为48％。
[0121] 在-78℃条件下，将中间产物E)-1,2-双(3-六烷基-2-噻吩)基乙烯(C6H13-BTV)(1.0mmol)、THF(10mmol)以及正丁基锂(2.3mmol)投加到烧瓶中混合，反应1h，然后缓慢滴加2-异丙基硼酸嚬哪醇酯(6.0mmol)，反应1h后，置于室温下，过夜，后处理后得到化合物C6H13-BO2C6H12，产率为67％。
[0122] 其中，后处理过程为：先加水猝灭，EA萃取，然后用饱和盐水洗有机相，最后用无水Na2SO4进行干燥。
[0123] 具体合成路线为：
[0124]
[0125] (2)制备DBDClBT：在三角烧瓶中加入4,5-二氯苯-1,2-二胺(10mmol)、干燥的二氯甲烷(15ml)以及三乙胺(50mmol)，搅拌并慢慢滴加二氯化砜(40mmol)，加热，于50℃条件下回流反应5h，反应结束后，用水猝灭，二氯甲烷萃取，过柱，得到中间产物5,6-二氯苯并[c][1,2,5]噻二唑，产率为70％。
[0126] 然后向装有5,6-二氟苯并[c][1,2,5]噻二唑(5mmol)的烧瓶中加入浓硫酸(30ml)，充分溶解后，避光条件下，加入二溴海因(6mmol)，搅拌反应72h，反应结束，将反应物倒入冰水中，抽滤得到粗产物4,7-二溴-5,6-二氯苯并[c][1,2,5]噻二唑，过柱，得到白色的化合物4,7-二溴-5,6-二氯苯并[c][1,2,5]噻二唑，产率为45％。
[0127] 具体合成路线为：
[0128]
[0129] (3)合成聚合物P5：在无水无氧条件下，将C6H13-BTV-BO2C6H12(0.1mmol)和DBDClBT(0.1mmol)加入到盛有甲苯溶剂(10ml)的烧瓶中，然后加入四三苯基膦钯(0.01mmol)和K2CO3(2M,2ml)，将烧瓶加热到60℃进行Still耦合反应96h，随后降至室温停止聚合反应，向烧瓶中滴加甲醇进行沉降，过滤，再用甲醇和正己烷分别抽提24h，最后用氯仿抽提，旋干，真空泵抽滤过夜，得到聚合物P5，产率为68％。
[0130] 经过检测，产物聚合物P5 Mn:8.4kDa,PDI:2.65。
[0131] 实施例6 聚合物P6的合成
[0132] 一种基于(E)-1,2-二(2-噻吩)基乙烯和苯并噻二唑的聚合物，具体为具有如下通式的聚合物P1，
[0133]
[0134] 具体制备过程如下：
[0135] (1)制备C12H25-BTV-Sn(CH3)3：0℃时，无水无氧条件下，向烧瓶中加入3-溴噻吩(400mmol)、干燥的THF(400ml)以及强碱LDA(480mmol)，反应1h，然后加入干燥的DMF(480mmol)，反应0.5h，反应结束后，降至室温，过夜，后处理后得到棕色液体，即为中间产物4-溴噻吩-2-甲醛，产率为40％；上述棕色液体经核磁共振检测：1H NMR(300MHz,d-DMSO ppm):δ＝7.31(s,H),7.44(s,H),9.51(s,H)。
[0136] 向装有干燥THF(50ml)烧瓶中滴入TiCl4(39.26mmol)，搅拌15min，再加入Zn粉(65.43mmol)，于65℃下反应1h，缓慢滴加产物4-溴噻吩-2-甲醛
[0137] (26.17mmol)，过夜搅拌，后处理后得到黄色粉末，即为中间产物(E)-1,2-二(3-溴-2-噻吩)基乙烯，产率为60％；上述黄色粉末经核磁共振检测：1H NMR(300MHz,d-DMSO ppm):δ＝6.61(d,H),6.71(d,H),7.14(d,H)。
[0138] 向装有干燥THF(80ml)和Mg粉(34.5mmol)以及I2颗粒(1粒)的烧瓶中，慢慢滴加C12H25Br(17.13mmol)，制成格氏试剂，然后将格氏试剂滴加到装有Ni(dppp)Cl2(0.29mmol)、干燥的THF(80ml)以及中间产物E)-1,2-二(3-溴-2-噻吩)基乙烯(5.7mmol)的烧瓶中，搅拌过夜，后处理后得到黄色固体，即为中间产物(E)-1,2-双(3-十二烷基-2-噻吩)基乙烯(C12H25-BTV)，产率为40％；上述黄色固体经核磁共振检测：1H NMR(300MHz,d-DMSO ppm):δ＝0.81(t,3H),1.20～1.30(m,18H),1.40(m,2H),2.58(d,2H),6.89(d,H),6.92(d,H),7.49(d,H)。
[0139] 在-78℃条件下，将中间产物(E)-1,2-双(3-十二烷基-2-噻吩)基乙烯(C12H25-BTV)(1.0mmol)、THF(10mmol)以及正丁基锂(2.3mmol)投加到烧瓶中混合，反应1h，然后缓慢滴加(CH3)3SnCl(6.0mmol)，反应1h后，置于室温下，过夜，后处理后得到化合物C12H25-1
BTV-Sn(CH3)3，产率为70％，其经核磁共振检测：H NMR(300MHz,d-DMSO ppm):δ＝0.20(t,
3H),0.82(t,3H),1.20～1.30(m,18H),1.43(m,2H),2.60(d,2H),6.99(d,H),7.06(d,H)。
BTV-Sn(CH3)3，产率为70％，其经核磁共振检测：H NMR(300MHz,d-DMSO ppm):δ＝0.20(t,
3H),0.82(t,3H),1.20～1.30(m,18H),1.43(m,2H),2.60(d,2H),6.99(d,H),7.06(d,H)。
[0140] 其中，后处理过程为：先加水猝灭，EA萃取，然后用饱和盐水洗有7机相，最后用无水Na2SO4进行干燥。
[0141] 具体合成路线为：
[0142]
[0143] (2)制备DBDFBT：向三角烧瓶中加入4,5-二氟苯-1,2-二胺(34.71mmol)、干燥的二氯甲烷(60ml)以及三乙胺(156.2mmol)，搅拌并缓慢滴加二氯化砜(121.4mmol)，加热，并于50℃条件下回流反应5h，反应结束后，用水猝灭，二氯甲烷萃取，过柱，得到中间产物5,6-二氟苯并[c][1,2,5]噻二唑，产率为70％，其经核磁共振及质谱检测：1H NMR(300MHz,d-DMSO ppm):δ＝7.35(s,H)；MS(Maldi-TOF)m/z：171.99(M+)。
[0144] 向装有5,6-二氟苯并[c][1,2,5]噻二唑(15.0mmol)的烧瓶中加入浓硫酸(100ml)，充分溶解后，避光条件下，加入NBS(35mmol)，搅拌反应72h，反应结束，将反应物倒入冰水中，抽滤得到粗产物4,7-二溴-5,6-二氟苯并[c][1,2,5]噻二唑，过柱，得到白色的化合物4,7-二溴-5,6-二氟苯并[c][1,2,5]噻二唑，产率为50％，其经质谱检测：MS(Maldi-TOF)m/z：329.81(M+)。
[0145] 具体合成路线为：
[0146]
[0147] (3)合成聚合物P6：在无水无氧条件下，将C12H25-BTV-Sn(CH3)3(0.1mmol)和DBDFBT(0.1mmol)投加到盛有氯苯溶剂(10ml)的烧瓶中，然后加入邻甲基三苯基膦(0.0054mmol)和四三苯基膦钯(0.0045mmol)，将烧瓶加热至130℃并进行Still耦合反应24h，随后降至室温停止聚合反应，向烧瓶中滴加甲醇进行沉降，过滤，再用甲醇和正己烷分别抽提24h，最后用氯仿抽提，旋干，真空泵抽滤过夜，得到聚合物P6，产率为58％。
[0148] 经过检测，产物聚合物P6 Mn:10kDa,PDI:2.13。
[0149] 上述制备的聚合物P6在下述器件中的应用，所述器件包括太阳能电池器件、有机电致发光器件以及有机场效应晶体管，如以该聚合物为有机半导体层的有机太阳能电池和有机场效应晶体管。
[0150] 实施例7 聚合物P3的合成
[0151] 一种基于(E)-1,2-二(2-噻吩)基乙烯和苯并噻二唑的聚合物，具体为具有如下通式的聚合物P3，
[0152]
[0153] 具体制备过程如下：
[0154] (1)制备C10H21-BTV-BO2C6H12：在无水无氧的条件下，温度0℃时，在烧瓶中加入3-溴噻吩(400mmol)与干燥的THF(400ml)以及LDA(480mmol)，反应1h，然后加入干燥的DMF(480mmol)，反应0.5h，反应结束后，降至室温，过夜，后处理后得到棕色液体，即为中间产物4-溴噻吩-2-甲醛，产率为40％。
[0155] 在装有干燥THF(50ml)的烧瓶中滴入TiCl4(39.26mmol)，搅拌15min，再加入Zn粉(65.43mmol)，于65℃下反应1h，缓慢滴加中间产物4-溴噻吩-2-甲醛(26.17mmol)，过夜搅拌，后处理后得到黄色粉末，即为中间产物(E)-1,2-二(3-溴-2-噻吩)基乙烯，产率为60％。
[0156] 在装有干燥THF(50ml)和Mg粉(20mmol)以及I2颗粒(1粒)的烧瓶中，缓慢滴加C10H21Br(11mmol)，制成格氏试剂，然后将格氏试剂滴加到装有Ni(dppp)Cl2(0.18mmol)、干燥的THF(50ml)以及中间产物(E)-1,2-二(3-溴-2-噻吩)基乙烯(4mmol)的烧瓶中，搅拌过夜，后处理后得到黄色固体，即为中间产物E)-1,2-双(3-十烷基-2-噻吩)基乙烯(C10H21-BTV)，产率为48％。
[0157] 在-78℃时，将中间产物中间产物E)-1,2-双(3-十烷基-2-噻吩)基乙烯(C10H21-BTV)(1.0mmol)、THF(10mmol)以及正丁基锂(2.3mmol)投加到烧瓶中混合，反应1h，然后缓慢滴入2-异丙基硼酸嚬哪醇酯(6.0mmol)，反应1h后，置于室温下，过夜，后处理后得到化合物C10H21-BTV-BO2C6H12，产率为75％。
[0158] 其中，后处理过程为：先加水猝灭，EA萃取，然后用饱和盐水洗有机相，最后用无水Na2SO4进行干燥。
[0159] 具体合成路线为：
[0160]
[0161] (2)制备DBDClBT：在三角烧瓶中加入4,5-二氟苯-1,2-二胺(20mmol)、干燥的二氯甲烷(36ml)以及三乙胺(95mmol)，搅拌并缓慢滴加二氯化砜(75mmol)，加热，于50℃条件下回流反应5h，反应结束后，用水猝灭，二氯甲烷萃取，过柱，得到中间产物5,6-二氟苯并[c][1,2,5]噻二唑，产率为70％。
[0162] 向装有5,6-二氟苯并[c][1,2,5]噻二唑(8.0mmol)的烧瓶中加入浓硫酸(55ml)，充分溶解后，避光条件下，加入NBS(20mmol)，搅拌反应72h，反应结束，将反应物倒入冰水中，抽滤得到粗产物4,7-二溴-5,6-二氟苯并[c][1,2,5]噻二唑，过柱，得到白色的化合物4,7-二溴-5,6-二氟苯并[c][1,2,5]噻二唑，产率为47％。
[0163] 具体合成路线为：
[0164]
[0165] (3)合成聚合物P3：在无水无氧的条件下，将C10H21-BTV-BO2C6H12(0.1mmol)和DBDFBT(0.1mmol)加入到盛有氯苯溶剂(10ml)的烧瓶中，然后加入三叔丁基膦(0.0063mmol)和醋酸钯(0.0035mmol)，将烧瓶加热到130℃进行Still耦合反应24h，随后降至室温停止聚合反应，向烧瓶中滴加甲醇进行沉降，过滤，再用甲醇和正己烷分别抽提24h，最后用氯仿抽提，旋干，真空泵抽滤过夜，得到聚合物P3，产率为61％。
[0166] 经过检测，产物聚合物P3 Mn:9.1kDa,PDI:2.61。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 用于机动车辆的能量管理系统 | 2020-05-08 | 93 |
| 一种新型钙钛矿有机-无机杂合物薄膜及其制备方法 | 2020-05-08 | 144 |
| 一种多孔阳极氧化铝冷却材料、制备方法及其在太阳能电池板冷却中的应用 | 2020-05-08 | 15 |
| 一种避免宠物走失的宠物玩具项圈 | 2020-05-11 | 612 |
| 一种组装式角度可调的折板形光伏组件及其光伏系统 | 2020-05-08 | 24 |
| 钙钛矿太阳能电池用一种电子传输材料 | 2020-05-08 | 102 |
| 车用太阳能与发电机双供电方法及系统 | 2020-05-11 | 778 |
| 湖泊水质PH值的智慧型检测仪器 | 2020-05-08 | 119 |
| 一种采用溴化铯衬底制备钴掺杂钙钛矿太阳能电池的方法 | 2020-05-08 | 265 |
| 一种散热效果好的新能源LED灯 | 2020-05-08 | 46 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
太阳能电池热门专利
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈