一种含2,6-双烷氧基取代萘聚合物及其制备与应用制造技术

本发明专利技术涉及一种含2,6‑双烷氧基取代萘聚合物及其制备与应用，结构如式I所示。制备：将含2,6‑双烷氧基取代萘单体与π基团结构单体在催化剂和配体的存在下发生缩聚反应，即得。本发明专利技术的含取代基萘聚合物的合成路线短，易纯化，反应产率高，适于大量制备。本发明专利技术的含2,6‑双烷氧取代基萘的聚合物在有机场应用晶体管领域具有巨大的潜在应用价值。

A Polymer Containing 2,6-Dialkoxy Substituted Naphthalene and Its Preparation and Application

The invention relates to a polymer containing 2,6 -dialkyloxy substituted naphthalene and its preparation and application. The structure is shown in formula I. PREPARATION: Polycondensation of 2,6 dialkyloxy substituted naphthalene monomers with pion group monomers in the presence of catalysts and ligands is obtained. The synthesis route of the polymer containing substituted naphthalene of the invention is short, easy to purify and has high reaction yield, and is suitable for large-scale preparation. The polymer containing 2,6 -dialkyloxy substituted naphthalene of the invention has great potential application value in the field of airport application transistors.

【技术实现步骤摘要】
一种含2,6-双烷氧基取代萘聚合物及其制备与应用
本专利技术属于有机半导体及其制备和应用领域，特别涉及一种含2,6-双烷氧基取代萘聚合物及其制备与应用。
技术介绍
相对于无机半导体材料，高分子半导体材料制备的各种光电子器件具有低成本、可折叠、宜大面积生产等一系列优点吸引了学术界和工业界大量科研人员的关注。有机场效应晶体管是以有机半导体材料作为载流子的传输层，通过外加电场来控制材料导电性的有源器件。有机化合物结构的丰富多样性为材料学家设计具有不同π结构的有机半导体材料提供了广泛的选择空间。其中，基于有机材料的场效应晶体管的空穴迁移率可达14cm2V-1s-1以上(Kim,G.；Kang,S.-J.；Dutta,G.K.；Han,Y.-K.；Shin,T.J.；Noh,Y.-Y.；Yang,C.AThienoisodindigo-NaphthalenePolymerwithUltrahighMobilityof14.4ThatSubstantiallyExceedsBenchmarkValuesforAmorphousSiliconSemiconductors.J.Am.Chem.Soc.2014,136,9477-9483)，远远超过无定型硅的空穴迁移率(约1cm2V-1s-1)。从迁移率数值这个角度上来说，有机场效率晶体管已经完全满足了商业化的要求。然而，当前有机场效应晶体管稳定性仍然不能满足市场的需要。所以，开发具有新颖结构的有机半导体材料仍然是材料学家为之奋斗的方向。具有高迁移率的有机半导体材料常常要求分子主链拥有较好的分子堆积，这样有利于载流子在分子链之间以跳跃的方式进行传输(Vissenberg,M.C.J.M.；Matters,M.Theoryofthefield-effectmobilityinamorphousorganictransistors.Phys.Rev.B1998,57,12964-12926)。为了提高有机半导体材料分子间的堆积，采用具有较大共轭平面性的构筑单元是一个重要的材料设计思路。上述提到的空穴迁移率高达14cm2V-1s-1的有机半导体即采用大平面的萘单元和异靓蓝组合。萘具有比苯更大的平面性，而且原料易得，基于萘或者1，5-二取代萘的单元在文献中已有诸多报道(Zhao,Q.；Kim,T.H.；Park,J.W.；Kim,S.O.；Jung,S.O.；Kim,J.W.；Ahn,T.；Kim,Y.-H.；Yi,M.H.；Kwon,S.-K.High-PerformanceSemiconductorsbasedonAlkoxylnaphthylEnd-CappedOligomersforOrganicThin-FilmTransistors.Adv.Mater.2008,20,4868-4872.Kwon,J.H.；An,J.-Y.；Jang,H.；Choi,S.；Chung,D.S.；Lee,M.-J.；Cha,H.-J.；Park,J.-H.；Park,C.-E.；Kim,Y.-H.DevelopmentofaNewConjugatedPolymerContainingDialkoxynaphthaleneforEfficientPolymerSolarCellsandOrganicThinFilmTransistors.J.Poly.Sci.PartA:Poly.Chem.2011,49,1119-1128.Chung,D.S.；Park,J.W.；Kim,S.-O.；Heo,K.；Park,C.E.；Ree,M.；Kim,Y.-H.；Kwon,S.-K.AlternatingCopolymersContainingBithiopheneandDialkoxynaphthalenefortheApplicationstoFieldEffectTransistorandPhotovoltaicCell:PerformanceandStability,Chem.Mater.2009,21,5499-5507.Qin,H.；Cai,D.；Wang,M.；Ma,Y.；Yin，Z.；Tang,C.；Chen,S.-C.；Zheng,Q.,Dialoxynaphthaleneasanelectron-richunitforhigh-performancepolymersolarcellswithlargeopencircuitvoltages,polymer2015,67,258-266)。但是，2，6-二取代的萘构筑有机半导体并未见诸文献报道。2016年，HyeyeonYang仅仅报道了基于2,6-双烷氧基为中间体构筑新型的共聚大环单元来制备有机电子器件(Patent:US2016/0149143A1)。但是，直接采用2,6-双烷氧基与芳香共聚单元制备共轭聚合物未见文献报道。我们还应注意，文献中报道了所谓的采用直接芳基化制备了基于2，6-双烷氧基与吡咯并吡咯二酮(DPP)共轭聚合物的有机场效应晶体管(Sonar,P.；Foong,T.R.B.；Dodabalapur,A.,Synthesisofdiketopyrrolopyrrolebasedcopolymersviathedirectarylationmethodforp-channelandambipolarOFETs，Phys.Chem.Chem.Phys.2014,16,4275-4283.)。但是，经过仔细核对论文中参考信息的核磁氢谱，发现该聚合物中萘的取代位置标识有误，应该还是基于1，5-双烷氧基取代萘的有机半导体。鉴于以上文献调研，特提出基于2，6-双烷氧基取代萘的有机共轭聚合物应用于有机电子器件，特别是有机场效应晶体管。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种含2,6-双烷氧基取代萘聚合物及其制备与应用，该方法通过在萘的2，6两个位置上引入烷氧基，可以大大改善相应有机半导体材料的溶解性。制备2，6-双烷氧基步骤简洁，产率较高，适于大批量生产。本专利技术的一种如式I所示的含2,6-双烷氧基萘聚合物，其中R1、R2分别为烷氧基，R1、R2相同或不同，n为聚合度，n＝10-1000。优选地，n＝20-500。进一步，所述烷氧基为助溶性烷氧基，基团的化学通式为-OC2H2n+1，其中n≥1的整数。所述烷氧基为：中的一种，其中，波浪线处表示基团的连接位置。所述π基团为：中的一种，其中R为助溶性基团，波浪线处表示基团的连接位置。所述助溶性基团为直链或者支链烷烃，碳原子数目为4-24。所述聚合物为聚{2,6-双十二烷氧基萘-alt-噻吩}、聚{2,6-双十二烷氧基萘-alt-3，4-二氟噻吩}、聚{2,6-双十二烷氧基萘-alt-(E)-1,2-双(噻吩-2-yl)乙烯}、聚{2,6-双十二烷氧基萘-alt-(E)-1,2-双(3-十六烷基噻吩-2-yl)乙烯}中的一种。本专利技术的一种所述含2,6-双烷氧基萘聚合物的制备方法，包括：将含2,6-双烷氧基取代萘单体与π基团结构单体在催化剂或者在催化剂和配体的存在下发生缩聚反应，即得含2,6-双烷氧基萘聚合物。进一步，优选具体方程式：其中R为烷氧基。上述制备方法的优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种如式I所示的含2,6‑双烷氧基萘聚合物，

【技术特征摘要】
1.一种如式I所示的含2,6-双烷氧基萘聚合物，其中，R1、R2分别为烷氧基，R1、R2相同或不同，n＝10-1000。2.根据权利要求1所述聚合物，其特征在于，所述烷氧基选自：3.根据权利要求1所述聚合物，其特征在于，所述π基团选自：其中R为助溶性基团。4.根据权利要求3所述聚合物，其特征在于，所述助溶性基团为直链或者支链烷烃，碳原子数目为4-24。5.一种权利要求1所述聚合物，其特征在于，所述聚合物为聚{2,6-双十二烷氧基萘-alt-噻吩}、聚{2,6-双十二烷氧基萘-alt-3，4-二氟噻吩}、聚{2,6-双十二烷氧基萘-alt-(E)-1,2-双(噻吩-2-yl)乙烯}、聚{2,6-双十二烷氧基萘-alt-(E)-1,2-双(3-十六烷基噻吩-2-yl)乙烯}。6.一种权利要求1所述含2,6-...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明，黄峻，李正，贺矢，王锴，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海,31