本发明专利技术公开了苯乙烯封端的并四噻吩衍生物及其制备方法与应用。该苯乙烯封端的并四噻吩衍生物，结构如式（Ⅰ）所示。本发明专利技术是将二溴并四噻吩、（Ｅ）－β－三丁基锡对Ｒ基苯乙烯和二（三苯基膦）氯化钯溶于甲苯中配制成混合溶液，将所述混合溶液在８０－１００℃反应４８－７２小时，冷却，除去甲苯，得到式（Ⅰ）所示的化合物。以该类化合物为有机半导体制备的有机场效应晶体管，其中，最高的迁移率可达０．０６厘米↑［２］／伏.秒，开关比大于１０↑［５］，表明该化合物作为半导体材料在场效应晶体管中有良好的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及苯乙烯封端的并四噻吩衍生物及其制备方法与应用。
技术介绍
有机场效应晶体管(0FET)是重要的有机半导体器件之一，它采用有机半导体 材料作为导电沟道，具有易于制备、质轻、价廉、柔韧性/弹性好、与柔性衬底具 有良好的相容性等优点。自从1986年，Tsumura等人第一次报道了有机薄膜场效应 晶体管(Tsumura， A. ; Koezuka， H. ; Ando， T. ^>/ 7.乙e, 1986， 4《1210.)。 近年来，有机场效应晶体管的研究发展迅速，引起了人们的广泛关注。有机场效应 晶体管可应用于射频卡的环形振荡器的逻辑门、柔性显示器的有源驱动电路、有机 传感器、存储器、电子纸等领域，是有机光电子器件和电路的关键元器件。尤其是 近几年，有机场效应晶体管的研究工作更是取得了长足的进步，无论是在材料上还 是器件制备技术上都有比较大的突破。稠环并二噻吩和并三噻吩的衍生物在有机场效应晶体管中得到了广泛应用 (Murphy A. R. ; Fr6chet， J. M.丄C力e瓜/fey. 2007， 1066.)。然而，多数基于并二噻吩和并三噻吩的衍生物的OFET器件显示出较差的性能。众所周知， 并五苯是一个由五个苯环并起来的具有良好共轭体系的分子，所以其迁移率很高， 而并噻吩由于其分子间强的硫硫相互作用也成为人们研究的热点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供苯乙烯封端的并四噻吩衍生物及其制备方法。 本专利技术所提供的苯乙烯封端的并四噻吩衍生物，结构如式(I )所示式(i)其中，R为H、烷基或芳基。 所述烷基具体可为正戊基。本专利技术所提供的制备式(I )所示化合物的方法，是将二溴并四噻吩、式(II) 所示化合物和二 (三苯基膦)氯化钯溶于甲苯中配制成混合溶液，将所述混合溶液在80 10(TC反应48 72小时，冷却，除去甲苯，得到式(I )所述化合物;式(II)所示的(E)-卩-三丁基锡对R基苯乙烯结构式如下<formula>formula see original document page 4</formula>式(II)其中，R为H、垸基或芳基，Bu为正丁基；所述烷基具体可为正戊基。式(n)所示的化合物，由原料苯乙炔，对烷基苯乙炔或者对芳基苯乙炔分别与三丁基氢化锡反应制备(制备方法见参考文献Rim, C.; Son, D. Y. Org. Lett. 2003, 5， 3443)。所述方法还包括将得到的化合物依次用甲醇和丙酮洗涤，再用梯度升华炉升华 提纯的步骤。其中，所述混合溶液中二溴并四噻吩和式(II)所示化合物的总浓度为0.1-0.5 mmol/ml， 二溴并四噻吩和式(II)所示化合物的摩尔比为1 : (2 4) ， 二 (三 苯基膦)氯化钯与二溴并四噻吩摩尔比为(0.02-0.05) : 1。本专利技术的另一个目的是提供式(I )所示的苯乙烯封端的并四噻吩衍生物的用途。本专利技术所提供的式(I )所示化合物的用途是该化合物在制备有机场效应晶体 管中的应用。本专利技术的再一个目的是提供一种有机场效应晶体管。本专利技术所提供的有机场效应晶体管，是以本专利技术式(I )所示化合物为有机半 导体层的有机场效应晶体管。本专利技术是在具有良好大7l共轭体系的并四噻吩骨架两端上引入苯乙烯，有效增大分子的7T共轭体系，增加了电子的离域，从而得到高性能的薄膜器件。以苯乙烯封端的并四噻吩为母体可以在其两端引入其它很多官能团，即R基团可为很多取代基团，这将都会是很好的有机半导体材料。 本专利技术的优点在于1、 合成路线简单，得到的化合物纯度高，且合成方法具有普适性，可以推广 应用到其他类并四噻吩衍生物的合成。2、 该化合物具有良好的共轭性能，比单连噻吩的共轭性强。3、 具有较高的热稳定性(分解温度大于35(TC)4. 具有较低的HOMO能级，对氧的稳定性高。5. 在OFET中有良好的应用前景，其迁移率和开关比都很高(p最高为0.06 cm2/V.s，开关比大于105)。附图说明图1为实施例1化合物4a和实施例2化合物4b的合成路线图。 图2为实施例1化合物4a和实施例2化合物4b的热重分析曲线。 图3为实施例1化合物4a和实施例2化合物4b的溶液的紫外吸收光谱和荧光 光谱。图4为实施例1化合物4a和实施例2化合物4b的薄膜的紫外吸收光谱和荧光 光谱。图5为实施例1化合物4a和实施例2化合物4b的红外光谱。图6为实施例1化合物4a和实施例2化合物4b的循环伏安曲线。图7为有机场效应晶体管的结构示意图。图8为基于实施例1化合物4a在十八烷基三氯硅烷修饰的二氧化硅上沉积后 制备的有机场效应晶体管的输出曲线图。图9为基于实施例1化合物4b在十八烷基三氯硅烷修饰的二氧化硅上沉积后 制备的有机场效应晶体管的转移曲线图。 具体实施例方式实施例1、 二苯乙烯基并四噻吩(式(I )中R为H的化合物，简称化合 物4a)1) 二溴并四噻吩(简称化合物2)并四噻吩(化合物1)的合成见参考文献(N. Sato, Y. Mazaki, K. Kobayashi, T. Kobayashi,J. Chem.Soc.Perkin Trans. 2 1992,765。 ) 。 0 。C下，在250ml三口瓶中 加入504 mg (2mmo1)并四噻吩(化合物l)于200ml三氯甲烷中，30分钟内，分五 批次加入溴代丁二酰亚胺(NBS) 712 mg (4mmo1)。反应2小时，然后旋转蒸干 溶剂，得到浅黄色固体。浅黄色粗产品依次用甲醇，丙酮洗涤，再用甲苯重结晶。 最后得到黄色的二溴并四噻吩(582 mg, 71.0%)。熔点为268 °C。二溴并四噻吩的结构表征数据如下紫外吸收光谱aabs(CH2Cl2)) = 335,349 nm。核磁共振氢谱！HNMR(CDCl3，卯m): 7.31(s,2H)。元素分析(％): Anal. Calcd for C10H2Br2S4: C 29.28, H 0.49;测试C 29.55, H 0.94。 质谱(HRMS(MALDI)m/z) 409.7389。 测试409.7386。2) 二苯乙烯基并四噻吩(简称化合物4a)(E)-P-三丁基锡苯乙烯(式(n)中R为H的化合物)的合成见参考文献(Rim，C.; Son, D. Y. Org. Lett. 2003, 5, 3443 。)在250ml三口瓶中加入步骤l)制备的二溴并四噻吩(化合物2)2.0g(5.0 mmol)， (E)-卩-三丁基锡苯乙烯7.76 g (20.0mmol)、 100 mg (0.14 mmol)二 (三苯基 膦)氯化钯(Pd(PPh3)2Cl2)，然后加入50ml甲苯溶液，把混合液在100。C反应48 小时。冷却到室温，然后旋转蒸干溶剂，得到黄色固体。将黄色粗产品依次用甲醇， 丙酮洗涤，再用梯度升华炉升华提纯三次。最后得到黄绿色的二苯乙烯基并四噻吩 (606 mg, 75.0%)。二苯乙烯基并四噻吩的结构表征数据如下质谱HRMS(MALDI)m/zcalcd for [C26H16S4] 456.0135,测试456.0138。 元素分析(Anal. Cacld for C26H16S本文档来自技高网...
【技术保护点】
式（１）所示的化合物： ＊＊＊ 式（１） 其中，Ｒ为Ｈ、烷基或芳基。
【技术特征摘要】
1、式(1)所示的化合物式(1)其中，R为H、烷基或芳基。2、 根据权利要求1所述的化合物，其特征在于所述化合物为下述(1)或(2)(1) 式(I )中R均为H的化合物；(2) 式(I )中R均为正戊基的化合物。3、 一种制备权利要求i或2所述化合物的方法，将二溴并四噻吩、式(n)所示的化合物和二 (三苯基膦)氯化钯溶于甲苯中配制成混合溶液，将所述混合溶 液在80 100 t:反应48 72小时，冷却，除去甲苯，得到权利要求1或2所述化 合物；式(n)化合物结构式如下<formula>formula see original document page 2</formula>其中，R为H、烷基或芳基；...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘云圻，刘颖，狄重安，邱文丰，于贵，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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