本发明专利技术公开了一种分叉烷基链及其制备和在有机共轭分子中的应用。将该分叉烷基链作为增溶基团应用于有机共轭分子(特别是有机共轭聚合)的制备，所形成的烷基侧链与主干的亚甲基间隔数目m＞1，能够有效减少烷基链对主干π-π堆积的影响，从而在保证有机共轭分子溶解度的同时极大地提高了其载流子的迁移率，适于用作有机场效应晶体管、有机太阳能电池和有机发光二极管等光电器件中的有机半导体材料。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及ー类新型分叉烷基链的制备方法，特别涉及ー类具有分叉型烷基链的有机电子学材料及其制备方法，属于有机功能材料领域和有机电子学领域。
技术介绍
有机共轭分子的结构中包含了由离域的电子组成的共轭体系，因而体现出了特殊的光、电、磁等方面的性质，引起了科学家们的广泛关注，成为了近二十年来的研究热点。基于有机共轭分子的合成和功能化器件化研究，涉及化学、物理、电子学、材料学等多门学科，是多学科交叉的前沿领域，充满活力和机遇，也是化学未来发展的重要方向之一。 由于具有轻薄柔性易于修饰等特点，有机共轭分子在光电材料领域有广阔的应用前景，一系列引人注目的结果业已获得，特别是在有机太阳能电池(OPV)、有机发光二极管(OLED)和有机场效应晶体管(OFET)等领域。而有机场效应晶体管由于具有加工简便、成本低、可大面积柔性制备、易集成等特点，在电子纸、电子标签、有源矩阵驱动、传感器和存储器等应用方面的研究已经展现出了明显的优势，被认为拥有巨大的市场潜カ。有机场效应晶体管是ー种通过电场调控有机半导体内电流的有源器件。其主要器件结构包括下述四种类型(I)底栅极底接触(BG/BC) ；(2)顶栅极底接触(TG/BC) ； (3)底栅极顶接触(BG/TC)和(4)顶栅极顶接触(TG/TC) (Di, C. A. ；Liu, Y. Q. ;Yu, G. ; ；Zhu,D. B. Acc. Chem. Res.，2009，42，1573)。有机场效晶体管主要由电极、介电层和有机半导体层构成。其本质上是带有可移动电荷的电容器。在栅极和源扱/漏极之间施加电压，会在半导体层和介电层界面诱导出电荷，当源漏两极之间施加一个很小的电压时，就会在沟道中形成电流。因此，可以通过调节栅极电压的大小调控界面上诱导电荷的多少，实现器件的开关，并通过源极和漏极之间的电压调控电流的大小，实现信号的放大。有机场效应晶体管的核心部分是有机半导体层。有机半导体层按照材料传输的载流子的不同可以分为P型材料(传输空穴)和n型材料(传输电子)；按照有机共轭分子种类的不同又可以分为有机小分子材料和有机共轭聚合物材料。有机共轭聚合物由于可以通过溶液加工实现器件的大面积低成本制备，一直被高度关注。对p型聚合物半导体材料的研究，最初集中在聚噻吩体系上。立构规整的聚(3-己基喔吩)(P3HT)的迁移率可以达到 0. 05-0. 2cm2V 1S 1 (Sirringhaus，H. ；Brown, P. J.;Friend，R. H. ;Nie_Lsen，M. M. ;Bechgaard，K. ;Langeveld_Voss，B. M. W. . ;Spiering，A. J. H. ;Janssen，R. A. J. ；Mei jer, E. W. ；Herwig, P. ；de Leeuw，D. M. Nature，1999，401，685)。之后，更多的分子构筑基元进入了研究人员的视野，这些新的结构为这ー研究领域注入了新的活力。例如基于并吡咯ニ酮(DPP)的有机共轭聚合物在2010年获得了0.94cm2V_1s_1 的迁移率(Li, Y. ；Singh, S. P. ；Sonar, P. Adv. Mater.，2010，22，4862)，基于相同的构筑片段通过不同的连接方式，Bronstein在2011年报道了基于DPP的聚合物，获得了高达 I. 94cmW 的迁移率(Bronstein, H. ；Chen, Z. ；AshraF, R. S. ；Zhang, ff. ；Du,J. ；Durrant, J. R. ；Tuladhar, P. S. ；Song, K. ；ffatkins, S. E. ；Geerts, Y. ；ffienk, M. M.；Janssen，R. A. J. ；Anthopoulos, T. ;Sirringhaus，H. ;Heeney，M. ;McCulloch，I. J. Am.Chem. Soc. 2011，133,3272)。DPP与噻吩共聚得到的化合物体现了 0. 97cm2V_1s_1的迁移率。当通过结构修饰，采用联ニ硒酚替代联ニ噻吩时，获得了高达I. Scm2V-1S-1的迁移率(Ha，J. S. , Kim, K. ; , Choi, D. H. J. Am. Chem. Soc. 2011，133，10364)。异青定青类分子(Isoindigo)是DPP之外的另ー明星分子。我们在2011年报道了基于异靛青类结构的聚合物，获得了0.的迁移率和高湿度状态下长达3个月的器件稳定性(Lei，T. ；Cao,Y. ；Fan,Y.；Liu, C. J. ；Yuan, S. C. ；Pei, J. J. Am. Chem. Soc. 2011,133,6099) 相比之下,n型聚合物半导体的发展相对缓慢。其中,Facchetti和Marks报道了基于噻吩和氟代苯的聚合物，得到了 0. 01 C m2AT1 s—1的电子迁移率(Letizia, J. A. ；Facchetti,A. ；Stern, C. L. ；Ratner, M. A. ；Marks, T. J. J. Am. Chem. Soc. 2005,127,13476)。占肖卫等人报道了基于茈酰亚胺和并三噻吩的共聚物，显示了良好的场效应性能，电子迁移率可达0. 013cmW (Zhan, X. ；Tan, Z. ；Domercq, B. ；An, Z. ；Zhang, X. ；Barlow, S. ；Li, Y. ；Zhu,D. ；Kippelen,B. ；Marder,S. R. J. Am. Chem. Soc. 2007,129,7246) 而 Facchetti 在 2009 年报道的基于萘ニ酰亚胺的聚合物显示了高达0. SScm2V-1 s—1的电子迁移率(Chen，Z. ；Zheng,Y. ；Yan, H. ；Facchetti, A. J. Am. Chem. Soc. 2009,131,8) 与传统的硅太阳能电池相比，有机太阳能电池具有低成本，重量轻，エ艺简单，可大面积制备和可制备柔性器件等优势。有机体异质结太阳能电池的器件结构主要包括两种，一种为正向电池，另ー种为倒装电池。正向电池由阳极(一般为ITO玻璃)、空穴传输层(一般为PEDOT :PSS)、活性层(由有机共轭聚合物和富勒烯衍生物等有机分子构成)、电子传输层和阴极(如铝电极)组成。倒装电池由阴极(一般为ITO玻璃)、电子传输层(一般为氧化锌等氧化物半导体)、活性层(由有机共轭聚合物和富勒烯衍生物等有机分子构成)、电子传输层(一般为三氧化钥等半导体)和阳极(如银电极)组成。其中的活性层是由给体和受体两种材料共混，通过溶液加工或蒸镀得到的。其中有机共轭聚合物既可以作为给体也可作为受体。理想的体异质结结构中，给体与受体形成相互穿插的双连续相，形成在几十个纳米尺度上的微相分离，既能让光激发产生的激子高效分离，又可以有效地将激子分离后的载流子传输到电极形成电流(J. Peet, A. J. Heeger, G. C. Bazan, Acc. Chem.Res. 2009，42，17本文档来自技高网...
【技术保护点】
式(I)化合物：式(I)中，m是大于1的整数；R为卤原子、羟基、氨基、三氟甲磺酸基、对甲苯磺酸基、叠氮基团、氰基、烯基、炔基或烷氧基；R3和R4相同或不同，独立选自烷基、卤素取代的烷基、烷氧基、卤素取代的烷氧基、烯基和炔基；R5为氢、羟基、烷基、卤素取代的烷基、烷氧基、卤素取代的烷氧基、烯基或炔基。FDA00001856175200011.jpg
【技术特征摘要】
1.式⑴化合物2.如权利要求I所述的式(I)化合物，其特征在于，m为2 18的整数。3.如权利要求I所述的式(I)化合物，其特征在于，该化合物选自下述化合物之一4.权利要求I所述式(I)化合物的制备方法，包括以下步骤 1)由式(a)所示的二醇出发，通过保护基保护，得到式(b)所示的单端保护的二醇；5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤3)采用下述3a)或3b)所述方法进行 3a)将羧基与醇反应转换为酯基，再进行亲和取代反应，引入R3和R4基团6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤4)采用下述4a)、4b)或4c)所述方法进行 4a)当R5为烷氧基时，采用强碱与式(e)化合物的醇羟基反应生成氧负离子，随...
【专利技术属性】
技术研发人员：裴坚，雷霆，窦锦虎，
申请(专利权)人：北京大学，京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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