π扩展萘二酰亚胺的制备及其作为半导体的用图_2

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制备。
[0114] 例如式(1)化合物:
[0115]
[0116] 其中:
[0117] X为 0 或NR13,
[0118] 其中R13为H,
[0119] R1和R2相互独立地为Ci2。烷基或C6 14芳基,且
[0120] R3和R4,或者
[0121] R5和R6,
[0122] 与它们连接的C原子一起形成选自如下的C5 14元环体系:
[0123]
*
[0124] 其中用星号标注的C原子为R3和R4,或者R5和R6连接在其上的C原子,
[0125] 其中:
[0126] C6 14芳基和选自如下的C5 14元环体系:
[0127]
[0128] 可被一个或多个Qi。烷基或者被卤素取代,所述qi。烷基可被一个或多个卤素取 代,
[0129] 可如下制备:
[0130] (i)使下式的化合物:
[0131]
[0132] 其中R1和R2如关于式(1)所述,且Hal为卤素,
[0133] 与
[0134]
[0135] 反应以得到下式的化合物:
[0136]
[0137] 其中R1、!?2、!? 3、!?4、R5和R6如关于式⑴所述,且Hal为卤素,和
[0138] (ii)使第一步骤中所得式(3)化合物与金属催化剂A反应以得到式(1)化合物。
[0139] 式⑴化合物的制备方法的第一步骤通常在合适的有机溶剂如氯仿中进行。方法 的第一步骤通常在升高的温度下,例如在40-100°C的温度下,优选在50-80°C的温度下进 行。
[0140] 式(1)化合物的制备方法的第二步骤的金属催化剂A通常为过渡金属催化剂。优 选它为Pd催化剂如Pd (0Ac)2。方法的第二步骤的金属催化剂通常在碱和合适溶剂的存在 下使用。溶剂可以为合适的有机溶剂如DMF。碱可以为合适的碱如K 2C03。方法的第二步骤 通常在升高的温度下,例如在50-200°C的温度下,优选在80-120°C的温度下进行。
[0141]式(4)化合物的制备描述于 W0 2007/074137,或者 X. Gao 等人,Org. Lett. 2007, 9, 3917-3920 中。
[0142] 例如,式⑵化合物:
[0143]
[0144] 其中:
[0145] R7和R8相互独立地为Ci2。烷基或C6 14芳基,且
[0146] R9和R10,或者
[0147] R11 和R12
[0148] 与它们连接的C原子一起形成选自如下的C5 14元环体系:
[0149]

[0150] 其中用星号标注的C原子为R9和R1(\或者R11和R12连接在其上的C原子,
[0151] 其中:
[0152] C6 14芳基和选自如下的C5 14元环体系:
[0153]

[0154] 可被一个或多个Qi。烷基取代,
[0155] 可如下制备:
[0156] 使下式的化合物:
[0157]
[0158] 其中R7和R8如关于式⑴所述且Hal为卤素,
[0159] 与金属催化剂B和下式化合物:
[0160]
[0161] 其中Hal为卤素,
[0162] 反应以得到式(2)化合物。
[0163] 式(2)化合物的制备方法的第二步骤的金属催化剂B通常为过渡金属催化剂。优 选它为Pd催化剂如Pd (0Ac)2。方法的第二步骤的金属催化剂通常在碱和合适溶剂的存在 下使用。溶剂可以为合适的有机溶剂如DMF。碱可以为合适的碱如K 2C03。方法的第二步骤 通常在升高的温度下,例如在50-200°C的温度下,优选在100-160°C的温度下进行。
[0164] 式(5)化合物的制备描述于 Chopin,S. ;Chaignon,F. C. ;Blart,E. ;0dobel, F.J. Mater. Chem. 2007,17,4139-4146 中。
[0165] 本发明的另一部分是包含本发明化合物作为半导体材料的电子器件。
[0166] 电子器件可以为任何电子器件,例如有机光生伏打(0PV)电池、有机场效应晶体 管(0FET)或有机发光二极管(0LED)。优选电子器件为有机场效应晶体管。
[0167] 通常,有机场效应晶体管包含介电层、半导体层和基底。另外,有机场效应晶体管 通常包含栅极和源/漏极。
[0168] 有机场效应晶体管可具有各种设计,例如底栅设计或顶栅设计。
[0169] 基底可以为任何合适的基底,例如未掺杂或高度掺杂的硅,例如硅片的形式,或者 玻璃,或者塑料基底,例如聚醚砜、聚碳酸酯、聚砜、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚萘二 甲酸乙二醇酯(PEN)。
[0170] 介电层包含介电材料。介电材料可以为任何合适的材料,例如氧化铝、氧化铝与膦 酸如 C14H29P0(0H)2[TDPA]或 C7F15CnH22P0(0H)2[F0DPA])的自组装单层(SAM)组合,二氧化 硅,或者有机聚合物,例如聚苯乙烯(PS)、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚(4-乙烯苯酚) (PVP)、聚(乙烯醇)(PVA)、苯并环丁烯(BCB)或聚酰亚胺(PI),或者这些材料的组合。介 电层可具有5-2000nm,优选5-500nm,更优选5-100nm的厚度。
[0171] 半导体层包含一种或多种本发明化合物。半导体层可具有5-500nm,优选 10-100nm,更优选20-50nm的厚度。
[0172] 源/漏极可由任何合适的源/漏极材料,例如银(Ag)、金(Au)或钽(Ta)制备。源 /漏极可具有l-l〇〇nm,优选5-50nm的厚度。
[0173] 栅极可有任何合适的栅极材料如高度掺杂硅、铝(A1)、钨(W)、氧化铟锡、银(Ag)、 金(Au)或钽(Ta),或者由这些材料的组合制备。栅极可具有l-200nm,优选5-100nm的厚 度。
[0174] 场效应晶体管可通过本领域已知的方法制备。
[0175] 例如,底栅有机场效应晶体管可如下制备:
[0176] 铝可通过热蒸发沉积在高度掺杂硅片上,其后将铝层氧化成氧化铝并将氧化铝表 面用膦酸处理以形成膦酸在氧化铝表面上的自组装单层(SAM层)。半导体材料可通过热升 华沉积在SAM层上。源和漏极可通过荫罩板将金蒸发而形成。可将高度掺杂硅片的背面用 银油墨涂覆以用作栅极。
[0177] 例如,底栅有机场效应晶体管可如下制备:
[0178] 氧化铝可通过原子层沉积而沉积在具有热生长二氧化硅层的高度掺杂硅片上,其 后将氧化铝表面用膦酸处理以在氧化铝表面上形成膦酸的自组装单层(SAM层)。半导体材 料可通过热升华沉积在SAM层上。源和漏极可通过荫罩板将金蒸发而形成。可将高度掺杂 硅片的背面用银油墨涂覆以用作栅极。
[0179] 本发明的另一部分是本发明化合物作为半导体材料的用途。
[0180] 本发明化合物显示出特别是在环境条件下对氧化的高稳定性。包含本发明化合物 作为半导体材料的有机器件,特别是有机场效应晶体管显示出高电荷载子迀移率和高开/ 关比。 实施例
[0181] 实施例1
[0182] 化合物la的制备:
[0183]
[0184] 化合物4a的制备
[0185] 化合物4a如WO2007/074137的实施例9所述制备。
[0186] 化合物3a的制备
[0187] 将苯胺(1.8mL)加入化合物4a(149mg,0. 146mmol)的氯仿(50mL)溶液中。将溶 液在回流下加热40分钟。将溶剂在降低的压力下除去,并将其余部分通过柱层析(二氯 甲烷 / 戊烷 1:1)提纯。得到紫色固体(162mg,82% )。虫 NMR(400MHz,CD2C12) :11.84(s, 2H,NH)7. 53-7. 47(m,2H),7. 37-7. 31(m,8H),7. 16(t,3J = 7. 6Hz,2H),7. 07(d,3J = 7. 6Hz, 4H) ,2. 77(sept,3J = 6. 8Hz, 2H), 2. 65 (sept, 3J = 6. 8Hz, 2H), 1. 18 (d, 3J = 6. 8Hz,12H), l.ll(d,3J = 6.8Hz,12H)。13C NMR(100MHz,CD2C12) :165.3,161.7,151.6,146.3,146.1, 141. 9,131. 3,131. 0,130. 2,129. 5, 128. 5,125. 1,124. 64,124. 56,122. 1,119. 8,119. 0, 108.3,29.8,29.6,24.1,24.0.]\^(嫩〇)1,1^^-模式):实测值:926.2[]\1] 〇
[0188] 化合物la的制备
[0189] 在氩气下将干DMF(5mL)加入化合物 3a(76.2mg,0.0822mmol)、K2C03(22.8mg, 0. 165mmol)和Pd(0Ac)2(5.4mg,26iimol)的混合物中。将反应混合物在100°C下搅拌60 分钟。在将反应混合物冷却至室温以后,将溶剂在真空下除去。将残余物通过柱层析(二 氯甲烷/戊烷1/1)提纯,得到深红色固体(20. 8mg,33% )。4NMR(400MHz,CD2C12) :S =11. 4(s,2H),9. 57(dd,3J= 8. 16Hz,4J= 0? 76Hz,2H),7. 73-7. 66(m,4H),7. 66-7. 57(m, 2H),7. 49(d,3J= 7. 6Hz,2H),7. 46(d,3J= 7. 6Hz,2H),7. 41-7. 37(m,2H),2. 98(s印t,3J= 6.8Hz,2H),2.87(s^t,3J= 6.8Hz,2H),1.22(d,3J= 6.8Hz,12H),1.20(d,3J= 6.8Hz, 12H)。13CNMR(100MHz,CD2C12) :S= 166. 0,164. 9,146. 71,146. 66,144. 5,144. 1,132. 0, 131. 0,130. 9,130. 20,130. 15,130. 0,128. 8,125. 8,124. 8, 124. 6,122. 5,122. 1,121. 6, 118. 8, 111. 8,103. 3, 29. 8, 29. 7, 24. 2, 24. 1。HRMS(ESI,乙腈/CHC131: 1,pos-模式):关于 C50H45N404的理论值 765. 3435。实测值 765. 3437。
[0190] 实施例2
[0191] 化合物2a的制备
[0192]
[0193] 在氩气下将 DMF(15mL)加入如 Chopin,S. ;Chaignon,F. C. ;Blart,E. ;0dobel, F. J. Mater. Chem. 2007,17,4139-4146 所述制备的化合物 5a (200mg,0. 268mmol)、2-溴苯酚 (0? 08mL,0? 75mmol)、Pd (OAc) 2 (18. Omg,80. 6 y mol)和 K2C03 (74. Omg,0? 537mmol)的混合物 中。将反应混合物在氩气下加热至回流3小时。将溶剂在降低的压力下除去。将残余物通 过柱层析(二氯甲烷/戊烷2/1)提纯。将所得第一馏分悬浮于氯仿中,加热至回流并在冷 却至室温以后过滤。所得残余物为浅黄色固体(73. 0mg,35% )。虫NMR(400MHz,CD2C12) : S =9. 53(ddd,3J = 8. 3Hz,4J = 1. 4Hz,5J = 0? 6Hz,2H),7. 81(ddd,3J = 8. 5Hz,4J = 1. 2Hz,5J =0.6Hz,2H),7.84-7.
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