专利名称：含喹喔啉单元芴类共聚物及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明属于有机化合物合成技术领域，具体的说是涉及一种含喹喔啉单元芴类共聚物及其制备方法和应用。
背景技术：
利用廉价材料制备低成本、高效能的太阳能电池一直是光伏领域的研究热点和难点。目前用于地面的硅太阳能电池由于生产工艺复杂、成本高，使其应用受到限制。为了降低成本，拓展应用范围，长期以来人们一直在寻找新型的太阳能电池材料。聚合物太阳能电池因为原料价格低廉、质量轻、柔性、生产工艺简单、可用涂布、印刷等方式大面积制备等优点而备受关注，如果能够将其能量转化效率提高到接近商品硅太阳能电池的水平，其市场前景将是非常巨大的。自1992年N. S. Sariciftci等在SCIENCE上报道共轭聚合物与C6tl 之间的光诱导电子转移现象后，人们在聚合物太阳能电池方面投入了大量研究，并取得了飞速的发展。目前，聚合物太阳能电池的能量转化效率已经达到6. 5%，但是仍比无机太阳能电池的转换效率低得多，限制性能提高的主要制约因素有有机半导体器件相对较低的载流子迁移率，器件的光谱响应与太阳辐射光谱不匹配，高光子通量的红光区没有被有效利用以及载流子的电极收集效率低等。为了使聚合物太阳能电池得到实际的应用，开发新型的材料，大幅度提高其能量转换效率仍是这一研究领域的首要任务。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种含喹喔啉单元芴类共聚物，该共聚物稳定性和溶解性好、吸光度强、吸光范围宽，提高了其光电转化效率。本发明的另一目的在于提供一种含喹喔啉单元芴类共聚物的制备方法。本发明进一步的目的在于提供一种含喹喔啉单元芴类共聚物在有机光电材料、聚合物太阳能电池、有机电致发光器件、有机场效应晶体管、有机光存储器件、有机非线性材料或/和有机激光器件中的应用。为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下—种含喹喔啉单元芴类共聚物，其分子结构通式为下述(I)
权利要求
1. 一种含喹喔啉单元芴类共聚物，其分子结构通式为下述(I) 式中，x+y = 1，且X乒0，y乒0 ;n = 1 200的任一整数；R” &选自H或C1 C2tl的烷基；R3、R4选自C1 C2tl的烷基、烷氧基、苯基或苯氧基；Ar1为含噻吩单元基团。
2.根据权利要求1所述的含喹喔啉单元芴类共聚物，其特征在于所述的Ar1*下述一种或几种基团 式中，R5、R6、R7、R8、I 9、R10 选自 H^C1 C20 的烷基；Rn、I 12、R13、R14、R15 选自 C1 C20 的烷基；m为重复单元数，m = 1 20的任一整数。
3. —种含喹喔啉单元芴类共聚物制备方法，包括如下步骤 分别提供如下结构式表示的化合物A、B、C， 其中，R1A2选自H或C1 C2tl的烷基；I 3、R4选自C1 C2tl的烷基、烷氧基、苯基或苯氧基；Ar1为含噻吩单元基团；在无氧、碱性环境中和催化剂、有机溶剂存在的条件下，将化合物A、B、C进行Suzuki偶联反应，得到如下结构通式为(I)表示的含喹喔啉单元芴类共聚物，
4.根据权利要求3所述的含喹喔啉单元芴类共聚物制备方法，其特征在于所述化合物A的制备方法包括如下步骤在无水、无氧环境和有机溶剂的体系中，将2， 7- 二溴-9，9- 二烷基芴、锂的烷基衍生物和2-异丙氧基-4，4，5，5-四甲基-1，3，2- 二杂氧戊硼烷进行反应，生成所述化合物A ；所述2，7-二溴-9，9-二烷基芴、锂的烷基衍生物和2-异丙氧基-4，4，5，5-四甲基-1， 3，2- 二杂氧戊硼烷三反应物的摩尔比为1 2. 0 4. 0 2. 0 4. 0 ；所述锂的烷基衍生物为正丁基锂、叔丁基锂、甲基锂、苯基锂中的至少一种； 所述有机溶剂为四氢呋喃、乙醚、二氯甲烷、三氯甲烷或乙酸乙酯中的至少一种； 所述化合物A的制备步骤的反应温度为-100 -25°C。
5.根据权利要求3所述的含喹喔啉单元芴类共聚物制备方法，其特征在于所述化合物B的制备方法是在有机溶剂存在的条件下，将未被溴取代的Ar1类化合物与N-溴代琥珀酰亚胺进溴化行反应，生成所述化合物B ；所述Ar1类化合物与N-溴代琥珀酰亚胺的摩尔比为1 2. 0 2. 5 ； 所述有机溶剂为N-甲酰二甲胺、四氢呋喃、乙醚、二氯甲烷、三氯甲烷、乙酸乙酯或醋酸；所述化合物B的制备步骤的反应温度为-5 30°C。
6.根据权利要求3所述的含喹喔啉单元芴类共聚物制备方法，其特征在于所述化合物C的制备方法是在催化剂和有机溶剂存在的条件下，将3，6_ 二溴苯-1， 2- 二胺与烷基二酮进行反应，生成所述化合物C ；所述3，6_ 二溴苯-1，2-二胺与烷基二酮的摩尔比为1 1 2; 所述催化剂为对甲苯磺酸、醋酸、NH4Cl等，其用量为3，6_ 二溴苯-1，2-二胺摩尔用量的0. 01 10倍；所述有机溶剂为三氯甲烷、四氢呋喃、乙醚、二氯甲烷或乙酸乙酯； 所述化合物C的制备步骤的反应温度为20 40°C。
7.根据权利要求3所述的含喹喔啉单元芴类共聚物制备方法，其特征在于所述 Suzuki偶联反应中，所述化合物A、B、C的摩尔比为1.0 a b，其中，a > 0，b > 0，a+b =1. 0。
8.根据权利要求3或7所述的含喹喔啉单元芴类共聚物制备方法，其特征在于所述 Suzuki偶联反应中，所述催化剂为有机钯催化剂或有机钯催化剂与有机膦配体的混合物，其用量为化合物 A摩尔用量的0. 05% 20% ；所述的碱性环境中的碱为碱性金属氢氧化物、碱性金属碳酸盐、四乙基氢氧化铵中的至少一种，其用量为化合物A摩尔用量的1 15倍；所述有机溶剂为甲苯、四氢呋喃、三氯甲烷或乙酸乙酯中的至少一种； 所述Suzuki偶联反应的温度为65 120°C，时间为12 72小时。
9.根据权利要求8所述的含喹喔啉单元芴类共聚物制备方法，其特征在于所述有机钯催化剂为Pd2(Clba)P Pd(PPh3)4^ Pd(PWl3)2Cl2中的至少一种；所述有机膦配体催化剂为 P(o-Tol)3。
10.根据权利要求1至2任一项所述的含喹喔啉单元芴类共聚物在有机光电材料、聚合物太阳能电池、有机电致发光器件、有机场效应晶体管、有机光存储器件、有机非线性材料或/和有机激光器件中的应用。
全文摘要
本发明公开了一种分子结构通式如(I)的含喹喔啉单元芴类共聚物及其制备方法和应用，式中，式中，x+y＝1，且x≠0，y≠0；n＝1～200的任一整数；R1、R2选自H或C1～C20的烷基；R3、R4选自C1～C20的烷基、烷氧基、苯基或苯氧基；Ar1为含噻吩单元基团。本发明共聚物稳定性和溶解性好、吸光度强、吸光范围宽，提高了其对提高光电转化效率，其制备方法简单、产率高、易于操作和控制，适合于工业化生产。
文档编号C08G61/12GK102276799SQ20101019632
公开日2011年12月14日 申请日期2010年6月9日 优先权日2010年6月9日
发明者刘辉, 周明杰, 黄杰 申请人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技术有限公司