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并五噻吩同分异构体及其制备方法和应用技术

技术编号:19383718 阅读:2 留言:0更新日期:2018-11-10 00:12
本发明专利技术涉及并五噻吩同分异构体及其制备方法和应用,制备方法为:S1:将5‑三甲基硅基‑3‑溴‑2‑(5‑(三甲基硅基)噻吩‑3)‑二噻吩并[3,2‑b:2',3'‑d]噻吩或其同分异构体先加入烷基锂反应,再加入(PhSO2)2S关环;或将5‑三甲基硅基‑3‑溴‑2‑(5‑(三甲基硅基)噻吩‑3)‑二噻吩并[3,2‑b:2',3'‑d]噻吩或其同分异构体先加入LDA、C2Br2Cl4反应,再利用二(三丁基锡)硫醚、四三苯基磷钯或醋酸钯反应,制得2,7‑二(三甲基硅基)‑噻吩并[2',3':4,5]噻吩并[3,2‑b]噻吩并[3',2':4,5]噻吩并[2,3‑d]噻吩或其同分异构体;S2:将S1的产物脱TMS制得并五噻吩同分异构体。本发明专利技术制备的并五噻吩同分异构体可以作为有机半导体材料应用于有机场效应晶体管中。

Five thiophene isomers and their preparation and Application

The invention relates to pentathiophene isomers and their preparation methods and applications. The preparation methods are as follows: S1: adding 5 trimethylsilyl 3 bromide 2 (5 (trimethylsilyl) thiophene 3) thiophene [3,2', 3'd] thiophene or its isomers into alkyl lithium reaction before adding (PhSO2) 2S ring; or 5 trimethylsilyl thiophene 2 820 2,7(trimethylsilyl)(5(trimethylsilyl) thiophene thiophene 3 3)(trimethylsilyl) thiophene 3)thieno [3,2 b:2', 3'8209;d] thiophene or its isomers were first added LDA, C2Br2Cl4 reaction, C2Br2Cl4, then di(tributyltin) thiethether, tetraphenylphosphopalladium acetate or palladium acetate or palladium acetate reaction, 2,7(trimethylsilyl)(trimethylsilyl)8209 thiopheno5] thiopheno [3,2_b] Thiopheno [3', 2': 4, 5] thiopheno [2, 3 d] thiophene or its isomers; S2: Five thiophene isomers were synthesized from the product of S1 by de-TMS. The pentathiophene isomers prepared by the invention can be used as organic semiconductor materials in organic field effect transistors.

【技术实现步骤摘要】
并五噻吩同分异构体及其制备方法和应用
本专利技术涉及并五噻吩同分异构体及其制备方法和应用,属于有机化合物的制备

技术介绍
噻吩稠环化合物作为新型的有机半导体材料受到人们的重视。并五噻吩作为并五苯的类似物,它由五个噻吩环稠合在一起,它有20种同分异构体,但是目前只有一种(化合物1)被合成。文献J.Am.Chem.Soc.,2005,127,13281(K.Xiao,Y.Liu,T.Qi,W.Zhang,F.Wang,J.Gao,W.Qiu,Y.Ma,G.Cui,S.Chen,X.Zhan,G.Yu,J.Qin,W.Hu,D.Zhu,)报道了化合物1的合成,方法如下:于噻吩并[3,2-b]噻吩在三氯甲烷中加入液溴得到2,3,5-三溴噻吩并[3,2-b]噻吩,于2,3,5-三溴噻吩并[3,2-b]噻吩中加入Zn粉、在醋酸溶液中加热回流得到3-溴噻吩并[3,2-b]噻吩,将3-溴噻吩并[3,2-b]噻吩在-78℃下逐滴加入n-BuLi反应40min,加入(PhSO2)2S在-78℃下搅拌1h,慢慢升至室温反应12h得到硫醚化合物,硫醚化合物在-10℃逐滴加入n-BuLi反应2h,加入CuCl2在室温下反应20h,得到化合物1,产率为21%,反应式如下式所示。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是:为解决现有技术中只有一种并五噻吩同分异构体被合成的技术问题,提供并五噻吩同分异构体及其制备方法和应用,以提供更多高性能的有机半导体材料。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种并五噻吩同分异构体的制备方法,该方法包括如下步骤:S1:将或其同分异构体在惰性气体保护及有机溶剂存在的条件下,先在-90~-60℃的温度下加入烷基锂反应,再加入关环试剂(PhSO2)2S升至室温反应,最后加入淬灭剂淬灭反应,反应液经后处理得或其同分异构体;或将或其同分异构体在惰性气体保护及有机溶剂存在的条件下,先在-90~-60℃的温度下加入LDA反应,再加入溴代试剂C2Br2Cl4升至室温反应,最后加入淬灭剂淬灭反应,反应液经后处理得或其同分异构体,再将或其同分异构体在惰性气体保护、有机溶剂及二(三丁基锡)硫醚存在的条件下,加入四三苯基磷钯或醋酸钯,在85-105℃下反应,反应液经后处理得或其同分异构体;S2:将或其同分异构体溶于有机溶剂,加入三氟乙酸或四丁基氟化铵,在室温下反应后,加入淬灭剂淬灭反应,反应液经后处理制得并五噻吩同分异构体。优选地,所述并五噻吩同分异构体为:所述的同分异构体为所述的同分异构体为所述的同分异构体为优选地,所述S1步骤中烷基锂为正丁基锂或特丁基锂,惰性气体为氩气或氮气;所述或其同分异构体与烷基锂、(PhSO2)2S的摩尔比为1:1.1-4.1:0.8-1.0;或其同分异构体与LDA、C2Br2Cl4的摩尔比为1:2.0-3.2:1-3;或其同分异构体与二(三丁基锡)硫醚、四三苯基磷钯或醋酸钯的摩尔比为1:0.8-1.2:0.06-0.08;所述S2步骤中:或其同分异构体与三氟乙酸或四丁基氟化铵的摩尔比为1:8-12。优选地,所述或其同分异构体的制备方法为:于或其同分异构体中加入5-三甲基硅基-3-(4,4,5,5,-四甲基-1,3,2-二氧杂环戊硼烷基)噻吩、碳酸盐、四三苯基磷钯或醋酸钯,在惰性气体保护下加入有机溶剂及无氧水,在85-105℃温度下反应,反应液经后处理制得;所述的同分异构体为中的一种。优选地,所述碳酸盐为K2CO3、Na2CO3或CsCO3,所述或其同分异构体与5-三甲基硅基-3-(4,4,5,5,-四甲基-1,3,2-二氧杂环戊硼烷基)噻吩、碳酸盐、四三苯基磷钯或醋酸钯的摩尔比为1:0.9-1.3:2.2-2.8:0.02-0.08。优选地,所述或其同分异构体的制备方法为:将或其同分异构体在惰性气体保护及有机溶剂存在的条件下,-90~-60℃的温度下加入LDA反应,再加入碘升至室温反应,淬灭反应,反应液经后处理制得;所述为中的一种,所述或其同分异构体与LDA、碘反应的摩尔比为1:1.2-1.8:1.0-1.5。优选地,所述的制备方法为:于中加入2,3-二溴-5-三甲基硅基-噻吩、碳酸盐、四三苯基磷钯或醋酸钯,在惰性气体保护下加入有机溶剂及无氧水,在85-105℃温度下反应,反应液经后处理制得;所述碳酸盐为K2CO3、Na2CO3或CsCO3。优选地,所述有机溶剂为乙醚、甲苯、三氯甲烷、二氯甲烷、四氢呋喃中的至少一种,所述淬灭剂为甲醇、水、饱和亚硫酸钠溶液、饱和硫代硫酸钠溶液中的至少一种。本专利技术还提供并五噻吩同分异构体,所述并五噻吩同分异构体为本专利技术还提供并五噻吩同分异构体作为有机半导体材料在有机场效应晶体管中的应用,所述并五噻吩同分异构体为本专利技术的有益效果是:本专利技术采用全新的方法来合成并五噻吩同分异构体,原料易得,适用于大规模生产,制备得到的全新的并五噻吩同分异构体可以作为有机半导体材料应用于有机场效应晶体管中,具有优良的性能,在基底温度为室温时获得的性能为:迁移率0.006~0.06cm2/V/s,阈值电压-50~-10V,开关比104~105。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术化合物2的核磁共振氢谱图;图2为本专利技术化合物2的核磁共振碳谱图;图3为本专利技术化合物2的高分辨质谱图;图4为本专利技术化合物3的核磁共振氢谱图;图5为本专利技术化合物3的核磁共振碳谱图;图6为本专利技术化合物3的高分辨质谱图;图7为本专利技术化合物4的核磁共振氢谱图;图8为本专利技术化合物4的核磁共振碳谱图;图9为本专利技术化合物4的高分辨质谱图;图10为本专利技术化合物5的核磁共振氢谱图;图11为本专利技术化合物5的核磁共振碳谱图;图12为本专利技术化合物5的高分辨质谱图;图13为本专利技术化合物PTA-1的高分辨质谱图;图14为本专利技术化合物PTA-1的红外光谱图;图15为本专利技术所涉及化合物7的核磁共振氢谱图;图16为本专利技术所涉及化合物7的核磁共振碳谱图;图17为本专利技术所涉及化合物7的高分辨质谱图;图18为本专利技术所涉及化合物8的核磁共振氢谱图;图19为本专利技术所涉及化合物8的核磁共振碳谱图;图20为本专利技术所涉及化合物8的高分辨质谱图;图21为本专利技术所涉及化合物9的核磁共振氢谱图;图22为本专利技术所涉及化合物9的核磁共振碳谱图;图23为本专利技术所涉及化合物9的高分辨质谱图;图24为本专利技术所涉及化合物10的核磁共振氢谱图;图25为本专利技术所涉及化合物10的核磁共振碳谱图;图26为本专利技术所涉及化合物10的高分辨质谱图;图27为本专利技术所涉及化合物PTA-2的高分辨质谱图;图28为本专利技术所涉及化合物PTA-2的红外光谱图;图29为本专利技术所涉及化合物12的核磁共振氢谱图;图30为本专利技术所涉及化合物12的核磁共振碳谱图;图31为本专利技术所涉及化合物12的高分辨质谱图;图32为本专利技术所涉及化合物13的核磁共振氢谱图;图33为本专利技术所涉及化合物13的核磁共振碳谱图;图34为本专利技术所涉及化合物13的高分辨质谱图;图35为本专利技术所涉及化合物14的核磁共振氢谱图;图36为本专利技术所涉及化合物14的核磁共振碳谱图;图37为本专利技术所涉及化合物14的高分辨质谱图;图38为本专利技术所涉及化合物15的核磁共振氢谱图;图39为本专利技术所涉及化合物15的核磁共振碳谱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种并五噻吩同分异构体的制备方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:S1:将

【技术特征摘要】
1.一种并五噻吩同分异构体的制备方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:S1:将或其同分异构体在惰性气体保护及有机溶剂存在的条件下,先在-90~-60℃的温度下加入烷基锂反应,再加入关环试剂(PhSO2)2S升至室温反应,最后加入淬灭剂淬灭反应,反应液经后处理得或其同分异构体;或将或其同分异构体在惰性气体保护及有机溶剂存在的条件下,先在-90~-60℃的温度下加入LDA反应,再加入溴代试剂C2Br2Cl4升至室温反应,最后加入淬灭剂淬灭反应,反应液经后处理得或其同分异构体,再将或其同分异构体在惰性气体保护、有机溶剂及二(三丁基锡)硫醚存在的条件下,加入四三苯基磷钯或醋酸钯,在85-105℃下反应,反应液经后处理得或其同分异构体;S2:将或其同分异构体溶于有机溶剂,加入三氟乙酸或四丁基氟化铵,在室温下反应后,加入淬灭剂淬灭反应,反应液经后处理制得并五噻吩同分异构体。2.根据权利要求1所述的并五噻吩同分异构体的制备方法,其特征在于,所述并五噻吩同分异构体为:所述的同分异构体为所述的同分异构体为所述的同分异构体为3.根据权利要求1或2所述的并五噻吩同分异构体的制备方法,其特征在于,所述S1步骤中烷基锂为正丁基锂或特丁基锂,惰性气体为氩气或氮气;所述或其同分异构体与烷基锂、(PhSO2)2S的摩尔比为1:1.1-4.1:0.8-1.0;或其同分异构体与LDA、C2Br2Cl4的摩尔比为1:2.0-3.2:1-3;或其同分异构体与二(三丁基锡)硫醚、四三苯基磷钯或醋酸钯的摩尔比为1:0.8-1.2:0.06-0.08;所述S2步骤中:或其同分异构体与三氟乙酸或四丁基氟化铵的摩尔比为1:8-12。4.根据权利要求1-3任一项所述的并五噻吩同分异构体的制备方法,其特征在于,所述或其同分异构体的制备方法为:于或其同分异构体中加入5-三甲基硅基-...

【专利技术属性】
技术研发人员:史建武王华周文娟赵帅李春丽
申请(专利权)人:河南大学
类型:发明
国别省市:河南,41

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