双异靛蓝单体及其苯并二噻吩双锡共聚物的制备、用途制造技术

本发明专利技术公开了一种双异靛蓝单体及其苯并二噻吩双锡共聚物的制备、用途；所述单体DIIDT的结构式如式I所示：R1、R2为C8～C20烷基链；在以Pd(dba)3为催化剂、P(o-tol)3为配体、无水甲苯为溶剂的条件下，所述单体DIIDT与苯并二噻吩双锡聚合，索氏提取，即得共聚物。本发明专利技术披露的合成方法简单有效，得到的目标聚合物分子量分布窄；紫外光谱吸收强且宽，材料可溶液加工处理，在光伏器件中有着良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及一种可溶液加工的有机半导体材料，尤其设及一种基于嚷吩单元连接 的双异說蓝单体（DIIDT)及其苯并二嚷吩双锡共聚物的制备、用途。
技术介绍
当今世界能源消耗越来越大，但是煤炭、石油、天然气等不可再生能源日益枯竭， 利用太阳能是解决人类社会面临的能源问题的有效途径。 异說蓝由于其具有共辆效果好和吸光能力强等优点，广泛应用0PV和0FET。在 盐酸催化下，合成无烷基链的异說蓝，最后在碳酸钟作用下烷基化，合成具有烷基链的异說 蓝，运种产率太低，成本太高，提纯麻烦，不利于工业化生产。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了一种基于嚷吩单元连接的双异說蓝单体（DIIDT)及其 苯并二嚷吩双锡共聚物（PDIIDT-BDT0和PDIIDT-BDTT)的合成方法，共聚物作为半导体有 机层在聚合物薄膜太阳能电池中的应用。本专利技术披露的合成方法简单有效，得到的目标聚 合物分子量分布窄；紫外光谱吸收强且宽，材料可溶液加工处理，在光伏器件中有着良好的 应用前景。 本专利技术的目的是通过W下的技术方案实现的： 第一方面，本专利技术设及一种基于嚷吩单元连接的双异說蓝单体值IIDT)，其结构式 如式I所示：其中，Ri为Cs~C20烧 基链，R2为Cs~C2。烷基链。 第二方面，本专利技术还设及所述基于嚷吩单元连接的双异說蓝单体值IIDT)的制备 方法，所述方法包括如下步骤：S1、在W碳酸钟为催化剂，N，N-二甲基酷胺为溶剂的条件下，化合物Ri-I与6-漠 說红反应，生成化合物1庚中Ri为CS~C2。烷基链； S2、化合物1与嚷吩双锡在Pd(化a)3为催化剂、P(o-tol)3为配体、无水甲苯为溶 剂条件下进行Stille偶合反应，生成化合物2 S3、化合物3在水合阱的还原下，脱去一个幾基，生成化合物 4其中R2为Cs~〇2。烷基链；S4、化合物2在盐酸的催化作用下，在醋酸溶液中，与化合物4反应合成目标单体 DIIDTo 优选地，步骤S1中，所述化合物Ri-I与6-漠說红的摩尔比为1 : 1~3 : 1，反 应溫度为70~100 °C。 优选地，步骤S2中，化合物1与嚷吩双锡的摩尔比为2 : 1~3 : 1，反应溫度为 80~130°C，反应时间为12~48小时。 优选地，步骤S3中，水合阱的质量百分比浓度为30%~99%，反应溫度为80~ 150°C，反应时间为2~48小时。 优选地，步骤S4中，化合物2和化合物4的摩尔比为2:1~3 :1，催化剂盐酸 为1ml~10ml，反应溫度为80~150°C。 第Ξ方面，本专利技术还设及一种所述基于嚷吩单元连接的双异說蓝单体（DIIDT)在 制备半导体材料中的用途。 第四方面，本专利技术还设及一种苯并二嚷吩双锡共聚物，所述聚合物结构如式II或 式III所示： 其中，Ri为Cs~c2。烷基乾R2为Cs~c2。烷基乾R3为Cs~c2。烷基链，100>η >1。 第五方面，本专利技术还设及一种所述基于嚷吩单元连接的双异說蓝单体的苯并二嚷 吩双锡共聚物的制备方法，所述方法包括：在WPd(化a)3(S(二亚苄基丙酬）二钮）为催 化剂、P(〇-tol)3(^ (邻甲基苯基）憐）为配体、无水甲苯为溶剂的条件下，所述单体DIIDT 与苯并二嚷吩双锡&齡&聚合，索氏提取，即得所 述共聚物；其中，R3为CS~C2。烷基链。 优选的，在WPd(化曰)3为催化剂、P(o-to1)3为配体、无水甲苯为溶剂的条件 下，所述单体DIIDT与苯并二嚷吩双锡抓TO或抓TT聚合，索氏提取，即得所述共聚物 (PDIIDT-抓TO或PDIIDT-BDTT)。 优选地，所述单体DIIDT与苯并二嚷吩双锡的摩尔比为1 : 1~1 : 1.2,反应溫 度为60~120°C，反应时间为2~50小时。 第六方面，本专利技术还设及一种所述基于嚷吩单元连接的双异說蓝单体的苯并二嚷 吩双锡共聚物，与PC,iBM共混作为半导体有机层在聚合物太阳能电池测试中的用途。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果： 1、本专利技术中，采用新化学和新合成路线，合成新型异說蓝衍生物双异說蓝；和现有 的合成异說蓝路线不同，本专利技术先烷基化6-漠吗I噪-2-酬，然后再合成异說蓝结构，克服 了现有合成路线中最后烷基化带来的提出困难等问题，而且本专利技术合成了新型异說蓝衍生 物双异說蓝，与BDT双锡聚合，得到含有两种D-种A的CPs。不同于两种D和一种A的无 规共聚物，运种新方法合成简单、产率高、成本低，很多比较复杂的异說蓝衍生物，都可W采 用，可W非常容易合成；运种双D单A的共聚物，结构固定，可重复性强，克服了传统无规共 聚的不足。 2、本专利技术披露的合成方法简单有效，得到的目标聚合物分子量分布窄、能带隙非 常窄；紫外光谱吸收强且宽，材料可溶液加工处理，在光伏器件（0PV)中有着良好的应用前 旦【附图说明】 通过阅读参照W下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、 目的和优点将会变得更明显： 图1为基于嚷吩单元连接的双异說蓝单体值IIDT)的合成路线示意图； 图2为苯并二嚷吩双锡共聚物（PDIIDT-BDT0和PDIIDT-BDTT)的合成路线示意 图； 图3为基于嚷吩单元连接的双异說蓝单体值IIDT)的核磁氨谱图； 图4为基于嚷吩单元连接的双异說蓝单体（DIIDT)的碳谱图； 图5为苯并二嚷吩双锡共聚物（PDIIDT-BDT0和PDIIDT-BDTT)的氯仿溶液紫外吸 收光谱图； 图6为苯并二嚷吩双锡共聚物（PDIIDT-BDT0和PDIIDT-BDTT)的固体薄膜紫外吸 收光谱图； 图7为苯并二嚷吩双锡共聚物（PDIIDT-BDT0和PDIIDT-BDTT)的循环伏安曲线； 图8为苯并二嚷吩双锡共聚物（PDIIDT-BDT0和PDIIDT-BDTT)的I-V曲线。【具体实施方式】 下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。W下实施例将有助于本领域 的技术人员进一步理解本专利技术，但不W任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普 通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可W做出若干变形和改进。运些都属于 本专利技术的保护范围。 连施俩I1 本实施例提供了一种基于嚷吩单元连接的双异說蓝单体（DIIDT)及其苯并二嚷 吩双锡共聚物（PDIIDT-BDT0和PDIIDT-BDTT)，其结构式如表1所示，其单体DIIDT的合成 路线参见图1，聚合物PDIIDT-抓TO和PDIIDT-BDTT的合成参见图2所示。 表 1 本实施例还设及聚合物PDIIDT-抓TO和PDIIDT-BDTT的制备方法，包括如下步 骤： (a)中间体化合物苯并二嚷吩双锡单体的合成 苯并二嚷吩双锡单体的结构式为 其详细制备方法见文献《Hwang,? Y.J;Kim，F.S;Xin，Η;Jenekhe，S.A;NewThienothiadiazole-BasedConjugated CopolymersforElectronicsandOptoelectronics.Macromolecules2012,45， 3732-3739 ;Liao，S.H;Jhuo，H.J;Cheng，Y.S;Chen，S.A;FullereneDerivative-Doped 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于噻吩单元连接的双异靛蓝单体，其特征在于，所述单体结构式如式I所示：R1、R2为C8～C20烷基链。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴建，周祥梅，张清，刘壮峻，卞燕南，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31