当前位置: 首页 > 专利查询>福州大学专利>正文

一种基于2-吲哚酮的聚合物给体材料及其制备方法技术

技术编号:31753921 阅读:18 留言:0更新日期:2022-01-05 16:36
本发明专利技术涉及一种基于2

【技术实现步骤摘要】
一种基于2

吲哚酮的聚合物给体材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于有机合成领域,具体涉及一种基于2

吲哚酮的聚合物给体材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]有机共轭聚合物是一类重要的半导体材料,具有良好的光电和热力学性能,使它们成为制造下一代电子产品的最佳候选材料,影响这类材料如可加工性等多种性能参数易于通过合成设计来调控。然而就目前情况来看,典型的合成方法主要采用过渡金属催化的交叉偶联反应,如在Pd催化剂存在的条件下,将二溴单体和有机锡试剂之间进行缩聚的Stille反应,或是涉及有机硼试剂间的Suzuki反应。这些方法不仅需要使用昂贵且不可持续的催化剂,氯代的高沸点有机溶剂,同时有机硼试剂、有机锡试剂等这类有机金属试剂的合成过程比较繁琐,加之有机金属试剂稳定性较差、不易提纯,导致这类单体合成成本较高,且不易宏量制备。此外,这类反应在聚合过程中还会生成大量毒性较大的副产物,这些缺点大大制约了这些有前途的材料的环境可持续性。
[0003]上述传统合成方法的缺点可以通过直接杂芳基化缩合反应(DHAP)避免。由于直接芳基化是通过芳基化合物的sp2C

H键功能化来形成不饱和C

C键的成键新方法,因此使用直接芳基化缩聚不需要有机金属单体,故而不会形成金属副产物。因此,该方法由于具有合成策略简单,单体合成步骤少,无需去除源自有机金属试剂的副产物等诸多先天优势,有利于π共轭聚合物的合成,更适用于有机光电器件制造的实际应用。
[0004]2‑
吲哚酮骨架结构是一类重要的有机结构块,它们广泛地存在于天然产物和药物分子之中,是生物医药等领域关键的中间体。因此,发展一种高效绿色的合成方法来制备基于2

吲哚酮单元的共轭聚合物具有重大意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的在于提供一种操作简单,避免使用昂贵、高毒化学试剂的2

吲哚酮基共轭聚合物的合成方法。该聚合物采用直接碳氢活化合成,原料简单易得,合成简便,制备过程绿色环保,适用大规模生产。
[0006]本专利技术的目的是通过以下的技术方案实现的:
[0007]第一方面,所述基于2

吲哚酮的聚合物给体材料,其结构式如下所示:
[0008][0009]其中,R为C1‑
C
30
烷基链,n≥1。
[0010]第二方面,所述基于2

吲哚酮的聚合物给体材料的合成方法,采用绿色环保的碳氢活化聚合。具体包括如下步骤:
[0011]按摩尔量份数,以1份的单体M为标准,将其与1.2份的新戊酸、3份的碳酸钾、0.01份的催化剂三(二亚苄基丙酮)二钯和0.04份的膦配体三(2

甲氧基苯基)膦,溶于无水甲苯有机溶剂中;整个体系在无水和无氧气氛下进行,90℃下反应19

24小时至胶状。经过索氏提取进行提纯,真空干燥获得有金属光泽的基于2

吲哚酮单元的聚合物给体材料。所述的单体M如下图所示:
[0012][0013]其中,R为C1‑
C
30
烷基链。
[0014]所述的单体M第一种制备方法对应的具体制备步骤如下:
[0015]步骤S1按摩尔量份数,以1份含溴吲哚酮化合物A为标准,将其与1.05份噻吩甲醛化合物B和吡啶(5mL)依次加入到有机溶剂中并升温至回流温度进行反应;反应结束后,经硅胶柱提纯干燥后得到单体M;
[0016]所述含溴吲哚酮物质A具有如下结构:
[0017][0018]其中,R为C1‑
C
30
烷基链。
[0019](A)
[0020]所述噻吩甲醛化合物B具有如下结构:
[0021][0022](B)
[0023]所述步骤S1有机溶剂为甲醇,反应温度为70

80℃,反应时间为20

24小时。反应结束后,采用柱层析将产物分离纯化,所述柱层析的洗脱液为石油醚和二氯甲烷的混合溶剂。
[0024]含溴吲哚酮化合物A的合成参考文献:Luo,X.;Tran,D.T.;Sun,H.;Mi,T.;Kadlubowski,N.M.;Zhao,Y.;Zhao,K.;Mei,J.,Bis

Isoindigos:New Electron

Deficient Building Blocks for Constructing Conjugated Polymers with Extended Electron Delocalization.Asian Journal of Organic Chemistry 2018,7,2248

2253。
[0025]噻吩甲醛化合物B的合成参考文献:Grisorio,R.;De Marco,L.;Allegretta,G.;Giannuzzi,R.;Suranna,G.P.;Manca,M.;Mastrorilli,P.;Gigli,G.,Anchoring Stability and Photovoltaic Properties ofNew D(

Π

a)2Dyes for Dye

Sensitized Solar CellApplications.Dyes andPigments 2013,98,221

231。
[0026]所述的单体M第二种制备方法对应的具体制备步骤如下:
[0027]步骤SS1按摩尔量份数,以1份噻吩甲醛化合物B为标准,将其与1.1份含溴吲哚酮化合物C和哌啶5mL依次加入到有机溶剂中,升温至回流温度进行反应;反应结束后,所得固体用不同的有机溶剂依次洗涤,干燥后得到中间体D;所述含溴吲哚酮化合物C具有如下结构:
[0028][0029](C)
[0030]所述中间体D具有如下结构:
[0031][0032](D)
[0033]步骤SS2按摩尔量份数,以1份中间体D为标准,将其与5份碳酸钾和3份碘化烃依次加入到有机溶剂中并升温进行反应;反应结束后,经硅胶柱提纯干燥后得到单体M;
[0034]所述步骤SS1中反应时的有机溶剂为甲醇,反应结束后处理的不同有机溶剂依次为水、甲醇、乙酸乙酯。回流反应温度为70

80℃,反应时间为20

24小时。
[0035]所述步骤SS2的有机溶剂为N,N

二甲基甲酰胺,反应时间为先120℃反应1小时,再缓慢降温至80℃,碘化烃逐渐滴加完毕后再以80℃温度反应20

24小时。反应结束后,采用柱层析将产物分离纯化,所述柱层析的洗脱液为石油醚和二氯甲烷的混合溶剂。
[0036]含溴吲哚酮本文档来自技高网
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于2

吲哚酮的聚合物给体材料,其特征在于,所述聚合物给体材料的结构式如下所示:其中,R为C1‑
C
30
烷基链,n≥1。2.根据权利要求1所述的基于2

吲哚酮的聚合物给体材料的制备方法,其特征在于:所述基于2

吲哚酮的聚合物给体材料以2

吲哚酮为核心构筑单元,在给体分子共轭骨架中引入噻吩

侧翼的π

共轭结构单元,同时引入烷基链来保证聚合物的溶解性,通过直接芳基化缩聚进行自偶联得到最终的聚合物给体材料;所述2

吲哚酮的结构式为:3.根据权利要求1所述的基于2

吲哚酮的聚合物给体材料的制备方法,其特征在于:具体包括如下步骤:按摩尔量份数,以1份的单体M为标准,将其与1.2份的新戊酸、3份的碳酸钾、0.01份的催化剂三(二亚苄基丙酮)二钯和0.04份的膦配体三(2

甲氧基苯基)膦,溶于无水甲苯有机溶剂中;整个体系在无水和无氧气氛下进行碳氢活化聚合;经过索氏提取进行提纯,真空干燥获得有金属光泽的基于2

吲哚酮单元的稠环聚合物给体材料;所述单体M的结构式如下所示:其中,R为C1‑
C
30
烷基链。4.根据权利要求3所述的基于2

吲哚酮的聚合物给体材料的制备方法,其特征在于,碳氢活化聚合的反应具体为:90℃下反应至胶状,反应时间为19

24小时。5.根据权利要求3所述的基于2

吲哚酮单元的共轭聚合物的制备方法,其特征在于,所述单体M制备方法的具体制备步骤为:按摩尔量份数,以1份含溴吲哚酮化合物A为标准,将其与1.05份噻吩甲醛化合物B和吡啶5mL依次加入到有机溶剂中并升温至回流温度进行反应;反应结束后,经硅胶柱提纯干燥后得到单体M;
所述含溴吲哚酮物质A具有如下结构...

【专利技术属性】
技术研发人员:邓平钱皓晨齐清春肖余发
申请(专利权)人:福州大学
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1