peri-位化学修饰的苝衍生物功能分子及其制备和应用制造技术

本发明专利技术属于光电材料领域，具体公开了peri

Perylene derivative functional molecules chemically modified at peri position and their preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
peri
‑
位化学修饰的苝衍生物功能分子及其制备和应用


[0001]本专利技术涉及有机光电功能分子材料领域，特别涉及单分子器件材料。

技术介绍

[0002]有机共轭分子是由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成的一类有机化合物，根据其结构特点大致可以分为三类：(1)以苯环或者其他非杂原子多元环相互稠合而成的有机化合物，这类化合物可以统称为“多环芳烃”；(2)包含呋喃环、吡啶环、噻吩环等杂原子的杂环并苯类有机共轭化合物；(3)包含电子供体
‑
受体结构的有机共轭分子。其中多环芳烃广泛存在于媒、石油或者木材等不完全燃烧时的残留物中，被认为是具有潜在应用价值的有机光电分子材料。随着现代化信息技术的高速发展，各种电子元器件不断朝着低成本、重量轻、柔性可折叠的方向发展，对有机功能材料的需求越来越多，材料性质也要求越来越高。多环芳烃因其较大的π共轭体系，电子离域好，可应用于电荷传输。此外，小分子多环芳烃结构易修饰，性质易调控，也在有机发光二极管(OLED)、有机光伏电池(OPV)等领域有着良好的应用前景。因此，开发设计功能稠环共轭体系分子，可推动新型有机功能材料的发展。
[0003]苝是多环芳烃中具代表性的分子之一。苝衍生物具有优异的热稳定性、光稳定性和优良的电荷传输性能，在有机太阳能电池、有机场效应晶体管和近红外吸收材料等领域蕴藏着巨大的应用前景。苝作为许多光导和电子材料的核心单元，其功能衍生物的化学修饰位点可发生在bay
‑
位，peri
‑
位和orthor/>‑
位。遗憾的是，合成苝分子的方法相对有限。由于苝本身化学区域选择性和溶解性差所导致的，所以直接化学修饰及官能团化苝相对较难。值得一提的是，2017年曾课题组开发了新型苝核分子，其bay
‑
位丁基的引入，使分子结构偏离平面共轭，一定程度上解决了溶解性差的问题。
[0004]目前，苝衍生物的研究较多的集中于苝二酰亚胺化合物。一般而言，采用纵向延伸或横向延伸的方式可以分别构筑共轭分子及其衍生物。然而，苝二酰亚胺化合物的两个peri
‑
位已被酰亚胺基团所占据，且其两个酰亚胺基团的化学修饰比较困难且具有挑战性。苝核功能分子的peri
‑
位修饰方法有限，尤其是全取代功能化，严重阻碍了分子骨架的进一步功能化或有效共轭延伸。此外，共轭苝作为潜在的光电有机材料，丰富其功能衍生物，有利于探讨其在电子器件中的应用。

技术实现思路

[0005]本专利技术第一目的在于，提供一种全新的具有peri
‑
位化学修饰的苝衍生物功能分子。
[0006]本专利技术第二目的在于，提供了一种peri
‑
位化学修饰的苝衍生物功能分子的制备方法，旨在制备全新结构的peri
‑
位化学修饰的苝衍生物功能分子。
[0007]本专利技术第三目的在于，提供了所述的peri
‑
位化学修饰的苝衍生物功能分子材料在单分子器件中的应用。
[0008]一种peri
‑
位取代的苝衍生物功能分子，为具有式1结构式的化合物；
[0009][0010]所述的R1～R8独自选自H、
‑
Cl、
‑
Br、
‑
I、
‑
CN、
‑
OTf、C1
‑
C24烷基、C3‑
C
24
环烷基、C1‑
C
24
烷氧基、卤代C1‑
C
24
烷基、卤代C3‑
C
24
环烷基或卤代C1‑
C
24
烷氧基、巯基或巯基取代基；
[0011]R9、R
10
、R
11
、R
12
中，其中的一个及以上的取代基为巯基RS
‑
，剩余的取代基为H、卤素、C1‑
C
24
烷基、C3‑
C
24
环烷基、C1‑
C
24
烷氧基、卤代C1‑
C
24
烷基、卤代C3‑
C
24
环烷基或卤代C1‑
C
24
烷氧基；
[0012]或所述的R9、R
10
、R
11
、R
12
均为卤素。
[0013]本专利技术提供了一种全新的在peri
‑
位取代修饰有巯基相关取代基或者全卤素取代的化合物。所述的化合物具有良好的溶解性，可修饰性，且具有优异的性能。例如，所述的peri
‑
位的巯基及其相关基团的修饰，能够意外地协同赋予所述的化合物特殊的单分子器件性能。
[0014]本专利技术中，所述的苝核以及peri
‑
位取代方式的联合控制是协同改善分子溶解性以及性能的关键。本专利技术中，进一步控制苝核中的取代基，有助于进一步改善其性能。
[0015]本专利技术中，所述的peri
‑
位指式1中的R9、R
10
、R
11
、R
12
所在位点。所述C1‑
C
24
的烷基为碳数为1～24的直链或支链烷基，优选为C1～C6的烷基。所述C1‑
C
24
的烷氧基为碳数为1～24的烷基氧基，优选为C1～C6的烷氧基。所述C3‑
C
24
的环烷基为三元～六元的单环烷基、或者由所述的单环烷基共用碳原子形成的螺环，或者共用碳键形成桥环。所述的卤代C1‑
C
24
烷基为带有卤素取代基的烷基。所述的卤代C3‑
C
24
环烷基为碳环上带有卤素取代基的环烷基。所述的卤代C1‑
C
24
烷氧基为在碳链上带有卤素取代基的烷氧基。
[0016]本专利技术中，所述的R1～R8独自为C1‑
C
24
烷基或C1‑
C
24
烷氧基；
[0017]优选地，所述的R1～R4独自为C1‑
C4的烷氧基；进一步优选，所述的R1、R2、R3、R4选自相同基团。
[0018]优选地，所述的R5～R8独自为C3‑
C6的烷氧基。进一步优选，所述的R5、R6、R7、R8选自相同基团。
[0019]本专利技术中，所述的式1可以为peri
‑
位单巯基RS
‑
取代的化合物，也即是所述的R9、R
10
、R
11
、R
12
中，其中1个取代基为巯基RS
‑
，剩余的三个取代基独自为H、卤素、C1‑
C
24
烷基、C3‑
C
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.peri
‑
位取代的苝衍生物功能分子，其特征在于，为具有式1结构式的化合物；所述的R1～R8独自选自H、
‑
Cl、
‑
Br、
‑
I、
‑
CN、
‑
OTf、C1
‑
C24烷基、C3‑
C
24
环烷基、C1‑
C
24
烷氧基、卤代C1‑
C
24
烷基、卤代C3‑
C
24
环烷基或卤代C1‑
C
24
烷氧基、巯基或巯基取代基；R9、R
10
、R
11
、R
12
中，其中的一个及以上的取代基为巯基RS
‑
，剩余的取代基为H、卤素、C1‑
C
24
烷基、C3‑
C
24
环烷基、C1‑
C
24
烷氧基、卤代C1‑
C
24
烷基、卤代C3‑
C
24
环烷基或卤代C1‑
C
24
烷氧基；或所述的R9、R
10
、R
11
、R
12
均为卤素。2.如权利要求1所述的peri
‑
位取代的苝衍生物功能分子，其特征在于，所述的R1～R8独自为C1‑
C
24
烷基或C1‑
C
24
烷氧基；优选地，所述的R1～R4独自为C1‑
C4的烷氧基；优选地，所述的R5～R8独自为C3‑
C6的烷氧基。3.如权利要求1所述的peri
‑
位取代的苝衍生物功能分子，其特征在于，R9、R
10
、R
11
、R
12
中的两个及以上的取代基为巯基RS
‑
，其余取代基为H、卤素、C1‑
C
24
烷基或C1‑
C
24
烷氧基；优选地，所述的R9、R
10
、R
11
、R
12
均为巯基RS
‑
。4.如权利要求1～3任一项所述的peri
‑
位取代的苝衍生物功能分子，其特征在于，所述的RS
‑
中，所述的R为H、C1～C6烷基或者取代的烷基；所述的取代烷基优选为卤素取代的C1～C6烷基、烷氧基取代的C1～C6烷基；优选地，所述的卤素为Br或I。5.一种权利要求1～4任一项所述的peri
‑
位取代的苝衍生物功能分子的制备方法，其特征在于，将式2所述的peri
‑
位卤代的苝原料和巯基化试剂进行巯基化反应，制得所述的peri
‑
位取代...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾泽兵，王燕培，杨晨馨，谢胜，丁转龙，罗腾，
申请(专利权)人：湖南大学深圳研究院，
类型：发明
国别省市：