氰基化丁二烯衍生物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及有机合成和有机电子学领域，尤其涉及氰基化丁二烯衍生物及其制备方法和应用

【技术实现步骤摘要】
氰基化丁二烯衍生物及其制备方法和应用、聚合物半导体材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及有机合成和有机电子学领域，尤其涉及氰基化丁二烯衍生物及其制备方法和应用
、
聚合物半导体材料及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]聚合物半导体材料具有质量轻
、
柔性以及可溶液加工等优点，在制备大面积
、
全柔性
、
低成本器件方面具有独特的优势
。
经过研究人员几十年的努力，有机场效应晶体管
(OFET)
的性能取得了巨大的进展
。
但是和
P
型聚合物半导体材料
(
空穴传输型
)
相比，目前
N
型聚合物半导体材料
(
电子传输型
)
的发展相对滞后，这制约了
OFET
的商业化应用
。
[0003]在
N
型聚合物半导体材料的开发中，受体结构单元起到至关重要的作用
。
在受体结构单元的构筑中，缺电子基团的引入导致反应活性降低，造成它们的合成难度增大以及合成成本增高，因此开发结构简单
、
合成简便的受体结构单元对于促进
N
型聚合物半导体材料的发展具有重要意义
。
[0004]因此，现有技术还有待于改进和发展
。

技术实现思路

[0005]本专利技术是为了克服现有技术中
N
型聚合物在开发中存在缺电子单元结构复杂
、
种类较少
、
合成困难等问题，因此提供了一种氰基化丁二烯衍生物及其制备方法和应用
、
聚合物半导体材料及其制备方法和应用以克服上述不足之处
。
[0006]为实现上述专利技术目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0007]第一方面，本专利技术首先提供了一种氰基化丁二烯衍生物，其结构通式如下式
(1)
或式
(2)
所示：
[0008][0009]其中：
[0010]所述式
(1)
中，
X、Y
分别独立地选自
H、F、Cl、Br、I、CN、NO2、NR1R2中的任意一种，其中
R1和
R2分别独立地选自
H、C2
‑
C99
烷基
、
烯基
、
炔基
、
酰胺基中的任意一种；
M、N
分别独立地选自
F、Cl、Br、I
和磺酸酯基中的任意一种；当
X、Y
为
H
时，
M、N
不同时为溴；
[0011]所述式
(2)
中，
Ar1
选自取代或未取代的噻吩
、
取代或未取代的噻唑
、
取代或未取代的噻二唑
、
取代或未取代的呋喃
、
取代或未取代的硒吩
、
取代或未取代的酰亚胺
、
取代或未取代的苯环
、
取代或未取代的吡啶
、
取代或未取代的哒嗪
、
取代或未取代的吡嗪中的任意一种；
Ar1
上的取代基选自
C2
‑
C99
的直链
、
分叉链
、
醚链
、
硅烷基链
、C3
‑
C99
含多元环的链烷基链
、F、Cl、Br、I、CN、NO2、NR3R4中的任意一种，其中
R3和
R4分别独立地选自
H、C2
‑
C99
烷基
、
烯
基
、
炔基
、
酰胺基中的任意一种；且
P、Q
分别独立地选自
F、Cl、Br、I
和磺酸酯基中的任意一种
。
[0012]作为优选，所述氰基化丁二烯衍生物选自下式
TM1
‑
TM39
中的任意一种；
[0013][0014][0015]第二方面，本专利技术还提供了一种如上述的氰基化丁二烯衍生物的制备方法，至少包括以下步骤：
[0016]将包含有邻位二胺结构的苯环衍生物与四乙酸铅反应，得到氰基化丁二烯衍生物
。
[0017]作为优选，将包含有邻位二胺结构的苯环衍生物可以先经过卤化后再与四乙酸铅反应，从而得到氰基化丁二烯衍生物，典型的一个反应路径可以参考如下步骤：
[0018]步骤
1.
将原料4和液溴加入到醋酸溶液中，室温过夜即得到中间体5；
[0019]步骤
2.
将中间体5和四乙酸铅加入到甲苯溶液中，
50
‑
80℃
加热过夜，即得到氰基
化丁二烯衍生物
TM2
，其反应路径示意式如下式所示：
[0020][0021]作为优选，将包含有邻位二胺结构的苯环衍生物可以先经过卤化后再与四乙酸铅反应，从而得到氰基化丁二烯衍生物，典型的一个反应路径可以参考如下步骤：
[0022]步骤
1.
将原料7和液溴加入到醋酸溶液中，室温过夜即得到中间体8；
[0023]步骤
2.
将中间体8和四乙酸铅加入到甲苯溶液中，
50
‑
80℃
加热过夜，即得到氰基化丁二烯衍生物
TM8
，其反应路径示意式如下式所示：
[0024][0025]作为优选，作为优选，将包含有邻位二胺结构的苯环衍生物可以先经过卤化后再与四乙酸铅反应，从而得到氰基化丁二烯衍生物，典型的一个反应路径可以参考如下步骤：
[0026]步骤
1.
将原料
10
和液溴加入到醋酸溶液中，室温过夜即得到中间体
11
；
[0027]步骤
2.
将中间体
11
和四乙酸铅加入到甲苯溶液中，
50
‑
80℃
加热过夜，即得到氰基化丁二烯衍生物
TM20
，其反应路径示意式如下式所示：
[0028][0029]作为优选，所述制备方法还包括将包含有噻二唑或者邻位二硝基结构的苯环衍生物进行还原，从而得到包含有邻位二胺结构的苯环衍生物的步骤
。
[0030]作为优选，所述包含有噻二唑结构的苯环衍生物的还原方法如下：将包含有噻二唑结构的苯环衍生物与硼氢化钠反应，得到具有邻位二胺结构的苯环衍生物
。
[0031]作为优选，以包含有噻二唑结构的苯环衍生物制备得到最终的氰基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种氰基化丁二烯衍生物，其特征在于，所述氰基化丁二烯衍生物的结构通式如下式
(1)
或式
(2)
所示：其中：所述式
(1)
中，
X、Y
分别独立地选自
H、F、Cl、Br、I、CN、NO2、NR1R2中的任意一种，其中
R1和
R2分别独立地选自
H、C2
‑
C99
烷基
、
烯基
、
炔基
、
酰胺基中的任意一种；
M、N
分别独立地选自
F、Cl、Br、I
和磺酸酯基中的任意一种；当
X、Y
为
H
时，
M、N
不同时为溴；所述式
(2)
中，
Ar1
选自取代或未取代的噻吩
、
取代或未取代的噻唑
、
取代或未取代的噻二唑
、
取代或未取代的呋喃
、
取代或未取代的硒吩
、
取代或未取代的酰亚胺
、
取代或未取代的苯环
、
取代或未取代的吡啶
、
取代或未取代的哒嗪
、
取代或未取代的吡嗪中的任意一种；
Ar1
上的取代基选自
C2
‑
C99
的直链
、
分叉链
、
醚链
、
硅烷基链
、C3
‑
C99
含多元环的链烷基链
、F、Cl、Br、I、CN、NO2、NR3R4中的任意一种，其中
R3和
R4分别独立地选自
H、C2
‑
C99
烷基
、
烯基
、
炔基
、
酰胺基中的任意一种；且
P、Q
分别独立地选自
F、Cl、Br、I
和磺酸酯基中的任意一种
。2.
根据权利要求1所述的氰基化丁二烯衍生物，其特征在于，所述氰基化丁二烯衍生物选自下式
TM1
‑
TM39
中的任意一种：
3.
一种如权利要求1或2所述的氰基化丁二烯衍生物的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：将包含有邻位二胺结构的苯环衍生物与四乙酸铅反应，得到氰基化丁二烯衍生物
。4.
根据权利要求3所述的氰基化丁二烯衍生物的制备方法，其特征在于，还包括将包含有噻二唑或者邻位二硝基结构的苯环衍生物进行还原，从而得到包含有邻位二胺结构的苯环衍生物的步骤
。5.
根据权利要求4所述的氰基化丁二烯衍生物的制备方法，其特征在于，所述包含有噻二唑结构的苯环衍生物的还原方法如下：将包含有噻二唑结构的苯环衍生物与硼氢化钠反应，得到具有邻位二胺结构的苯环衍生物；所述包含有邻位二硝基结构的苯环衍生物的还原方法如下：将包含有邻位二硝基结构的苯环衍生物与锌粉反应，得到具有邻位二胺结构的苯环衍生物
。6.
一种聚合物半导体材料，其特征在于，所述聚合物半导体材料的结构通式如下式
(3)
或式
(4)
所示：其中，所述式
(3)
中，
n
...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭旭岗，李建锋，陈志才，王俊玮，刘斌，
申请(专利权)人：松山湖材料实验室，
类型：发明
国别省市：