【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有机光电材料，涉及一种含薁稠环芳烃及其制备方法。
技术介绍
1、有机半导体材料是有机电子器件发展的基础，有机场效应晶体管(organicfield-effect transistor，ofet)的快速发展迫切需要高迁移率、高稳定性和易加工的有机光电材料。因此，设计合成性能优良的有机半导体材料具有重要的意义。
2、与电子带隙为零的石墨烯不同，稠环芳烃(pah)的非零带隙特性提供了其独特的光电学和半导体特性。一方面，稠环芳烃具有刚性平面共轭结构，其分子π电子云密度较高，电子在共轭平面上高度离域；另一方面，稠环芳烃存在着较强的分子间π-π相互作用，促使其自组装形成高度有序的结构。由于其独特性的电子特性和自组装性能，被广泛应用在各种有机半导体器件，例如有机发光二极管(oled)、有机场效应晶体管和有机光伏电池(opv)等。近年，随着电子器件不断向低成本开发、柔软性、重量轻的方向发展，中小尺寸的稠环芳烃化合物的应用潜力被不断发掘，其高发光性能、高载流子迁移率和抗氧化性能，再加上结构的可确定性，这些都显示了其在有机光电领域广阔的应用前景。然而，随着π共轭扩大，有机稠环芳烃化合物的溶解性以及在溶液中易形成堆积成为一个问题，这一问题阻碍了稠环芳烃化合物的实际应用。
3、超过五个芳香环的并苯类稠环芳烃由于分子本征稳定性较差和溶解度较低等因素从而为合成、表征以及性能测试等带来一定困难。而且随着共轭长度的增长，分子的溶解度也相应地降低，需要修饰柔性基团来保证溶解度，而这样的做法极有可能是以降低迁移率为代价。>
4、专利cn108892601a公开了一种苯并芴结构的稠环芳烃的制备方法，苯并芴结构的稠环芳烃是以邻甲基苯甲醛类衍生物与2,7-二碘芴类衍生物为原料，在甘氨酸的临时导向下反应制得。但该专利较大的全苯类共轭单元可能导致其热稳定性较差，限制其实际应用。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的至少一种缺陷而提供一种含薁稠环芳烃及其制备方法，本专利技术提高分子本征稳定性和溶解性。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、本专利技术的技术方案之一在于，提供一种含薁稠环芳烃，该稠环芳烃的结构式包括：
4、
5、式中，r1-r7选自氢、c1-c12烷基中的一种或多种，选自以下化学基团中的一种：
6、
7、其中，r8-r15选自氢、烷烃基中的一种或多种。
8、作为优选的技术方案，所述的c1-c12烷基选自甲基、异丙基、正己基、正辛基中的一种或多种。
9、本专利技术的技术方案之一在于，提供一种含薁稠环芳烃的制备方法，该方法包括以下步骤：
10、在气体保护下，将炔基薁类化合物和铂催化剂分散于第一溶剂中，反应结束后，分离纯化得到含薁稠环芳烃；
11、所述炔基薁类化合物的结构式包括：
12、
13、作为优选的技术方案，所述方法的反应方程式为：
14、
15、
16、作为优选的技术方案，所述保护的气体包括氮气或氦气。
17、进一步地，所述铂催化剂包括二氯化铂或二(三苯基膦)二氯化铂，所述第一溶剂包括甲苯或1,2-二氯乙烷。
18、进一步地，所述炔基薁类化合物与铂催化剂的摩尔比为1:(0.05-0.2)，所述炔基薁类化合物与第一溶剂的质量/体积比为1g:(0.1-0.15l)。
19、进一步地，所述反应的温度为常压下溶剂回流温度80-100℃，时间为6-12h。
20、作为优选的技术方案，所述分离纯化的方法包括减压除去溶剂、柱层析、干燥、减压旋蒸和重结晶。
21、进一步地，所述炔基薁类化合物的制备方法包括以下步骤：
22、在气体保护下，将薁类化合物、炔基中间体、钯催化剂、碱和水分散于第二溶剂中，偶联反应结束后，分离纯化得到炔基薁类化合物；
23、所述薁类化合物的结构式包括：
24、
25、所述炔基中间体的结构式包括：
26、
27、式中，aj包括硼酸根或硼酸酯基，di为卤素；
28、或者，aj为卤素，di包括硼酸根或硼酸酯基。
29、作为优选的技术方案，所述炔基薁类化合物的制备方法反应方程式为：
30、
31、
32、进一步地，所述钯催化剂包括四(三苯基膦)钯、二(三苯基膦)二氯化钯、醋酸钯、三(二亚苄基丙酮)二钯或[1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯，所述碱选自碳酸钾、碳酸钠、碳酸银中的一种无机碱，所述第二溶剂选自甲苯、四氢呋喃、二氧六环、乙醇中的一种或多种。
33、进一步地，所述薁类化合物、炔基中间体、钯催化剂与碱的摩尔比为(2-3):1:(0.05-0.2):(4-6)，所述炔基中间体、水与第二溶剂的质量/体积比为1g:(0.01-0.02l):(0.04-0.08l)。
34、进一步地，所述偶联反应中加入配体，该配体包括2-二环己基磷-2',4',6'-三异丙基联苯、三环己基膦、2-双环己基膦-2',6'-二甲氧基联苯，用以降低反应壁垒、提高产率，所述炔基中间体与配体的摩尔比为1:(0.1-0.2)。
35、进一步地，所述偶联反应的温度为80-100℃，时间为6-12h。
36、作为优选的技术方案，所述分离纯化的方法包括萃取、干燥、减压浓缩和柱层析。
37、作为优选的技术方案，所述稠环芳烃的r7为氢时，所述偶联反应的反应物炔基中间体的炔基被三甲基硅基(tms)保护，之后产物炔基薁类化合物进一步脱保护，所述炔基薁类化合物的脱保护方法包括以下步骤：
38、三甲基硅炔基薁类化合物和氟化剂溶液分散于第四溶剂，反应结束后，分离纯化得到乙炔基薁类化合物。
39、作为优选的技术方案，所述炔基薁类化合物的脱保护方法反应方程式为：
40、
41、作为优选的技术方案，所述氟化剂包括四丁基氟化铵或氟化钾，所述氟化剂溶液的溶剂包括四氢呋喃或水，浓度为0.5-1.5m，所述第四溶剂采用n,n-二甲基甲酰胺或四氢呋喃。
42、作为优选的技术方案，所述的三甲基硅炔基薁类化合物与氟化剂的摩尔比为1:(8-12)，所述的三甲基硅炔基薁类化合物与第四溶剂的质量/体积比为1:(0.1-0.2)。
43、作为优选的技术方案，所述分离纯化的方法包括萃取、干燥、减压浓缩和柱层析。
44、薁是青蓝色的、非交替共轭的非苯芳香化合物，与萘互为同分异构体。薁是由五元环环戊二烯和七元环环庚三烯并合而成的。通过分子内共振，薁形成了形式上五元环带负电性而七元环带正电性的结构，因此其具有较大的分子内偶极矩(1.08d)。薁作为一种典型的非交替稠环芳烃，由于其具有独特的物理化学性质，包括较低的homo-lumo(前线轨道)能隙和本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种含薁稠环芳烃，其特征在于，该稠环芳烃的结构式包括：
2.一种如权利要求1所述的含薁稠环芳烃的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种含薁稠环芳烃的制备方法，其特征在于，所述铂催化剂包括二氯化铂或二(三苯基膦)二氯化铂，所述第一溶剂包括甲苯或1,2-二氯乙烷。
4.根据权利要求2所述的一种含薁稠环芳烃的制备方法，其特征在于，所述炔基薁类化合物与铂催化剂的摩尔比为1:(0.05-0.2)，所述炔基薁类化合物与第一溶剂的质量/体积比为1g:(0.1-0.15L)。
5.根据权利要求2所述的一种含薁稠环芳烃的制备方法，其特征在于，所述反应的温度为80-100℃，时间为6-12h。
6.根据权利要求2所述的一种含薁稠环芳烃的制备方法，其特征在于，所述炔基薁类化合物的制备方法包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种含薁稠环芳烃的制备方法，其特征在于，所述钯催化剂包括四(三苯基膦)钯、二(三苯基膦)二氯化钯、醋酸钯、三(二亚苄基丙酮)二钯或[1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯
8.根据权利要求6所述的一种含薁稠环芳烃的制备方法，其特征在于，所述薁类化合物、炔基中间体、钯催化剂与碱的摩尔比为(2-3):1:(0.05-0.2):(4-6)，所述炔基中间体、水与第二溶剂的质量/体积比为1g:(0.01-0.02L):(0.04-0.08L)。
9.根据权利要求6所述的一种含薁稠环芳烃的制备方法，其特征在于，所述偶联反应中加入配体，该配体包括2-二环己基磷-2',4',6'-三异丙基联苯、三环己基膦、2-双环己基膦-2',6'-二甲氧基联苯，所述炔基中间体与配体的摩尔比为1:(0.1-0.2)。
10.根据权利要求6所述的一种含薁稠环芳烃的制备方法，其特征在于，所述偶联反应的温度为80-100℃，时间为6-12h。
...【技术特征摘要】
1.一种含薁稠环芳烃，其特征在于，该稠环芳烃的结构式包括：
2.一种如权利要求1所述的含薁稠环芳烃的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种含薁稠环芳烃的制备方法，其特征在于，所述铂催化剂包括二氯化铂或二(三苯基膦)二氯化铂，所述第一溶剂包括甲苯或1,2-二氯乙烷。
4.根据权利要求2所述的一种含薁稠环芳烃的制备方法，其特征在于，所述炔基薁类化合物与铂催化剂的摩尔比为1:(0.05-0.2)，所述炔基薁类化合物与第一溶剂的质量/体积比为1g:(0.1-0.15l)。
5.根据权利要求2所述的一种含薁稠环芳烃的制备方法，其特征在于，所述反应的温度为80-100℃，时间为6-12h。
6.根据权利要求2所述的一种含薁稠环芳烃的制备方法，其特征在于，所述炔基薁类化合物的制备方法包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种含薁稠环芳烃的制备方法，其特征在于，所述钯催化剂包括四(三苯基膦)钯...
【专利技术属性】
技术研发人员：辛涵申，郭建文，杜芳鑫，余波，杜鹏程，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：
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