本发明专利技术涉及一种含４，５－乙撑基－２，７－咔唑的共轭聚合物及其制备方法与应用。本发明专利技术通过选择多种共轭芳香单体与４，５－乙撑基－２，７－咔唑单体进行共聚，获得含４，５－乙撑基－２，７－咔唑的共轭聚合物。本发明专利技术所制备的新型含咔唑的共聚物，具有荧光性，对太阳光具有吸收性，因此可应用于制作聚合物发光二极管器件和聚合物太阳电池的活性层。
【技术实现步骤摘要】
,5-乙撑基-2,7-咔唑的共轭聚合物及其制备方法与应用的制作方法
本专利技术涉及一种应用于光电子材料与器件领域的新的聚合物，更具体是涉及一种 ，5-乙撑基-2，7-咔唑的新型共轭聚合物及其制备与应用。自1977年日本科学家白川英树发现聚乙炔导电以来，这种被称为“第四代高分 子”材料的导电聚合物以其突出的光电性能吸引了众多科学家进行研究。导电高分子同具 有相同或相近用途的无机材料相比，具有密度低，易加工，合成选择范围广等优点。由于这 类材料结构的共轭特性，使它能传输电荷，受激发光，从而能够或潜在可能在许多电子或光 电子器件上得到应用，例如包括聚合物发光二极管，光伏打电池，场效应管等。潜在的应用 前景和广泛的应用领域促使科学家竞相研究这类具有光电活性的共轭材料，包括多种共轭 结构的小分子，以及聚乙炔，聚吡咯，聚噻吩，聚苯胺，聚芴，聚咔唑等。研究人员一直在努力 寻求改善和提高聚合物发光二极管，光伏打电池，场效应管性能的方法，材料是最重要的因 素之一。所以许多研究小组一直致力于开发具有高量子效率，色纯度好，长期稳定性好的发 光聚合物，以及可见光范围吸收波段宽、载流子迁移率高的聚合物。要实现这些目标，需要 研制更多的新型共轭聚合物材料。一些新型含咔唑共轭聚合物也引起了研究人员的注目， “大分子”(Macromolecules) 37 (2004) 2442也列举了咔唑共聚物在电致发光方面的应用。 “先进材料” (Adv. Mater.) 19(2007)2295还报导了咔唑共聚物在光伏电池方面的突出表现。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对已有技术存在的缺点，提供，5-乙撑基-2，7-咔唑的共 轭聚合物，具有荧光性，对太阳光具有吸收性，可应用于制作聚合物发光二极管器件的发光 层和聚合物太阳电池的活性层。本专利技术的目的还在于提供所述的，5-乙撑基-2，7-咔唑的共轭聚合物的制备方法。本专利技术的目的还在于提供所述的，5-乙撑基-2，7-咔唑的共轭聚合物在聚合 物发光二极管和聚合物太阳电池中的应用。本专利技术的，5_乙撑基_2，7-咔唑的共轭聚合物具有如下所示的结构 其中，R为C1 C18的烷基；Ar为以下共轭单元中的一种烷基取代的共轭单元， 烷氧基取代的共轭单元，烷基和烷氧基同时取代的共轭单元；0 < χ < 1，0 < y < l，x+y =
技术介绍
1 ;n = 3 1000。Ar共轭单元包括乙烯撑基，乙炔撑基，碳氢原子构成的芳香环，碳氮氢原子构成的 芳香杂环，碳氮氧氢原子构成的芳香杂环，碳硫氢原子构成的芳香杂环，碳硅氢原子构成的 芳香杂环，碳氮硫氢原子构成的芳香杂环，碳硅硫氢原子构成的芳香杂环中的一种或其多 种组合。上述的，5-乙撑基_2，7-咔唑的共轭聚合物的制备方法是将4，5-乙撑基_2， 7-咔唑单体与Ar单体进行共聚制备。所述的，5-乙撑基-2，7-咔唑的共轭聚合物可应用于制备聚合物发光二极管 中的发光层。所述，5-乙撑基-2，7-咔唑的共轭聚合物可应用于制备聚合物太阳能光伏电 池的活性层。将所述，5-乙撑基-2，7-咔唑的共轭聚合物应用于聚合物本体异质结太阳电 池的给体相，其与电子受体材料C6tl或其衍生物、有机电子受体材料或无机纳米晶混合制成 溶液，涂覆在ITO玻璃或缓冲层上，制备成薄膜，然后在其上蒸镀金属制备成器件。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和效果，5-乙撑基_2，7-咔唑的共轭聚合物结构新颖，具有独创性。，5-乙撑 基-2，7-咔唑的共轭聚合物具有多种功能，具有荧光性和高荧光效率，能应用于制作聚合 物发光二极管器件的发光层，对太阳光具有吸收性，能应用于聚合物太阳电池的活性层，有 关太阳电池具有高的能量转换效率。具体实施例方式以下结合具体实施例来对，5-乙撑基-2，7-咔唑的共轭聚合物的制备与应用 作进一步的说明。但本专利技术所要求的保护范围并不局限于实施例所涉及的范围。实施例1:2，7-二溴-4-硝基-9，10-二氢菲的制备，反应式如下 在250毫升单口烧瓶中，加入5毫摩尔2，7_ 二溴_9，10- 二氢菲，用20毫升二氯 甲烷为溶剂，冰水浴冷却下，滴加乙酸2. 5毫升和发烟硝酸2. 5毫升的混合液，反应24小 时，加入稀NaOH水溶液至微碱性，用水洗涤至中性，用二氯甲烷萃取产品，无水硫酸镁干燥 有机相，分离后去除溶剂，用硅胶色谱柱分离提纯得到淡黄色固体。经1HNMR, 13CNMR,和元素 分析测试表明为目标产物2，7- 二溴-4-硝基-9，10- 二氢菲。实施例2:4，5-乙撑基-2，7- 二溴咔唑的制备，反应式如下 在250毫升的两口烧瓶中加入2毫摩尔2，7_ 二溴_4_硝基-9，10- 二氢菲，以及5 毫摩尔的三苯基磷，在惰性气氛下，加入10毫升N-甲基吡咯烷酮为溶剂，加热至190度反 应21小时，将反应液倒入水中，加入二氯甲烷萃取产品，无水硫酸镁干燥有机相，分离后去 除溶剂，用硅胶色谱柱分离提纯得到白色固体。经1HNMR, 13CNMR,和元素分析测试表明为目 标产物4，5-乙撑基-2，7- 二溴咔唑。实施例3 N-烷基-4，5-乙撑基-2，7_ 二溴咔唑的制备，反应式如下 以制备N-甲基-4，5-乙撑基-2，7-二溴咔唑为例予以说明。在100毫升三颈烧 瓶中加入20毫摩尔的4，5-乙撑基-2，7- 二溴咔唑，30毫摩尔氢化钠，以及60毫升四氢呋 喃，激烈搅拌下滴加30毫摩尔碘甲烷，反应24小时，然后滴加60毫升水，再用二氯甲烷萃 取产品，无水硫酸镁干燥有机相，分离后去除溶剂，用硅胶色谱柱分离提纯得到白色固体。 经1HNMR, 13CNMR,和元素分析测试表明为目标产物N-甲基-4，5-乙撑基-2，7- 二溴咔唑。再以制备N-正辛基-4，5-乙撑基-2，7-二溴咔唑为例予以说明。在100毫升三 颈烧瓶中加入20毫摩尔的4，5-乙撑基-2，7- 二溴咔唑，30毫摩尔氢化钠，以及60毫升四 氢呋喃，激烈搅拌下滴加30毫摩尔1-溴辛烷，反应24小时，然后滴加60毫升水，再用二氯 甲烷萃取产品，无水硫酸镁干燥有机相，分离后去除溶剂，用硅胶色谱柱分离提纯得到白色 固体。经1HNMR, 13CNMR,和元素分析测试表明为目标产物N-正辛基-4，5-乙撑基-2，7- 二 溴咔唑。再以制备N-(l-辛基壬基)-4，5_乙撑基-2，7_二溴咔唑为例予以说明。在250毫 升三颈烧瓶中加入2毫摩尔4，5-乙撑基-2，7- 二溴咔唑，以及0. 5克氢氧化钠，之后在惰 性气氛保护下，加入10毫升二甲基亚砜。用5毫升二甲基亚砜溶解3毫摩尔1-辛基壬基 对甲基苯磺酸酯，通过恒压漏斗滴加到三颈烧瓶中，在室温下反应6小时后，倒入100毫升 水中，用石油醚萃取，无水硫酸镁干燥有机相，分离后去除溶剂，用硅胶色谱柱分离提纯得 到白色固体。经1HNMR，13CNMR,和元素分析测试表明为目标产物N-(1-辛基壬基)-4，5-乙 撑基-2，7-二溴咔唑。N-烷基-4，5-乙撑基-2，7-二溴咔唑中的烷基还包括乙基，正己基，2-乙基己 基，正十二烷基等，但不仅限于此。实施例4 N-烷基-4，5-乙撑基-2，7-双-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2- 二氧杂戊硼烷_2_基) 咔唑的制备，反应式本文档来自技高网...
【技术保护点】
含４，５－乙撑基－２，７－咔唑的共轭聚合物，其特征在于具有如下结构： ＊＊＊ 其中，Ｒ为Ｃ↓［１］～Ｃ↓［１８］的烷基；Ａｒ为烷基取代的共轭单元、烷氧基取代的共轭单元或烷基和烷氧基同时取代的共轭单元中的一种；０＜ｘ≤１，０≤ｙ＜１，ｘ＋ｙ＝１；ｎ＝３～１０００。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈军武，张晨，曹镛，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]
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