【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及酸致荧光变色聚合物半导体材料，尤其涉及一种具有酸致荧光变色功能的二萘并[1,2-a:1’,2’-h]蒽二酰亚胺与氮杂对醌二甲烷的共轭聚合物及其制备方法和酸致荧光变色。
技术介绍
1、多环芳香烃酰亚胺共轭聚合物具有优异的光热稳定性和可调控的光电性质，具有出色的半导体材料属性，在有机电子学领域引起人们的广泛重视。如何赋予这类材料刺激响应性能，发展智能半导体材料成为近年共轭聚合物研究的一个热点。
2、酸致荧光变色是指在外界酸刺激下，材料荧光颜色发生明显改变的性能特征。具有这种特性的材料在光学记录、分子传感、分子开关和发光器件等领域有重要的潜在应用价值。因此，多环芳香烃酰亚胺共轭聚合物的酸致荧光变色性能的开发将有助于拓宽这类材料的应用领域和提升材料应用的价值。二萘并[1,2-a:1’,2’-h]蒽二酰亚胺有别于经典的萘二酰胺和苝二酰亚胺，其共轭芳核为并七苯，分子结构独特且尚未被开发。氮杂对醌二甲烷衍生材料是一类新兴的醌式共轭半导体材料，目前开发的较少。其共轭环上存在可质子化与去质子化的氮原子，因此，具有表现出酸致荧光变色性能的分子结构基础。另外，多环芳香烃酰亚胺共轭聚合物或氮杂对醌二甲烷共轭聚合物目前通常采用过渡金属催化的偶联反应获得，合成方法较繁琐且需要昂贵的贵金属催化剂。开发非过渡金属催化方法合成上述共轭聚合物具有重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术开发了一种新颖的二萘并[1,2-a:1’,2’-h]蒽二酰亚胺结构单元，并通过非过渡金属催化方法形成主链兼有
2、本专利技术的目的是通过以下的技术方案实现的：
3、本专利技术涉及二萘并[1,2-a:1’,2’-h]蒽二酰亚胺与氮杂对醌二甲烷的共轭聚合物，所述聚合物如式(ⅰ)所示：
4、
5、式中r1、r2为c1～c30直链烷基或支链烷基，n≥1。
6、二萘并[1,2-a:1’,2’-h]蒽二酰亚胺与氮杂对醌二甲烷的共轭聚合物的制备方法，包括如下步骤：
7、a、在氩气气氛中，将单体m1、单体m2、碳酸钾、四丁基溴化铵以及有机溶剂投入到反应管中，除氧后升温反应，反应结束后用甲醇和水清洗，真空干燥后得到聚合物前体；
8、b、在氩气气氛中，将聚合物前体、溴代烃，碳酸钾及其有机溶剂投入到反应管中除氧后升温反应，反应结束后索氏提取进行提纯，真空干燥获得基于二萘并[1,2-a:1’,2’-h]蒽二酰亚胺与氮杂对醌二甲烷的共轭聚合物。
9、所述单体m1的结构式如式(ⅱ)：
10、
11、式中r1为c1～c30直链烷基或支链烷基。
12、所述单体m2的结构式如式(ⅲ)所示：
13、
14、所述单体m1具体制备步骤为：
15、(1)首先参考文献(doi/10.1002/asia.201600638，hexa-peri-hexabenzocoronene with different acceptor units for tuning optoelectronicproperties)，以4-溴萘酐为原料合成反应得到中间化合物a，其结构式如下：
16、r1为c1～c30直链烷基或支链烷基；
17、(2)中间化合物b，为商品化药品(购于韶远科技(上海)有限公司)，不需合成。其结构式如下：
18、
19、(3)在氩气气氛中，将中间化合物b、中间化合物a、钯催化剂、无机碱、水与有机溶剂乙醇和甲苯加至反应瓶中，除氧后保温反应一段时间，反应结束后萃取，再进行硅胶层析柱提纯，真空干燥后得到中间化合物c；其结构式如下：r1为c1～c30直链烷基或支链烷基；
20、(4)优选地，所述中间化合物b与中间化合物a的摩尔比为1:2～1:3。
21、(5)优选地，所述钯催化剂为四(三苯基膦)钯。
22、(6)优选地，所述钯催化剂与中间化合物b的摩尔比为0.05～0.2:1。
23、(7)优选地，所述无机碱为碳酸钾。
24、(8)优选地，所述无机碱与中间化合物b的摩尔比为3～6:1。
25、(9)优选地，所述反应温度为80～110℃。
26、(10)中间化合物d为商品化药品(购于上海毕得医药科技股份有限公司)，不需合成。其结构式如下：
27、
28、(11)在氩气气氛中，将中间化合物c、中间化合物d、钯催化剂、碘化亚铜与适量有机溶剂三乙胺和四氢呋喃加至反应瓶中，除氧后60℃，反应结束后萃取，再进行硅胶层析柱提纯，将真空干燥后得到的白色固体、三氟甲磺酸和有机溶剂甲苯加至反应瓶中，除氧后加热至90℃，反应结束后用硅胶层析柱提纯，真空干燥后得到单体m1。
29、(12)优选地，所述中间化合物c与中间化合物d的摩尔量份数比为1:2～4。
30、(13)优选地，所述钯催化剂为二(三苯基膦)二氯化钯。
31、(14)优选地，所述钯催化剂与中间化合物c的摩尔量份数比为0.05～0.1:1。
32、(15)优选地，所述碘化亚铜与中间化合物c的摩尔量份数比为0.05～0.1:1。
33、(16)优选地，所述三氟甲磺酸与中间化合物c的摩尔量份数比为0.6～1:1。
34、(17)单体m2为商品化合物(购于上海毕得医药科技股份有限公司)，不需要合成。
35、所述步骤中涉及的药品：钯催化剂、铜催化剂、碳酸钾、有机溶剂、4-溴萘酐、三氟乙酸、四丁基溴化铵均为本领域市售商品，直接购买，不需合成。
36、步骤a中，所述单体m1与单体m2摩尔量份数比为1:0.95～1.05。
37、步骤a中，所述无机碱优选为碳酸钾。
38、步骤a中，所述碳酸钾与单体m1的摩尔量份数比优选为3～6:1。
39、步骤a中，所述四丁基溴化铵与单体m1的摩尔量份数比优选为1:5～10。
40、步骤a中，所述有机混合溶剂优选为n,n-二甲基甲酰胺与氯仿。
41、步骤a中，所述反应温度优选为为90～100℃。
42、步骤a中，所述反应时间优选为24～48h。
43、步骤b中，所述溴代烃与聚合物前体的摩尔量份数比优选为6～10:1。
44、步骤b中，所述无机碱优选为碳酸钾。
45、步骤b中，所述无机碱与聚合物前体的摩尔量份数比优选为10～20:1。
46、步骤b中，所述反应温度优选为100～120℃。
47、步骤b中，所述反应时间优选为36～48h。
48、步骤b中，所述索氏提取采用的溶剂优选为甲醇、石油醚、甲苯和氯仿。
49、本专利技术提供了上述技术方案所述的基于二萘并[1,2-a:1’,2’-h]蒽二酰亚胺与氮杂对醌二本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种二萘并[1,2-a:1’,2’-h]蒽二酰亚胺与氮杂对醌二甲烷的共轭聚合物，其特征在于，所述聚合物的结构式如式(Ⅰ)所示：
2.如权利要求1所述的二萘并[1,2-a:1’,2’-h]蒽二酰亚胺与氮杂对醌二甲烷的共轭聚合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述单体M1具体制备步骤为：
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤a中，所述单体M1与单体M2摩尔量份数比为1:0.95～1:1.05；所述无机碱为碳酸钾；所述无机碱与单体M1份数比为3～6:1；所述四丁基溴化铵与单体M1份数比为1:5～10；所述有机混合溶剂为N,N-二甲基甲酰胺和氯仿；所述反应温度为90～100℃；所述反应时间为24～48h。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤b中，所述的溴代烃为C1～C30直链烷基或支链烷基溴代烃；溴代烃与聚合物前体份数比为6～10:1，所述无机碱为碳酸钾；所述无机碱与聚合前体份数比为8～20:1；所述反应温度为100～120℃；所述反应时间为36～48h
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤a所述有机混合溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺和氯仿。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤b所述索氏提取采用的溶剂依次为甲醇、石油醚、甲苯和氯仿。
8.如权利要求1所述的二萘并[1,2-a:1’,2’-h]蒽二酰亚胺与氮杂对醌二甲烷的共轭聚合物作为酸致荧光变色共轭聚合物材料的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种二萘并[1,2-a:1’,2’-h]蒽二酰亚胺与氮杂对醌二甲烷的共轭聚合物，其特征在于，所述聚合物的结构式如式(ⅰ)所示：
2.如权利要求1所述的二萘并[1,2-a:1’,2’-h]蒽二酰亚胺与氮杂对醌二甲烷的共轭聚合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述单体m1具体制备步骤为：
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤a中，所述单体m1与单体m2摩尔量份数比为1:0.95～1:1.05；所述无机碱为碳酸钾；所述无机碱与单体m1份数比为3～6:1；所述四丁基溴化铵与单体m1份数比为1:5～10；所述有机混合溶剂为n,n-二甲基甲酰胺和氯仿；所述反应温度为90～100℃；所述反...
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。