支链聚噻吩衍生物及其制备方法和用途技术

本发明专利技术涉及共轭聚合物材料，特别地涉及新型噻吩衍生物，以及该类共轭聚合物的制备方法和用途。所述本发明专利技术共轭聚合物具有较高的载体迁移率和较低的能隙。所述聚合物可用于有机电致发光器件、有机热致色变元件、有机场效应晶体管、聚合物太阳能电池等中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及共轭聚合物材料，特别涉及具有含有二价噻吩并基团的共轭支链的聚噻吩衍生物，以及该类共轭聚合物的制备方法和用途。
技术介绍
共轭聚合物，包括噻吩及其衍生物(PTs)、聚苯乙烯撑及其衍生物(PPVs)、聚对苯撑及其衍生物(PPPs)以及杂环芳烃的聚合物。由于具有一定的光电活性，所以在光电领域得到了广泛的应用，尤其是在有机聚合物太阳能电池和场效应晶体管中有广泛的应用前景。报导的文献有(l)Liu, J. ；Kadnikova,E. N. ；Liu, Y. ；McGehee,M. D. ；Frechet, J. M. J., J. Am. Chem. Soc.，2004，126 :6550 6551 ；及(2) Ong, B. S. ；Wu, Y. ；Liu, P. ；Gardner, S.， J. Am. Chem. Soc.，2004，126 :3378 3379等。人们通过修饰噻吩支链等来拓宽其吸收，通过在主链中弓I入稠环芳香单元来提高其空穴迁移率。例如，Hou等通过将共轭支链噻吩单元引入到体系中，得到了一系列宽吸收的聚噻吩衍生物。经过这种修饰后，聚合物在可见光区域的吸收得到明显拓宽，降低了能隙。用此种聚合物制得的太阳能电池的效率明显提高，报导的文献有(I)Jianhui Hou, Zhan' ao Tan, YongYan, Youjun He, Chunhe Yang, and Yongfang Li.J. Am. Chem. Soc. ,2006,128, 4911 4916 ；及(2)Jianhui Hou, Lijun Huo, Chang He, Chunhe Yang, Yongfang Li, Macromolecules,2006,39 :594-603.等。Martin等人将稠环噻吩单元引入到聚合物主链中，通过这种修饰提高了聚合物的电荷载流子迁移率，用此种聚合物制得的场效应晶体管的性能得到明显改善(Martin Heeney，Clare Bailey, Kristijonas Genevicius, Maxim Shkunov, David Sparrowe, Steve Tierney, and Iain McCulloch. J. Am. Chem. Soc. , 2005, 127，1078 1079)。尽管在现有技术提到了一些化合物在光电领域得到了广泛的应用，但是仍有需求改善基于光电池(特别地，在有机场效晶体管和聚合物太阳电池)领域中的球壳状碳分子 (fullerene)的电荷移动和对于给体的光吸收。
技术实现思路
因此，本专利技术提供了一系列如下所述的聚合物，这些聚合物改善了基于光电池 (特别地，在有机场效应晶体管和聚合物太阳能电池)领域中的球壳状碳分子(fullerene) 的电荷移动和对于给体的光吸收。本专利技术的一个目的是提供一种由下式(I)重复单元(recurring unit)聚合得到的聚合物，或由下式(I)和下式(II)重复单元聚合得到的聚合物，所述聚合物表示为下式 ⑵权利要求1.由下式(I)重复单元聚合得到的聚合物，或由下式(I)和下式(II)重复单元共聚得到的聚合物，所述聚合物表示为下式(P)2.根据权利要求1的聚合物，其中元素周期表中IIIA，IVA，VA或VIA中的原子选自B， Si, Sn, N, 0，S 禾口 Se。3.根据权利要求1或2的聚合物，其中基团R1，彼此相同或不同，独立地代表取代或未取代的共轭烯属不饱和基团，其具有2-40个碳原子。4.根据权利要求1-3任一项所述的聚合物，其中基团R1，彼此相同或不同，独立地代表取代或未取代的，共轭二价基团，其选自二价亚乙烯基基团、二价亚丁二烯基基团、二价亚己三烯基基团、二价亚辛四烯基基团、二价亚癸五烯基基团、二价亚六烯十二碳基基团、 二价亚七烯十四碳基基团、二价亚八烯十六碳基基团、二价亚九烯十八碳基基团、二价亚十烯二十碳基基团、二价亚十烯二十碳基基团、二价亚十二烯二十四碳基基团、二价亚十三烯二十六碳基基团、二价亚十四烯二十八碳基基团、二价亚十五烯三十碳基基团、二价亚十六烯三十二碳基基团、二价亚十七烯三十四碳基基团、二价亚十八烯基三十六碳基团、二价亚十九烯三十八碳基基团和二价亚二十烯四十碳基基团。5.根据权利要求1-4任一项所述的聚合物，其中R1，彼此相同或不同，独立地代表取代或未取代的共轭亚乙烯基，二价亚丁二烯基基团或二价亚己三烯基基团。6.根据权利要求1-5任一项所述的聚合物，其中R2至R11，彼此相同或不同，独立地表示-氢原子-取代或未取代的烷基，其具有1-6碳原子， -取代或未取代的烷氧基，其具有1-6碳原子， -取代或未取代的芳基，其具有6-8碳原子， -取代或未取代的环烷基，其具有3-8碳原子，-取代或未取代的杂环基，其具有5-8碳原子，其中包含的杂原子T选自B，Si，Sn, N， 0，S 禾口 Se ；-取代或未取代的杂芳基基团，其具有5-10碳原子，-取代或未取代的芳烷基基团，其中芳基部分具有6-8碳原子，其中烷基部分具有1-6 碳原子，-取代或未取代的芳氧基，其具有6-8碳原子。7.根据权利要求1-6任一项所述的聚合物，其中杂原子M代表S或义。8.根据权利要求1-7任一项所述的聚合物，其中m等于1。9.根据权利要求1-8任一项所述的聚合物，其中式(I)中R2至R11至少之一选自-烷基基团，例如甲基，乙基，异丙基，叔-丁基，正-辛基，正-癸基，或正-十六烷基； -环烷基基团，例如环丙基，环戊基，或环己基； -烯基基团，例如乙烯基，烯丙基，2-丁烯基，或3-戊烯基； -炔基基团，例如炔丙基或3-戊炔基， -芳基基团，例如苯基，邻-甲基苯基，萘基，或蒽基；-氨基基团，例如氨基，甲基氨基，二甲基氨基，二乙基氨基，二苄基氨基，二苯基氨基， 或二甲苯基氨基；-烷氧基基团，例如甲氧基，乙氧基，丁氧基，或2-乙基己氧基；-芳氧基基团，例如苯氧基，I"萘氧基，或2-萘氧基；-杂芳氧基基团，例如吡啶基氧基，吡唑基氧基，嘧啶基氧基，或喹啉基氧基；-酰基基团，例如乙酰基，苯甲酰基，甲酰基，或新戊酰；-烷氧基羰基基团，例如甲氧基羰基或乙氧基羰基；-芳氧基羰基基团，例如苯氧基羰基；-酰基氧基基团，例如乙酰氧基或苯甲酰基氧基；-酰基氨基基团，例如乙酰基氨基或苯甲酰基氨基；-烷氧基羰基氨基基团，例如甲氧基羰基氨基；-芳氧基羰基氨基基团，例如苯氧基羰基氨基；-磺酰基氨基基团，例如甲磺酰基氨基或苯磺酰基氨基；-氨磺酰基团，例如氨磺酰基，甲基氨磺酰基，二甲基氨磺酰基，或苯基氨磺酰基；-氨基甲酰基团，例如氨基甲酰基，甲基氨基甲酰基，二乙基氨基甲酰基，或苯基氨基甲-烷基硫代基团，例如甲基硫代或乙基硫代； -芳基硫代基团，例如苯基硫代；-杂芳基硫代基团，例如吡啶基硫代，2-苯并咪唑硫代，2-苯并〃恶唑基硫代，或2-苯并噻唑硫代；-磺酰基基团，例如甲磺酰基或甲苯磺酰基； -亚硫酰基基团，例如甲烷亚硫酰基或苯亚硫酰基； -脲基基团，例如脲基，甲基脲基，或苯基脲基； -磷酸酰胺基团； -羟基基团； -巯基基团；-卤素原子，例如氟原子，氯原子，溴原子，或碘原子；-氰基基团；-磺基基团；-羧基基团；-硝基基团；-异羟肟酸基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何有军，赵光金，李永舫，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：