[发明专利]可溶性四烷基酞菁化合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于光电子材料和信息技术领域，涉及可溶性四烷基酞菁化合物及其制备方法。

技术背景

酞菁化合物一问世，便以其独特的颜色、低廉的生产成本、优异的稳定性及着色性，受到世人的关注。迄今酞菁环(Pc)可与70种元素进行络合，酞菁环(Pc)周围边的四个苯环可以被许多原子或基团取代。这些特点使得酞菁化合物具有丰富的化学结构和物理性质。酞菁化合物的应用领域已涉及到化学传感器中的灵敏器件、电致发光器件、光伏材料、高迁移率材料、光盘信息记录材料、电子照相材料、液晶显示材料、非线性光学材料和燃料电池中的电催化材料等等。近年来尤其在信息显示、集成电路、光伏电池和传感器等方面具有应用前景，是国际学术界和产业界研究和开发的热点领域。美国专利5,969,376公开了采用平面的金属酞菁(酞菁铜(CuPc)，酞菁锌(ZnPc)，酞菁锡(SnPc))作为半导体层的p-沟道有机薄膜晶体管；美国化学会志(J.Am.Chem.Soc.，1998，120，207-208)报道了采用平面的金属酞菁(十六氟代金属酞菁(F₁₆MPc)，十六氯代酞菁铁(Cl₁₆FePc)，八氰基取代酞菁铜((CN)₈CuPc))作为半导体层的n-沟道有机薄膜晶体管；2006年应用物理快报(Appl.Phys.Lett.，2006，89，163516)报道了采用平面的金属酞菁(十六氯代酞菁铜(Cl₁₆CuPc))的n-沟道有机薄膜晶体管；中国专利02129458.5公开了采用非平面的金属酞菁(酞菁氧钛(TiOPc)，酞菁氧钒(VOPc))的p-沟道有机薄膜晶体管；中国专利200710055258.1公开了采用轴向取代酞菁化合物的有机薄膜晶体管；先进材料(Adv.Mater.，2005，17，66-71)报道了采用酞菁铜作为给体材料的有机太阳能电池，其能量转化效率达到5％，但上述材料均采用真空蒸镀的加工方法来制备有机半导体层，工艺方法相比于溶液加工方法复杂，条件苛刻，成本高，为进一步满足有机电子器件发展的需要和发挥有机半导体材料的优势，制备可溶液加工的酞菁化合物是材料和技术发展的必然要求。

发明内容

考虑到酞菁化合物优异的光电性质，本发明的目的之一是提供可溶性四烷基酞菁化合物；本发明的目的之二是提供可溶性四烷基酞菁化合物的制备方法。

本发明在保持酞菁化合物的光电性质的前提下，通过在酞菁环(Pc)周围边的四个苯环上引入烷基取代基提高酞菁化合物的溶解性，所提供的可溶性四烷基酞菁化合物在二氯甲烷，三氯甲烷和四氢呋喃等常用有机溶剂中具有良好的溶解性。

本发明提供的可溶性四烷基酞菁化合物，其表达式为ML_xPc-4Rn，其结构通式如下：

结构通式中，Rn代表直链或支化链的烷烃，n代表直链或支化链的烷烃的数目，n为4-18的整数；Rn的取代位置在2或3位中的任一位置，9或10位中的任一位置，16或17位中的任一位置，23或24位中的任一位置；M代表二价或二价以上的中心配体，M为镁(Mg)，铝(Al)，硅(Si)，钛(Ti)，钒(V)，锰(Mn)，铁(Fe)，钴(Co)，镍(Ni)，铜(Cu)，锌(Zn)，镓(Ga)，铟(In)或锡(Sn)；L代表轴向配体，其为氯(Cl)、氟(F)或氧(O)，L与中心配体M连接；X代表L的数目，X为0-2的整数。

本发明提供的可溶性四烷基酞菁化合物优选为：