[发明专利]环戊二烯(2,1-b:3,4-b′)二噻吩-噻吩并[3,4-b]吡嗪共轭聚合物及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种环戊二烯(2，1-b：3，4-b′)二噻吩-噻吩并[3，4-b]吡嗪共轭聚合物，其通式为下述(I)：

其中，x+y＝1，0.5≤x＜1；n为1～200之间的整数；R₁为C₁～C₂₀的烷基；R₂、R₃为相同或不相同的基团，该基团选自-H、C₁～C₂₀的烷基、C₁～C₂₀的烷氧基或是下述结构单元中的一种：

2.根据权利要求1所述的环戊二烯(2，1-b：3，4-b′)二噻吩-噻吩并[3，4-b]吡嗪共轭聚合物，其特征在于：所述的R₅、R₆为相同或不相同的基团，该基团选自C₁～C₂₀的烷基；R₇为C₁～C₂₀的烷基；R₈为C₁～C₂₀的烷基。

3.一种如权利要求1或2所述的环戊二烯(2，1-b：3，4-b′)二噻吩-噻吩并[3，4-b]吡嗪共轭聚合物的制备方法，包括如下工艺步骤：

1)将二酮类化合物与3，4-二胺基噻吩·氯化氢进行脱水反应得2，3-双取代-噻吩并[3，4-b]吡嗪；

2)将N-溴代丁二酰亚胺与2，3-双取代-噻吩并[3，4-b]吡嗪进行溴化反应得5，7-二溴2，3-双取代-噻吩并[3，4-b]吡嗪目标单体；

3)在无氧的条件下，将4，4-二烷基-2，6-双三甲基锡-环戊二烯(2，1-b：3，4-b′)二噻吩、4，4-二烷基-2，6-二溴-环戊二烯(2，1-b：3，4-b′)二噻吩和步骤(2)制备的5，7-二溴2，3-双取代-噻吩并[3，4-b]吡嗪目标单体加入有机溶剂中进行聚合反应得环戊二烯(2，1-b：3，4-b′)二噻吩-噻吩并[3，4-b]吡嗪共轭聚合物。

4.根据权利要求3所述的环戊二烯(2，1-b：3，4-b′)二噻吩-噻吩并[3，4-b]吡嗪共轭聚合物的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的脱水反应是将二酮类化合物与3，4-二胺基噻吩·氯化氢按摩尔比为1∶0.1～10在无水乙醇中于0～78℃下反应1～24h；

所述的脱水反应的反应溶液是甲醇、乙醇、乙酸乙酯或水；

所述的脱水反应还添加有三乙胺或碳酸钠催化剂，三乙胺或碳酸钠的添加量与3，4-二胺基噻吩·氯化氢按摩尔比为1∶2～50，其中，碳酸钠是先配制成溶液再加入反应体系中，其溶液浓度为0.1～2mol/L。

5.根据权利要求3所述的环戊二烯(2，1-b：3，4-b′)二噻吩-噻吩并[3，4-b]吡嗪共轭聚合物的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的NBS与2，3-双取代-噻吩并[3，4-b]吡嗪添加量的摩尔比为1∶0.1～10；

所述的溴化反应条件是温度为0～70℃，时间为1～48小时；

所述的溴化反应的反应溶液是氯仿和乙酸的混合液、四氢呋喃或N，N-二甲基甲酰胺；其中，氯仿和乙酸混合液中的氯仿与乙酸的体积比为1∶0.1～10。

6.根据权利要求3所述的环戊二烯(2，1-b：3，4-b′)二噻吩-噻吩并[3，4-b]吡嗪共轭聚合物的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述的聚合反应是将4，4-二烷基-2，6-双三甲基锡-环戊二烯(2，1-b：3，4-b′)二噻吩、4，4-二烷基-2，6-二溴-环戊二烯(2，1-b：3，4-b′)二噻吩和5，7-二溴2，3-双取代-噻吩并[3，4-b]吡嗪按摩尔比为m∶p∶q溶于有机溶剂中，并在40～110℃反应24～72小时，其中m＝p+q，且m＞p≥0；

所述的聚合反应还添加有催化剂，其添加量与4，4-二烷基-2，6-双三甲基锡-环戊二烯(2，1-b：3，4-b′)二噻吩按摩尔比为0.05～50％。