[发明专利]聚芴/聚对二乙烯基苯的设计及其合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新的共轭聚合物-聚芴/聚对二乙烯基苯的设计及其合成方法。

背景技术

近年来，对共轭聚合物的研究引起了人们的注意。共轭聚合物的π电子共轭体系，使其成为具有独特电学和光学性能的高分子材料。它不仅具有金属半导体所具有的所有的光学和电学特性，还具备了聚合物所特有的良好的加工性能和力学性能。例如，受激发的电子可以在共轭链通道上离域，使其具有半导体甚至导体的特性；具有离域π电子系统的有机高分子材料可以吸收太阳光，产生并传输光电荷载流子，经溶液加工后可用来研究制作有机太阳能电池；共轭聚合物具有很强的光捕获能力，能够倍增光学响应性，可用来放大荧光传感信号，大大提高检测的灵敏度。近十年来，科学家们对共轭聚合物的物理化学性质进行了深入研究，以基于共轭聚合物的发光二极管、平面显示器、场效应管、太阳能电池为代表的“塑料电子学”已经成为材料领域和高新技术领域的研究热点，同时共轭聚合物与其它学科的交叉仍然在进行中并且有可能产生更具有广阔的应用前景。

由于它们具有独特的电子结构，因此具有一些特殊的性能，例如光电性能，可以制成大面积平面显示器和发光一极管，导电涂层，化学和生物传感器，非线性光学材料，发光材料和电池等。目前合成出来的大部分共轭聚合物分子结构庞大，柔顺性差，无法实现小分子聚合物的共轭，针对这一现状，我们将对二乙烯基苯引入到共轭骨架中，设计合成共轭程度高的小分子共轭聚合物并提高了其柔顺性。

1.改变共轭聚合物庞大的结构特点，在芴的衍生物中中引入对二乙烯基苯，既保证了聚合物的共轭性，又大大减小了共轭聚合物的分子式，增强了共轭聚合物的柔顺性；

2.改变光学性能，例如在芴的衍生物中中引入对二乙烯基苯，起到了荧光信号放大的作用；

3.可以改善聚合物的导电性能。共轭聚合物的π电子共轭体系，使其成为具有独特电学高分子材料。例如，受激发的电子可以在共轭链通道上离域，使其具有半导体甚至导体的特性。

文献报道过的共轭聚合芴，对二乙烯基苯和芴聚合还未有报道，因此我们的工作是将对二乙烯基苯和芴聚合成聚芴/聚对二乙烯基苯并对其作了表征，对产物作了质谱、核磁、红外、紫外、荧光，并对其光电性能作了初步研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的共轭程度高，柔顺性好的芴类高聚物，所合成的聚芴/聚对二乙烯基苯共轭聚合芴具有良好的热稳定性，最大限度的展现了共轭聚合芴良好的蓝光性能和稳定的导电性。可用在有机发光二极管、场效应晶体管、电磁屏蔽、金属防腐、全塑光伏电池、发光化学电池等领域等。

本发明聚芴/聚对二乙烯基苯共轭聚合芴的合成方法和步骤如下：

1)合成2，7-二溴-9，9-二(3′-(N，N′-二甲氨基)丙基)-芴

在惰性气体保护下，将溶有5g 3-二甲基氨基丙基氯的盐酸盐((CH₃)₂N(CH₂)₃Cl·HCl)的有机溶剂滴加到溶有2，7-二溴和8ml一定质量分数的NaOH的反应液中。室温搅拌，反应6小时后，加入水，以溶解所有的盐，萃取，合并有机层，并用一定质量分数的NaOH溶液，水和浓盐水洗涤。洗涤后的溶液用无水MgSO₄干燥，减压过滤，旋蒸蒸除溶剂，得到黄色固体粗产物，将粗产品用甲醇/水重结晶，得到白色晶体。2)合成对二溴二甲苯

在惰性气体保护下将N-溴代琥珀酰亚胺(NBS)，引发剂，加入对二甲苯和溶剂中。室温搅拌搅拌，以溶解所有的固体。油浴加热回流，反应6小时后，过滤，洗涤沉淀，冷却后析出白色固体，重结晶，得到白色针状结晶。

3)合成对二溴二甲苯的季磷盐

在惰性气体保护下将，将步骤2)得到的对二溴二甲苯和三苯基磷，加入有机溶剂溶解，160℃油浴条件下加热回流10小时，趁热过滤，洗涤沉淀，得到白色粉末状固体。

4)合成对二乙烯基苯

将步骤3)得到的对二溴二甲苯的季磷盐加入到有机溶剂和40％HCHO溶液。控制温度，搅拌，同时向反应溶液中逐滴滴加一定质量分数的NaOH溶液，并控制滴加速率。搅拌反应物过夜，停止反应。萃取并洗涤产物，加入无水MgSO₄干燥过夜。减压蒸除溶剂，得到白色针状固体。

5)合成聚芴/聚对二乙烯基苯