[发明专利]一种共轭主链掺杂的折线型水溶性聚芳撑乙炔及其制备方法

权利要求书

1. 一种共轭主链掺杂的折线型水溶性聚芳撑乙炔，其特征在于具有如下分子式：

其中，R和两个炔基分别位于苯环的三个间位上；

Ar为苯基、9，9二取代芴基中的一种；

Ar’为苯并噻二唑基团、苯并硒二唑基团中的一种；

聚合度n为大于1的自然数， 0.7≤x＜1， 0＜y≤0.3 ，且x + y = 1；

R，R’，R”分别选自氢原子H、R₁R₂R₃R₄N⁺或R₅基团中的任一种；其中R₁，R₂，R₃，R₄，R₅分别为烷基、烷氧基、酯基基团中的一种。

2. 根据权利要求1所述的共轭主链掺杂的折线型水溶性聚芳撑乙炔，其特征在于：

a.  当Ar’为苯并噻二唑基团时，其中两种典型的结构如下：

a1. Ar为苯基时，两个炔基分别位于Ar的C₁和C₄位上，R’和R”分别位于苯基的C₂和C₅位上，都为氢原子H，R的结构是R₁R₂R₃R₄N⁺，R₁为烷氧基，R₂、R₃和R₄均为烷基，或R的结构是R₁R₂R₃R₄N⁺，R₁为酯基，R₂、R₃和R₄均为烷基，其结构式如下：

结构Ⅰ

a2. 当Ar为9，9二取代芴基时，Ar的两个炔基分别位于芴的2，7位上，R’和R”均位于芴基的9位上，R’和R”的结构相同，均为R₁R₂R₃R₄N⁺，R₁、R₂、R₃和R₄均为烷基；R的结构是R₁R₂R₃R₄N⁺，R₁为烷氧基，R₂、R₃和R₄均为烷基，或R的结构是R₁R₂R₃R₄N⁺，R₁为酯基，R₂、R₃和R₄均为烷基，其结构式如下：

结构Ⅱ

b.  当Ar’为苯并硒二唑基团时，其中两种典型的结构如下：

b1. Ar为苯基时，两个炔基分别位于Ar的1、4位上，R’和R”分别位于苯基的2、5位上，都为氢原子H，R的结构是R₁R₂R₃R₄N⁺，R₁为烷氧基，R₂、R₃和R₄均为烷基，或R的结构是R₁R₂R₃R₄N⁺，R₁为酯基，R₂、R₃和R₄均为烷基，其结构式如下：

结构 Ⅲ

b2. 当Ar为9，9二取代芴基时，Ar的两个炔基分别位于芴的2，7位上，R’和R”均位于芴基的9位上，R’和R”的结构相同，均为R₁R₂R₃R₄N⁺，R₁、R₂、R₃和R₄均为烷基。

3.R的结构是R₁R₂R₃R₄N⁺，R₁为烷氧基，R₂、R₃和R₄均为烷基，或R的结构是R₁R₂R₃R₄N⁺，R₁为酯基，R₂、R₃和R₄均为烷基，其结构式如下：

结构 Ⅳ

一种如权利要求1或2所述的共轭主链掺杂的折线型水溶性聚芳撑乙炔的制备方法，其特征在于采用有机金属催化的Sonogashira聚合反应，通过A+B + C的三组分聚合的方法先合成中性共轭聚合物，其中，A为间二碘苯及其衍生物，B为二炔基取代的含苯基、9，9二取代芴基单体，C为掺杂的二炔基取代杂环芳基单体，单体B和C的物质的量之和等于单体A的物质的量，且C的物质的量小于或等于A物质的量的30%，制备得到的中性聚合物再通过季铵化反应得到共轭主链掺杂的折线型水溶性聚芳撑乙炔。