[发明专利]应用于OFET的一类联五元环聚合物及合成工艺

说明书

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一类以联五元环为结构单元的聚合物及合成工艺。

背景技术：

近年来，有机薄膜场效应晶体管（OFET）取得了很大的发展，离不开其下述的主要优点：（1）有机薄膜的膜技术更多，更新。传统的技术如光刻、真空蒸发等因为设备复杂、成本昂贵而逐渐被改善。现在研究人员正致力于溶液沉积技术以及和其他非真空技术结合在一起的器件制各技术的研究，并取得了很大的进展。(2)OFET可以作成大面积的器件，如智能卡、识别卡、液晶显示器的驱动器等，而无机场效应管因受单晶硅晶体尺寸的限制而多采用无定型硅和多晶硅，但制各过程中需要的高温使得它不能构筑在聚合物基底上。(3)以有机聚合物制成的有机场效应晶体管，其电性能可通过对有机分子结构进行适当的修饰(在分子链上接上或截去适当的原子和基团)而改变材料的各种性能。同时，通过化学或电化学掺杂，有机聚合物的电导率能够在绝缘体到良导体这样一个很宽的范围内变动。因此，通过掺杂或修饰技术，可以获得理想的导电聚合物。(4)有机物易于获得，有机场效应管的制作工艺也更为简单(它并不要求严格地控制气氛条件，也无苛刻的纯度要求)，因而能有效地降低器件的成本。(5)全部由有机材料制备的所谓“全有机”的场效应晶体管呈现出非常好的柔韧性，一些的研究表明：对器件进行适度的扭曲或弯曲，器件的电性有显著的改变。良好的柔韧性进一步拓宽了有机场效应晶体管的使用范围。因此，与无机场效应晶体管相比，有机场效应晶体管具有更广阔的发展潜力和应用领域，具有更好的市场前景。利用有机场效应晶体管可以制作出各科，性能优越的智能卡、液晶显示器驱动、各种一次性存储装置和计算机外围显示控制的开关阵列等等。同时，利用有机场效应晶体管反过来还可以研究有机半导体材料本身的电性能(电导率、载流子迁移率等等)，从而为合成性能更好的有机半导体材料提供依据。尤其是近几年来高性能、多功能OFET以及光电集成电子器件等的出现，使OFET的研究取得了突破性的进展，成为一个十分活跃的热点。

但这种器件目前尚未能走出实验室的范畴，尚存在许多缺点和问题：(1)有机薄膜晶体管的开关速度不稳，在晶体管的内部可能发生摆动，从而使各种信息滞后。（2）大多数有机材料其迁移率都很小，与无定形硅的迁移率相比小的多,其导电性并不尽如人意。(3)有机半导体材料大多数为P形，n型的较少，材型过于单一，也限制了场效应管的进一步发展。(4)有机半导体材料大多数难溶，也不易熔化，这就意味着在制作薄膜器件的时候，不能像制作塑料薄膜那样采用简单的喷涂技术，只能采用复杂的蒸镀技术。针对以上几个问题，本专利设计了一类应用于OFET的新型的以联五元环为结构单元的聚合物。

发明内容：

本发明的技术方案是：应用于OFET的一类联五元环聚合物，该化合物通过在外围引入非对称的强给电子基团与强极性的吸电子基团，并选择新型的联五元环为中心，极大地增强了分子的共轭性。所述的染料分子具有通式（1）如下：

其中，R为为1-18的整数；m为10-50正整数。

本发明的另一目的是提供该类材料的合成工艺，该方法中制备上述通式(1)的工艺步骤：

（1）将一定量的2,5-二溴苯胺溶解在适量的冰醋酸中，并滴加几滴浓硫酸。然后逐滴滴加NaNO₂的水溶液。在0℃搅拌一段时间然后逐滴滴加尿素的水溶液，使过量的NaNO₂完全反应。再逐滴滴加KI的水溶液，反应一段时间后萃取，柱层析得到一定量的产物Ａ。

（2）将适量的步骤（1）中产物A与通式(1)中的含端炔基的R分子的衍生物按照摩尔比为1:1-1.5的比例混合，溶于适量的四氢呋喃与三乙胺的混合溶液中，通氩气超声一段时间，加入适量的催化剂三基膦二氯化钯或碘化亚铜。常温反应一段时间后柱层析分离提纯得到产物B，其结构通式如（2）所示：

（3）将适量的步骤（2）中的产物B溶于一定量的1,4-二氧六环中，通氩气超声1小时，然后加入适量的对苯二酚，Cs₂CO₃，CsF，Pd₂(dba)₃，P(tBu)₃升温至一定温度搅拌反应。柱层析分离提纯得到产物C，其结构通式如（3）所示：