[发明专利]含极性取代基团S,S-二氧-二苯并噻吩单体及其水/醇溶性聚合物与应用

权利要求书

1.一类含极性取代基团S,S-二氧-二苯并噻吩单体，其特征在于化学结构式为

式中，R为氢；或-(CH₂)_nX，n=1～30；X为二乙胺基团、两性离子基团、二乙醇胺基团、三甲胺基团或磷酸酯基团及其衍生物，具体结构式如下：

2.权利要求1所述含极性取代基团S,S-二氧-二苯并噻吩单体的制备方法，包括如下步骤：

(1)先用液溴将二苯并噻吩溴化成2,8-二溴-二苯并噻吩；(2)将制备的2,8-二溴-S,S-二氧-二苯并噻吩溶解于精制无水四氢呋喃中，在低温下加入正丁基锂，反应2小时后，加入硼酸三甲酯，然后升至室温反应，得到白色晶体2,8-二硼酸-二苯并噻吩；(3)将得到的2,8-二硼酸-二苯并噻吩置于烧瓶中，加入过量的双氧水，在50℃下反应5小时，纯化后得白色固体2,8-二羟基-二苯并噻吩；(4)在惰性气氛的保护下，将2,8-二羟基-二苯并噻吩加入过量的二溴烷烃进行烷基化反应，得到白色固体状2,8-二(溴代烷氧基)二苯并噻吩；(5)将2,8-二(溴代烷氧基)二苯并噻吩溶解于冰乙酸中，加入双氧水氧化后，得到白色固体2,8-二溴烷氧基-S,S-二氧-二苯并噻吩；(6)将2,8-二溴烷氧基-S,S-二氧-二苯并噻吩在冰乙酸/三氯甲烷混合溶剂中缓慢滴加液溴进行溴化，得到白色固体3,7-二溴-2,8-二(溴烷氧基)-二苯并噻吩；(7)将3,7-二溴-2,8-二(溴烷氧基)-二苯并噻吩侧链末端的烷氧基溴与相应的极性基团反应，得到所述的化学结构式1对应的含极性取代基团的S,S-二氧-二苯并噻吩单体。

3.基于权利要求1所述含极性取代基团S,S-二氧-二苯并噻吩单元的水/醇溶性聚合物，其特征在于结构为：

（1）线型聚合物

x，y为摩尔分数，0≤x≤0.7,0.3≤y≤1,且x+y=1,聚合度n：1～300，当x=0,y=1时，所述的聚合物为基于含极性取代基团S,S-二氧-二苯并噻吩单元的均聚物，其结构如下：

（2）超支化聚合物

x，y为摩尔分数，0≤x≤0.65,0.3≤y≤0.95,且x+y=0.95；聚合度n₁,n₂,n₃的范围为1～300；

式中，R为氢；或-(CH₂)_nX，n=1～30，X为二乙胺基团、两性离子基团、二乙醇胺基团、三甲胺基团、磷酸酯基团及其衍生物，具体结构为：

式中，结构单元A为如下共轭或非共轭结构单元之一：

2,7-取代芴；

3,6-取代芴；

2,7-取代螺芴；

2,7-取代硅芴；

2,7-取代咔唑；

3,6-取代咔唑；

3,9-取代吲哚咔唑；

2,8-取代吲哚咔唑；

3,9-取代吲哚芴；

2,8-取代吲哚芴；

1,4-取代苯；

2,2’-取代螺芴

3,3-二取代吲哚-2-酮

R₂为碳原子数为1-16的直链或支链烷基；

式中，B为共轭或非共轭结构单元，具有如下化学结构式之一：

三苯胺；

三嗪；

1,3,5-三取代苯；

N-苯基-3,6-咔唑；

3,4,5-三苯基-1，2，4-三唑；

4,7-二(4’,4”-二取代二苯胺)基-2,1,3-苯并噻二唑；

                                      4,7-二(4’,4”-二取代三苯胺)基-2,1,3-苯并噻二唑；

                                4,7-二(4’,4”-二取代二苯胺)基-3,7-二苯并噻吩-S,S-二氧；

4,7-二(4’,4”-二取代三苯胺)基-3,7-二苯并噻吩-S,S-二氧。

4.权利要求3所述的基于含极性基团S,S-二氧-二苯并噻吩单元的水/醇溶性聚合物作为阴极界面材料在有机发光二极管或太阳电池的应用，其特征在于对多层结构的聚合物发光二极管，在发光层和高功函数金属电极之间插入一层所述聚合物的薄膜；或对体异质结太阳电池器件，在光伏活性层和高功函数金属电极之间插入一层所述聚合物的薄膜。