[发明专利]胺基修饰的富勒烯衍生物及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种胺基修饰的富勒烯衍生物及其制备方法与应用。

背景技术

在有机半导体领域，为了提高电子的注入或者收集，通常采用低功函的金属例如Ca/Al做阴极。然而这些低功函金属在空气中不稳定，容易和空气中的水和氧反应。另外这些金属需要真空蒸镀，不利于实现全溶液加工有机半导体器件，因而人们开始寻找能够实现溶液加工的有机电子缓冲层材料去替代低功函数的Ca.(H.-L.Yip，A.K.Y.Jen，Energy Environ.Sci.2012，5，5994)。另外，有机电子缓冲材料的突出优点是化学结构可调控性强(F.Huang，H.Wu，Y.Cao，Chem.Soc.Rev.2010，39，2500)。在这些有机电子缓冲材料中，最为引人瞩目的是富勒烯类电子缓冲材料，这主要是由于富勒烯类电子缓冲层材料具与活性层中常用的受体相匹配的能级以及其具有较高的电子迁移率决定的。(C.Duan，C.Zhong，C.Liu，F.Huang，Y.Cao，Chem.Mater.2012，24，1682；C.-H.Hsieh，Y.-J.Cheng，P.-J.Li，C.-H.Chen，M.Dubosc，R.-M.Liang，C.-S.Hsu，J.Am.Chem.Soc.2010，132，4887；C.-Z.Li，H.-L.Yip，A.K.Y.Jen，J.Mater.Chem.2012，22，4161；J.W.Jung，J.W.Jo，W.H.Jo，Adv.Mater.2011，23，1782.；C.-Z.Li，C.-C.Chueh，H.-L.Yip，K.M.O′Malley，W.-C.Chen，A.K.Y.Jen，J.Mater.Chem.2012，22，8574；Z.-G.Zhang，H.Li，Z.Qi，Z.Jin，G.Liu，J.Hou，Y.Li and J.Wang，Appl.Phys.Lett.，2013，102，143902.)。

然而已经报道的富勒烯物合成步骤多且复杂，不宜提纯，这些原因都造成其成本高，不利于其真正应用。1992年Wudl报道了关于伯胺与C60富勒烯之间的简单宜行的氮氢加成反应(F.Wudl，A.Hirsch，K.C.Khemani，T.Suzuki，P.-M.Allemand，A.Koch，H.Eckert，G.Srdanov，H.M.Webb，Fullerenes，Synthesis，Properties，and ChemistryofLarge Carbon Clusters，American Chemical Society：Washington，DC，1992.)。如果能够利用这种简单易行氮氢加成的方法，将能够提供调整功函偶极矩的胺基引入到富勒烯官能团上，用于合成胺基修饰的富勒烯衍生物电子缓冲层材料，那将对富勒烯类电子缓冲材料的应用和推广具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种胺基修饰的富勒烯衍生物及其制备方法与应用。

本发明提供的胺基修饰的富勒烯衍生物，其结构通式如式I或式II所示，

式I

式II

所述式I和式II中，R₁和R₂均为C1-C10的烷基；m为1-30。

上述式I和式II中，均表示有m个分别加成在C60富勒烯或C70富勒烯表面m个不同的双键上，而非加成在一个双键上；例如，m为3时，表示有3个分别加成在C60富勒烯或C70富勒烯表面3个不同的双键上；

具体的，R₁为-CH₂CH₂-或-CH₂CH₂CH₂-；

R₂为-CH₃或-CH₂CH₃；

m为1-20或1-10或1-6或1-4或4-6。

更具体的，所述式I所示富勒烯衍生物为式III-式V所示化合物中的任意一种：

式III

式IV

式V

所述式II所示富勒烯衍生物为式VI或式VII所示化合物中的任意一种：

式VI

式VII

所述式III-VII中，m的定义与式I中的定义相同。