[发明专利]胺基/氧化胺修饰的苝二酰亚胺衍生物，其制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种胺基/氧化胺修饰的苝二酰亚胺衍生物，其制备方法与应用。尤其涉及包含所述苝二酰亚胺衍生物的有机光学器件。

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)。这些有机电子缓冲材料包括共轭聚合类和有机小分子类。其中有机小分子类电子缓冲层材料，易于纯化、结构明确、便于研究构效关系等优点近年来最为引人瞩目。

苝二酰亚胺（Perylene tetracarboxylic acid diimide，简称PDI）类衍生物是一类常见的工业颜料，广泛应用于燃料，涂料等工业领域。随着材料科学的不断发展，PDI类衍生物以其具有优异的热和光化学稳定性以及独特的光物理和光化学性质被赋予了新的性能和应用。因而其在有机光电领域有着重要的地位和应用前景，引起了工业界和学术界的广泛关注。(F.Wuthner.Chem.Commun.20041564;Kozma,E.;Catellani,M.Dyes and Pigments2013,98,160.)苝二酰亚胺类衍生物在工业界的应用包括发光二极管、有机场效应晶体管、有机光伏。其在有机光伏领域内的应用主要是作为受体替代广泛应用的苝二酰亚胺衍生物（例如PCBM）。考虑到苝二酰亚胺衍生物具有与活性层中常用的苝二酰亚胺受体（PCBM）相匹配的能级以及其具有较高的电子迁移率的优点，因而其作为电子缓冲层材料具有潜在应用的价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种胺基/氧化胺修饰的苝二酰亚胺衍生物，制备方法与应用，尤其是作为电子缓冲层材料在有机半导体中的应用。这些苝二酰亚胺材料合成路线具有简单高效、环境污染小、原料廉价、合成成本低、具有很好普适性和重复性等优点，对苝二酰亚胺类电子缓冲材料的应用和推广具有重要意义。选用胺基/氧化胺极性基团主要是考虑到这类基团不含有对阴离子，能够提高器件的稳定性。

本发明通过如下技术方案实现：

一种胺基修饰的苝二酰亚胺衍生物，其结构通式如式I或式II所示，

其中，

R₁选自C1-C10的亚烷基；

R₂可以相同或不同，各自独立地选自H，C1-C10的烷基，R₄取代的C1-C10的烷基；其中R₄选自羟基、卤素（优选F，Cl，Br），烷氧基（如C1-6烷氧基，优选C1-3烷氧基）

R₃可以相同或不同，各自独立地选自H、OH、N（R₅）₂、Cl或Br，其中R₅相同或不同，选自H或C1-6烷基；

优选地，

R₁选自C1-C6的亚烷基；

R₂可以相同或不同，各自独立地选自H，C1-C6的烷基，

R₃可以相同或不同，各自独立地选自H、OH、N（R₅）₂、Cl或Br，其中R₅相同或不同，选自H或C1-6烷基；

更优选地，

R₁选自C1-C3的亚烷基；

R₂可以相同或不同，各自独立地选自H，C1-C3的烷基，

R₃可以相同或不同，各自独立地选自H、OH、NH₂、Cl或Br；

还更优选地，

R₁为-CH₂CH₂-，-CH₂CH₂CH₂-；

R₂为甲基或乙基；

R₃为氢。