[发明专利]一种制备具有电荷传输性能的苯并噻吩衍生物的方法

说明书

本发明提供了一种制备式Ⅰ的化合物的方法。本发明的方法分为两步：以邻氯苯甲醛作为初始原料合成中间体；对中间体进行简单提纯后进一步反应得到式Ⅰ的化合物。该制备方法操作简单，产率稳定，工艺高效环保。制备的终产物杂质少，纯度高，可用于OFETs的电荷传输材料。

技术领域

本发明属于有机场效应晶体管领域，具体涉及一种制备苯并噻吩衍生物的方法。

背景技术

有机场效应晶体管(OFETs，organic field effect transistors)是利用π-共轭的有机化合物为半导体材料，通过电场来控制材料导电能力的一类有潜力的有机光电器件。近年来，OFETs在柔性有机光电子器件和电路的关键元器件取得了极大的发展，而在OFETs器件中起关键作用的电荷传输材料以p型噻吩类化合物尤其是含硫杂环的刚性并环分子得到了广泛的应用。噻吩类杂环具有较低的最高占有分子轨道(HOMO)，良好的共轭性以及较高的热稳定性；同时，具有相邻的硫原子和对称性分子结构不仅有利于形成较强的分子间相互作用，有效的提高分子间的电荷传输，进而提高材料的场效应性能，也能够使材料分子在薄膜中更好的堆积，有利于OFETs器件的制备和稳定。

苯并噻吩并[3,2-b][1]苯并噻吩(以下简称“BTBT”)及其衍生物是一类性能良好的p型噻吩类电荷传输材料，具有高迁移率和对空气良好的稳定性等优点，文献报道(J.Am.Chem.Soc.,2007,129,15732-15733)BTBT的衍生物C8-BTBT迁移率高达1.8cm²V^-1S^-1，然而现有的合成方法制约了BTBT及其衍生物的工业化生产和更广阔的应用。

BTBT化合物结构如式Ⅰ所示：

在已报道的文献专利中，合成BTBT的方法大都存在反应温度高、后处理复杂、产品纯度较低、产率较低等问题。

现有技术中制备BTBT的合成路线主要有以下五种：

(1)以式a的邻卤苯甲醛化合物为原料，仅经过一步反应，合成终产物BTBT，在文献Tetrahedron Lett.,2011,52,285-288和JP2010275192A中均有记载。该方法对合成条件要求高，需要严格控制温度，且产品纯度低，提纯工艺复杂；

(2)以式b的炔类化合物为原料，经过2步反应，合成终产物BTBT，如文献Eur.J.Org.Chem.,2011,7331-7338和J.Heterocyclic Chem.,1981,1729-1750。该方法使用的原料不易得到，价格偏高且合成工艺繁杂，生产成本较高，不利于工业化生产；

(3)由式c的硫酮化合物为原料直接合成终产物BTBT，如文献Phosphorrus,Sulfur.and Silicon,2011,186,2341-2349、Liebigs.Ann.Chem.,1981,1729-1750和CN102199142。该方法对合成条件要求较高、后处理复杂、使用的有机溶剂CS₂对操作人员极为有害且污染大，不符合环保要求；

(4)以式d的苄基氯化合物或二氯苄为原料合成终产物BTBT，如文献Collect.Czech.Chem.Commun.,2002,67,645-664and J.Am.Chem.Soc.,2012,134,16548-16550。该合成工艺需要高达250-260℃左右的反应温度，且原料二氯苄不易得到，不易工业化生产；同时以苄基氯为原料的合成过程中需要大量的二苯醚做溶剂，污染较大且收率较低；