[发明专利]一种噻咯稠合苝酰亚胺类衍生物及其制备方法

说明书

本发明涉及一种噻咯稠合苝酰亚胺类衍生物及其制备方法。所述的噻咯稠合苝酰亚胺类衍生物的结构式如式(Ⅰ)或式(Ⅱ)所示：本发明以1,12‑二卤代‑3,4:9,10‑苝四酰亚二胺或者1,6,7,12‑四卤代‑3,4:9,10‑苝四酰亚二胺为原料，在惰性气体保护下加热，通过钯催化一步偶联法而制备出下式所示的噻咯稠合苝酰亚胺类衍生物，反应结束后，产物经分离提纯得到噻咯稠合苝酰亚胺类衍生物。该类衍生物可作为有机半导体n‑型电子传输材料应用于有机电致发光器件、有机热致色变元件、有机场效应晶体管、有机太阳能电池等，亦可作为一种中间体制备新型的苝酰亚胺类电子受体材料。

技术领域

本发明属于涉及噻咯稠合苝酰亚胺类衍生物，以及该类衍生物的制备方法。还涉及该类化合物在有机电致发光器件、有机热致色变元件、有机场效应晶体管、有机太阳能电池中作为吸光材料和电子传输材料的应用以及作为一种中间体制备新型的苝酰亚胺类电子受体材料。

背景技术

苝酰亚胺是一类重要的有机功能分子，这是因为这类化合物具有良好的化学稳定性和优异的光电特性，在功能材料方面得到了广泛的应用，如作为太阳能电池材料、液晶材料、有机场效应管、发光材料等(J.Am.Chem.Soc.2016,138,10184-10190；Chem.Phys.Lett.2009,482,72-76；Polymer 2011,52,3639-3646；Chem.Commun.2014,50,12462-12464；J.Am.Chem.Soc.2009,131,6215-6228等)。由于其卓越的光电性能和应用前景，对于苝酰亚胺类的化学修饰得到了研究人员的广泛关注。

由于对苝酰亚胺的bay位修饰可以显著调控分子的固态堆积状况、溶解性能和光电性质，因而在bay位修饰是近年来研究苝酰亚胺化学的热点。其中杂环如硫原子、硒原子、氮原子和噻吩环等引入到PBIs的bay位，作为一种有效的化学修饰手段而被广泛研究。

含硅共轭体系在有机光电材料方面有着重要应用，如以噻咯单元为基础的共轭体系。噻咯环硅原子的两个外环σ轨道与丁二烯部分的π轨道产生σ^*-π^*超共轭，有效降低了最低未占有轨道(LUMO)的能量，提高了电子亲和性和导电性，有利于电子的传输。噻咯结构分子将主族元素的电子效应引入共轭结构中，并以硅做桥联原子来构建刚性梯形共轭分子。两种效应的结合使得噻咯类共轭分子热稳定性良好，且可调谐其光物理性质，具有高的荧光效率，在有机发光二极管(OLED)、聚合物太阳能电池(PSC)、有机场效应晶体管(OFET)、爆炸性微粒检测等方面具有很大的应用前景，噻咯结构同样可有效地调控分子的光学性质。

传统合成含噻咯结构分子涉及到有机锂试剂和格氏试剂，其不适用于含有亲电基团的反应底物，官能团耐受性范围窄，近期的转移过渡金属催化C-Si键形成方法不多，且一般不适用于缺电子体系的化合物，而苝酰亚胺类恰好是缺电子体系，合成的难度造成苝酰亚胺类衍生物并噻咯环结构未被合成。

因此，到目前为止，也未见涉及在苝酰亚胺类衍生物bay位并噻咯结构的相关报道。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种噻咯稠合苝酰亚胺类衍生物。

本发明的又一目的在于提供所述的噻咯稠合苝酰亚胺类衍生物的简单高效的制备方法。

为实现本发明的目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种噻咯稠合苝酰亚胺类衍生物，所述的噻咯稠合苝酰亚胺类衍生物的结构式如式(Ⅰ)或式(Ⅱ)所示：