[发明专利]一种双三唑并五苯醌类化合物及其制备方法

说明书

本发明提供一种2,10‑二（R）‑并五苯[2,3‑d:9,10‑d']二([1,2,3]三唑)‑6,14(2H,10H)‑二酮类化合物，其结构通式如下：其中R所代表的基团选自：己基、辛基、癸基、十二烷基、2‑辛基十二烷基、苄基，还提供式（Ⅰ）所示的化合物的制备方法。该化合物是一种并五苯醌类N型有机半导体材料。由于其有较长的烷基，具有良好的溶解性，在半导体器件制备中能够采用溶液加工的方法，简化制备过程。

技术领域

本发明属于化工合成技术领域，尤其涉及一类双三唑并五苯醌类化合物2,10-二(R)-并五苯[2,3-d:9,10-d']二([1,2,3]三唑)-6,14(2H,10H)-二酮类化合物及其制备方法。

背景技术

取代的并五苯醌LUMO轨道能量低，具有N型半导体的性质。如四氟取代的并五苯醌及双噻二唑并五苯醌等都具有较高的电子迁移率。但这些并五苯醌类化合物在溶剂中的溶解度极差，给器件加工带来了很大的不便。

本发明提供了一种性能优良且能溶解在有机溶剂中N型有机半导体材料及其合成方法。其能通过溶液加工的方法制成半导体器件。

发明内容

本发明所要解决的技术针对现有技术中的并五苯醌类有机N型半导体材料溶解度差而提供一种用于制作半导体器件且能溶解在有机溶剂中的双三唑并五苯醌类化合物。

本发明的另一目的是提供双三唑并五苯醌类化合物的制备方法。

一种双三唑并五苯醌类化合物，其化学命名为：2,10-二(R)-并五苯[2,3-d:9,10-d']二([1,2,3]三唑)-6,14(2H,10H)-二酮类化合物，其结构通式如下：

其中R为：己基、辛基、癸基、十二烷基、2-辛基十二烷基、苄基。

上述双三唑并五苯醌类化合物的制备方法如下：

1)合成如下结构式所示式(Ⅱ)化合物：

将5,6-二甲基-2H-苯并[d][1,2,3]三唑、氢氧化钠和四丁基溴化铵溶于DMSO中；排除体系内空气，向体系中充入氩气保护；再加入溴代烷烃，室温下搅拌反应；反应1–18h后，加入乙酸乙酯萃取，用水洗有机相三次，接着用饱和食盐水洗涤，然后用无水硫酸镁干燥，浓缩，柱层析提纯产物，得到式(Ⅱ)化合物。

2)合成如下结构式所示式(Ⅲ)化合物：

将式(Ⅱ)所示化合物、N-溴代丁二酰亚胺和过氧化苯甲酰加入到四氯化碳中，将混合物回流2–14小时；将反应混合物抽滤，减压下除去溶剂得到式(Ⅲ)化合物。

3)合成如下结构式所示式(Ⅳ)化合物：

将式(Ⅲ)化合物加入到乙腈中，完全溶解后加入N-甲基氧化吗啉；室温下搅拌反应2–24小时；减压下除去溶剂，再用水洗、二氯甲烷萃取，用饱和食盐水洗涤有机相，然后干燥，浓缩，柱层析提纯产物，得到式(Ⅳ)化合物。

4)合成如下结构式所示式(Ⅴ)化合物：

将式(Ⅳ)化合物加入到无水乙醇中，使之溶解；向反应体系中加入环己二酮，搅拌，加热至20-70℃，于此温度下加入氢氧化钾的乙醇溶液至恰好变色，在20-70℃搅拌反应1–24个小时；将固体滤出，加入乙醇，超声1-50分钟，然后再抽滤，重复此过程三次，最后，利用甲醇二氯甲烷混合溶液重结晶得到式(Ⅰ)化合物。