[发明专利]一种分叉型卤代烷基链化合物的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种分叉型卤代烷基链化合物的制备方法及其应用，该方法为：溴代烷烃和丙二酸二甲酯反应得到单支链丙二酸二甲酯；溴代烷烃和所得单支链丙二酸二甲酯反应得到双支链丙二酸二甲酯；所得双支链丙二酸二甲酯选择性水解脱羧得到水解产物；所得水解产物还原得到伯醇；所得伯醇进行溴代反应得到溴代物；所得溴代物与环氧乙烷反应得到碳链延长的伯醇化合物；所得碳链延长的伯醇化合物再次进行卤代反应，得到R为相应卤原子的分叉卤代烷基链化合物。该方法为成本低、收率高、操作简便，易于实现产业化的制备工艺。通过在有机共轭聚合物上引入不同分叉长度的烷基链，有效的减少了聚合物间的π‑π堆积距离，提高了聚合物的迁移率。

技术领域

本发明涉及有机共轭分子增溶剂的制备技术，具体来说，涉及一种分叉型卤代烷基链化合物的制备方法及其应用。

背景技术

有机共轭分子结构中由离域的π电子组成的共轭体系，使得有机共轭化合物体现出丰富的光、电、磁等方面的特性。基于有机共轭分子合成的有机共轭聚合物材料的研究引起了科学家们的广泛关注，并在近二十年来取得了长足的进展。由于有机共轭分子结构易于设计，使得其性能具有可调性。因此，有机共轭聚合物在作为功能材料方面具有很好的发展及应用前景，同时其也是化学未来发展的重要方向之一。

有机功能聚合物作为一种新型的功能材料，人们已经认识到其丰富的功能特性。从小分子到高分子，其光、电、磁等特性越来越明显。其技术性优点也很突出：具有柔性，可做成大面积器件如柔性屏；制备简便，成本低；分子结构多样，易于设计；容易光电集成；可做大规模集成电路等。如有机发光二极管(OLED)是有机功能材料的一个重要应用。此外，在有机太阳能电池(OPV)、有机场效应晶体管(OFET)等领域也取得了一系列引人注目的成果。

为保证有机共轭聚合物良好的溶解度和溶液可加工性，需要在聚合物在结构中的芳香单元上引入增溶基团，以增加其溶解度。在报道的研究中(Chem.Mater.,2012,24(10),1762–1770)显示，增溶基团(烷基链)的特性及分布会影响聚合的π-π堆积，从而影响有机共轭聚合物中载流子的迁移率，对有机功能材料的性能产生相应的影响。对此，新型有机共轭聚合物增溶剂的研发及制备在有机场效应晶体管、有机太阳能电池和有机发光二极管等光电器件中的有机半导体材料方面有良好的应用价值。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种分叉卤代烷基链化合物的制备方法，以这种分叉卤代烷基链化合物作为增溶剂，提升有机共轭聚合物中载流子的迁移率，改善有机功能材料的性能。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种分叉型卤代烷基链化合物，其结构如式(Ⅰ)所示，

其中，m和n为大于1的整数，m和n相同或不同。R为卤原子(Cl、Br、I)。

优选地，式(Ⅰ)中，m和n优选为2～15的整数。

优选地，式(Ⅰ)中，m和n优选为3～10的整数。

所述分叉型卤代烷基链化合物的制备步骤如下：

(1)由碳数为m的溴代烷烃(化合物2)和丙二酸二甲酯在碱作用下，在二甲基甲酰胺(DMF)中反应2小时，发生缩合反应生成单支链丙二酸二甲酯(化合物3)，反应如下：

(2)碳数为n的溴代烷烃和步骤(1)得到的单支链丙二酸二甲酯(化合物3)在碱作用下，在DMF中反应2小时进行第二次缩合反应得到双支链丙二酸二甲酯(化合物4)，反应如下：

(3)在氯化锂的作用下步骤(2)所得双支链丙二酸二甲酯(化合物4)在DMF与水的混合溶剂中加热反应24小时，发生水解脱羧得到水解产物(化合物5)，反应如下：