[发明专利]蒽二酰亚胺溴代物及其聚合物的制备和应用

说明书

本发明为两个不同位点溴代的蒽二酰亚胺溴代物异构体的合成方法、基于此两种溴代异构体的蒽二酰亚胺类高分子材料，及其在有机电子器件领域的应用。所述的蒽二酰亚胺在不同位点溴代的选择性控制是通过“前溴代”和“后溴代”两种合成方法实现的。本发明的蒽二酰亚胺类高分子材料一方面保留了酰亚胺类经典材料(如萘二酰亚胺和苝二酰亚胺)的二酰亚胺六元环的优势，另一方面在垂直二酰亚胺六元环的方向拓展共轭程度，避免了共轭拓展带来的空间位阻增大的问题。本发明的蒽二酰亚胺不同取代位点的可控溴代，既为n型有机半导体材料的设计提供了新的构筑单元，也为有机场效应晶体管、太阳能电池等有机电子器件的发展提供了材料支撑。

技术领域

本发明涉及到有机半导体领域，具体涉及到两类不同位点溴代的蒽二酰亚胺异构体及其高分子的的制备方法，并将其应用于有机电子器件。

背景技术

有机半导体在有机场效应晶体管(OFET)和有机太阳能电池(OPV)等有机电子器件中有广泛的应用。相比种类繁多的p型有机半导体，n型有机半导体的种类单一,发展相对缓慢。目前应用较广泛的n型高分子材料主要有萘二酰亚胺(NDI)、苝二酰亚胺(PDI)类材料。通过改变共聚单元、调节助溶基团的长短、引入调控分子内/间相互作用的杂原子(比如S、O、F、Se)等可以对高分子的吸收、能级、结晶性、分子构型等性质进行调节，但是不能从根本上改变NDI、PDI类高分子的性质。从材料种类及性能的角度出发，亟需开发新型的n型构筑单元及其高分子材料。

拓展共轭程度，降低LUMO/HOMO能级并且有良好稳定性是n型高分子材料开发的重点。但是，由于合成难度大，苯基芳香稠环类二酰亚胺材料一直进展缓慢。基于此，本发明公开了不同位点溴代的蒽二酰亚胺溴代物异构体和不同聚合位点的蒽二酰亚胺类高分子材料的制备方法，突破了蒽二酰亚胺不同位点取代及其选择性的难题，为n型有机半导体材料的发展提供了新的构筑单元，在有机电子器件中具有很大的应用前景。

发明内容

本发明的目的之一在于选择性的在蒽二酰亚胺的两组对称的、可取代位点进行溴代，合成两种蒽二酰亚胺溴代物异构体，进而合成一类新型的具有不同主链构象的蒽二酰亚胺类高分子材料。

为了实现上述目的，本发明的技术方案具体如下：

两种蒽二酰亚胺不同位点溴代的蒽二酰亚胺溴代物异构体材料，其特征在于，其化学结构式通式如下任意之一：

通式中的符号和系数具有如下含义：

R₁,R₂是相同或者不同的，并分别为如下所示结构之一：

o,m,n,x,y相同或不同，其取值范围为：50≥o,m,n,x,y≥0，最优范围是：15 ≥o,m,n,x,y≥6。

R₃-R₇是相同或不同，并分别为以下结构单元之一：

二种蒽二酰亚胺溴代物的聚合物，其特征在于，其化学结构式通式如下中的一种或二种以上连接：

Ar为以下结构单元中的一种或二种以上：

R'和R是相同或者不同的，并分别为如下所示结构之一：

a,b,c,d,e相同或不同，其取值范围为：50≥a,b,c,d,e≥0，最优范围是：15 ≥a,b,c,d,e≥6。