[发明专利]一类含基于喹啉的稠环单元的D-π-A型聚合物及其制备方法与应用

权利要求书

1.一类含基于喹啉的稠环单元的D-π-A型聚合物，其特征在于，化学结构式满足以下通式：

式中，x、y为各单元的摩尔分数，其中0x≤1，0≤y1，x+y＝1；n为重复单元数，n为大于1的整数；

所述为如下结构之一：

R₁为碳原子数1～30的烷基、碳原子数3～30的环烷基、碳原子数为6～60芳香族烃基或碳原子数为3～60的芳香族杂环基；π为桥连单元，为碳原子数6～100的芳香族烃基或碳原子数3～100的芳香族杂环基；

Ar为碳原子数6～100的芳香族烃基或碳原子数3～100的芳香族杂环基。

2.根据权利要求1所述的一类含基于喹啉的稠环单元的D-π-A型聚合物，其特征在于，所述的桥连单元π为以下结构之一：

其中，R₂、R₃为H、D、F、Cl、氰基、硝基、酰基、烷氧基、羰基、砜基、碳原子数1～30的烷基、碳原子数3～30的环烷基、碳原子数为6～60芳香族烃基或碳原子数为3～60的芳香族杂环基；R₄为碳原子数1～30的烷基、碳原子数3～30的环烷基、碳原子数为6～60芳香族烃基或碳原子数为3～60的芳香族杂环基。

3.根据权利要求1所述的一类含基于喹啉的稠环单元的D-π-A型聚合物，其特征在于，所述的Ar单元为以下结构或以下结构的卤代、氘代、烷基取代衍生物中的一种或多种：

其中R₅为碳原子数1～30的烷基、碳原子数3～30的环烷基、碳原子数为6～60芳香族烃基或碳原子数为3～60的芳香族杂环基。

4.制备权利要求1～3任一项所述的一类含基于喹啉的稠环单元的D-π-A型聚合物中π-A-π单元单体的方法，其特征在于，包括如下步骤：

二溴代或碘代的基于喹啉的稠环单元与含烷基锡或硼酸、硼酸酯的桥连单元π单体进行Stille或Suzuki偶联，再通过溴化或碘化反应得到π-A-π单元单体。

5.制备权利要求1～3任一项所述的一类含基于喹啉的稠环单元的D-π-A型聚合物的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在惰性气体保护下，将含双烷基锡官能团的Ar单元单体与双溴代或碘代的基于喹啉的稠环单元的π-A-π单元单体溶解在溶剂中，然后加入催化剂，加热至60～180℃发生Stille聚合反应，反应时间为0.5～36小时；

(2)反应结束后将所得反应液纯化即得目标产物。

6.根据权利要求5所述的制备一类含基于喹啉的稠环单元的D-π-A型聚合物的方法，其特征在于：

步骤(1)中所述的溶剂包括甲苯、四氢呋喃、二甲苯、氯苯、二氯苯中的至少一种；

步骤(1)中所述的Stille聚合催化剂为包括四(三苯基膦)钯、三(二亚苄基丙酮)二钯/三(邻甲基苯基膦)中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的制备一类含基于喹啉的稠环单元的D-π-A型聚合物的方法，其特征在于：

步骤(1)中所述的含双烷基锡官能团的Ar单元单体与双溴代或碘代的基于喹啉的稠环单元的π-A-π单元单体的用量满足含双烷基锡能团的单体总摩尔量与含双溴或双碘官能团的单体总摩尔量相等；所述的催化剂的用量为反应单体摩尔总量的2‰～3％；

步骤(1)和步骤(2)之间包括或不包括：加入烷基锡噻吩，保温继续反应6～12小时；再加入溴代噻吩继续保温反应6～12小时；所述的烷基锡噻吩的用量为反应单体摩尔总量的10～40％，所述的溴代噻吩的用量为烷基锡噻吩摩尔量的1～20倍。

8.根据权利要求6所述的制备一类含基于喹啉的稠环单元的D-π-A型聚合物的方法，其特征在于：

步骤(2)所述的纯化是指将所得反应液冷却至室温，滴加入搅拌中的甲醇中沉淀，过滤，干燥得粗产物，粗产物先后用甲醇、丙酮抽提，再用甲苯溶解，柱层析分离，浓缩后再次沉析在甲醇溶液中，过滤，干燥，得目标产物。

9.权利要求1～3任一项所述的一类含基于喹啉的稠环单元的D-π-A型聚合物在制备有机/聚合物电子器件中的应用，有机/聚合物电子器件包括有机/聚合物光电探测器、有机/聚合物太阳电池、有机/聚合物薄膜晶体管、有机/聚合物发光晶体管、有机/聚合物光电晶体管或有机/聚合物有机发光电化学电池，其特征在于：将所述的一类含基于喹啉的稠环单元的D-π-A型聚合物溶于有机溶剂，或者与至少电子给体或电子受体材料混合溶于有机溶剂，然后通过旋涂、喷墨打印或印刷成膜，即得到所述有机/聚合物电子器件的活性层。