[发明专利]一种含硫的萘二酰亚胺衍生物及其制备方法、应用

说明书

本发明涉及一种含硫的萘二酰亚胺衍生物及其制备方法、应用，属于有机半导体技术领域。本发明的含硫的萘二酰亚胺衍生物，具有如下式（Ⅰ）所示的结构。其中，R₁和R₂为苯基；R₃、R₄、R₅、R₆分别独立地选自碳原子数为1‑20的烷基。本发明的含硫的萘二酰亚胺衍生物，在萘环的2,3,6,7位引入了杂原子官能团（S），并引入苯基基团，使得萘二酰亚胺衍生物分子的光谱吸收和HOMO、LUMO值能够被杂原子官能团来调节，从而适应各种功能材料的需求。

技术领域

本发明涉及一种含硫的萘二酰亚胺衍生物及其制备方法、应用，属于有机半导体技术领域。

背景技术

无机半导体材料作为上世纪信息技术的基石，其发挥了不可替代的作用。进入21世纪以来，有机半导体材料逐渐引起了人们的关注。特别的，在有机场效应晶体管、有机太阳能电池和有机传感器等方面应用了较多的有机半导体材料。

有机材料相较于无机材料，有着明显的优点：品种多、反应条件不如无极材料那么苛刻，容易制备，且有机材料具有良好的柔性、韧性、弹性，便于在应用到各个领域时适应不同的加工需求。另外，有机半导体材料有着较高的迁移率，更加促进了有机半导体材料的应用。目前，p型有机半导体材料发展较为成熟， n型有机半导体材料的发展相对较慢。随着技术的发展，n型有机半导体材料也逐渐开始在多个领域开始研究和应用。酰亚胺结构的化合物是目前研究得较多的一种n型有机半导体材料，其中萘二酰亚胺(NDI)材料以其简便的合成方法、溶解性较好以及良好的分子平面性等特点吸引了广大的研究者。

上世纪70年代，Hunig等人最先对萘二酰亚胺衍生物(NDIs)进行探索研究。90年代，萘二酰亚胺衍生物(NDIs)已经得到了广泛的认识和发展，越来越多的人利用NDIs来制备n型有机半导体材料，从而使NDIs的研究得到了更大的突破。

萘二酰亚胺(NDI)类化合物因为其具有独特的结构，使其在有机光电领域有着良好的应用前景。其中，1,4,5,8萘二酰亚胺的结构单元具有平面四元环的共轭特点，且其分子上具有四个酰胺基团，这四个酰胺基团是吸电子基团，因此，萘二酰亚胺分子单元可作为电子的接受单元。此外，萘二酰亚胺还有一个特点——容易修饰性。这个特性为其在后续的改性研究提供了良好的基础。可以在其 N原子上修饰不同的基团，来改变其性能。但是，目前的修饰对萘二酰亚胺衍生物的迁移率和场效应性能的提高影响有限。

另外，萘二酰亚胺同其他具有二酰亚胺结构的芳香体系(例如对苯四甲酰二亚胺、苝四甲酰二亚胺)相比较，萘二酰亚胺π体系比较适中，不会因其π体系较大而使化合物的溶解性较小，进而使其衍生物的合成和分离提纯变得较难。

发明内容

本发明提供了一种含硫的萘二酰亚胺衍生物，该含硫的萘二酰亚胺衍生物具有较高的迁移率。本发明还提供了上述含硫的萘二酰亚胺衍生物的制备方法及其作为有机半导体的应用。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

一种含硫的萘二酰亚胺衍生物，具有如下式(Ⅰ)所示的结构：

其中，R₁和R₂为R₃、R₄、R₅、R₆分别独立地选自碳原子数为1-20的烷基。

本发明的含硫的萘二酰亚胺衍生物，在萘环的2,3,6,7位引入了杂原子官能团(S)，并引入了苯基基团，使得萘二酰亚胺衍生物分子的光谱吸收和HOMO、 LUMO值能够被杂原子官能团来调节，从而适应各种功能材料的需求。