[发明专利]一种带吸电子基的可溶性噻吩共聚物及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种带吸电子基的可溶性噻吩共聚物，其特征在于，其结构式如以下式(X)所示：

其中，式(X)中，R₁中酯键为强的吸电子基；a＝1～10，b＝1～12，c＝1～12；R₄＝-CH₃或-CH₂CH₃或x＝1～100，y＝0～100，z＝0～100，y、z不同时为0。

2.一种带吸电子基的可溶性噻吩共聚物，其特征在于，所述共聚物为聚(单甲醚二乙氧基乙基噻吩羧酸酯/3-己基噻吩)，其结构如式(A)所示：

其中，x＝2.9，y＝34.8。

3.一种带吸电子基的可溶性噻吩共聚物，其特征在于，所述共聚物为聚(单甲醚二乙氧基乙基噻吩羧酸酯/3-庚氧基噻吩)，其结构如式(B)所示：

其中，x＝1.8，z＝21.6。

4.一种带吸电子基的可溶性噻吩共聚物，其特征在于，所述共聚物为聚(单甲醚二乙氧基乙基噻吩羧酸酯/3-庚氧基噻吩/3-己基噻吩)，其结构如式(C)所示：

其中，x＝1.7，z＝22.1，y＝11.2。

5.一种带吸电子基的可溶性噻吩共聚物的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤(a)：单体MECT的合成：

在圆底烧瓶中加入二氯甲烷，3-噻吩甲酸，2-(2-(2-甲氧乙氧基)乙氧基)乙醇和4-二甲氨基吡啶DMAP后，用高纯N₂净化圆底烧瓶，在室温下搅拌1h；然后冷却到0℃，加入二环己基碳二亚胺DCC，在室温下搅拌12～24h，得到单甲醚二乙氧基乙基噻吩羧酸酯MECT；

步骤(b)：单体HPOT的合成：

在圆底烧瓶中加入CuI，叔丁醇钾，正庚醇后，用高纯N₂净化圆底烧瓶，在室温下搅拌1h；加入3-溴噻吩，反应加热到90～110℃，搅拌12～48h，得到3-庚氧基噻吩HPOT；

接着，进行带吸电子基的可溶性噻吩共聚物的合成步骤(c～e)：

称取无水FeCl₃置于装有CHCl₃的圆底烧瓶中；高纯N₂的气氛下搅拌分散30min后，将反应瓶置于0～25℃的水浴中，加入混合均匀的混合单体；反应2～48h后，得到所述带吸电子基的可溶性噻吩共聚物；

其中，步骤(c)，若所述混合单体包括MECT和3HT，则合成得到噻吩共聚物P(MECT-3HT)；

其中，步骤(d)，若所述混合单体包括MECT和HPOT，则合成得到噻吩共聚物P(MECT-HPOT)；

其中，步骤(e)，若所述混合单体包括MECT、HPOT和3HT，则合成得到噻吩共聚物P(MECT-HPOT-3HT)；

其中，步骤(c～e)，所述共聚物P(MECT-3HT)、P(MECT-HPOT)、P(MECT-HPOT-3HT)用稀盐酸0.100mol/L洗涤，除去FeCl₃，直至0.100mol/L硫氰酸铵NH₄CNS滴加滤液显示无色，保证Fe³⁺去除干净。

6.如权利要求5所述的带吸电子基的可溶性噻吩共聚物的制备方法，其特征在于，所述方法如以下反应路线(1)所示：

其中，x＝1～100，y＝0～100，z＝0～100，y、z不同时为0。

7.如权利要求5所述的带吸电子基的可溶性噻吩共聚物的制备方法，其特征在于，所述步骤(a)中，所述3-噻吩甲酸、2-(2-(2-甲氧乙氧基)乙氧基)乙醇、4-二甲氨基吡啶DMAP、二环己基碳二亚胺DCC的摩尔比为1:(0.5-2):(0.5-2):(0.5-2)。

8.如权利要求5所述的带吸电子基的可溶性噻吩共聚物的制备方法，其特征在于，所述步骤(b)中，所述3-溴噻吩、CuI、叔丁醇钾、正庚醇的摩尔比为1:(0.1-0.5):(1.0-2.0):(1-3)。