[发明专利]一种含苯并二噻吩-4,5-二酮的共轭高分子材料及制备方法与应用

权利要求书

1.一种含有苯丙二噻吩-4,5-二酮结构的共轭高分子材料，其特征在于，化学结构如式Ⅰ所示：

式Ⅰ中，n为2-2000的正整数；π和Ar独立地为芳香共轭单元。

2.根据权利要求1所述的一种含有苯丙二噻吩-4,5-二酮的共轭高分子材料，其特征在于，所述的π选自以下结构中的一种：

所述π中，R₁选自甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、三十烷基、异丙基异丁基、2-乙基己基、2-丁基己基、2-丁基辛基、2-己基辛基、2-己基癸基、2-己基十二烷基、2-辛基癸基、2-辛基十二烷基、2-辛基十四烷基、2-辛基十六烷基、2-癸基十二烷基、2-癸基十四烷基、2-癸基十六烷基、2-十二烷基十四烷基、2-十二烷基十六烷基或2-十二烷基十八烷基中的一种；

所述π中，X₁为氢、氟或氯。

3.根据权利要求1所述的一种含有苯丙二噻吩-4,5-二酮的共轭高分子材料，其特征在于，所述的Ar选自以下结构中的一种：

所述Ar中，R₂选自甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、三十烷基、异丙基异丁基、2-乙基己基、2-丁基己基、2-丁基辛基、2-己基辛基、2-己基癸基、2-己基十二烷基、2-辛基癸基、2-辛基十二烷基、2-辛基十四烷基、2-辛基十六烷基、2-癸基十二烷基、2-癸基十四烷基、2-癸基十六烷基、2-十二烷基十四烷基、2-十二烷基十六烷基或2-十二烷基十八烷基中的一种；

所述Ar中，X₂为氢、氟、氯或溴。

4.根据权利要求1所述的一种含有苯丙二噻吩-4,5-二酮的共轭高分子材料，其特征在于，所述含有苯丙二噻吩-4,5-二酮的共轭高分子选自以下结构中的一种或几种：

5.一种如权利要求1-4任一项所述的含有苯丙二噻吩-4,5-二酮的共轭高分子材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.将3-溴噻吩、3-噻吩硼酸、碳酸钠、四三苯基膦钯、乙醇、甲苯和去离子水混合，进行Suzuki偶联反应，得到具有式Ⅱ所示结构的中间体a；

S2.将所述具有式Ⅱ结构的中间体a和草酰氯混合，进行消去反应，得到具有式Ⅲ结构的中间体b；

S3.将所述具有式Ⅲ结构的中间体b和液溴在无水氯仿和冰醋酸中进行溴化反应，得到具有式Ⅳ结构的中间体c；

S4.将所述具有式Ⅳ结构的中间体c和NH₂-Ar-NH₂(两个氨基连在Ar基团的两个邻位活性位点上)混合，进行缩合反应，得到具有式Ⅴ结构的中间体d；

S5.将所述具有式Ⅴ结构的中间体d和Me₃Sn-π-SnMe₃(两个SnMe₃连在π基团末端对称的两个活性位点上)混合，在钯催化剂的催化下进行Stille聚合反应，得到具有式Ⅰ结构的含有苯并二噻吩-4,5-二酮结构的共轭高分子材料；

其中式Ⅱ为式Ⅲ为式Ⅳ为

式Ⅴ为

6.一种如权利要求1-4任一项所述的含有苯丙二噻吩-4,5-二酮的共轭高分子材料的应用，其特征在于，所述的共轭高分子材料应用于有机高分子半导体材料技术领域。

7.根据权利要求6所述的含有苯丙二噻吩-4,5-二酮的共轭高分子材料的应用，其特征在于，所述的共轭高分子材料应用于有机半导体薄膜。

8.根据权利要求6所述的含有苯丙二噻吩-4,5-二酮的共轭高分子材料的应用，其特征在于，所述的共轭高分子材料应用于有机光伏电池器件。