簡單易行,合成步驟少,收率高宜于大規(guī)模合成。
[0064] 2、該新型吲哚-2-酮類聚合物具有較寬的紫外-可見光吸收光譜,優(yōu)良的熱學(xué)穩(wěn) 定性,優(yōu)良的成膜性,有望通過溶液法制備高性能聚合物場效應(yīng)晶體管器件。
[0065] 3.該新型吲哚-2-酮類聚合物為半導(dǎo)體層制備的場效應(yīng)晶體管具有較高的載流 子迀移率(μ )和開關(guān)比(ImZItjff) ( μ最高為〇· 35CIHW1,1。"/1。"為10 6-107),具有很好 的商業(yè)應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0066] 圖1為本發(fā)明式I所示新型吲哚-2-酮類聚合物的合成路線圖。
[0067] 圖2為本發(fā)明實施例1,2所述聚合物PVDT0IVT和PVDT0IVS的合成路線圖。
[0068] 圖3為本發(fā)明實施例1,2所述聚合物PVDT0IVT和PVDT0IVS三氯甲烷溶液的紫 外-可見吸收光譜圖。Absorbance (a. u.):歸一化吸收強度;wavelength (nm):波長(納 米)
[0069] 圖4為本發(fā)明實施例1,2所述聚合物PVDT0IVT和PVDT0IVS薄膜的紫外-可見吸 收光譜圖。Absorbance (a. u.):歸一化吸收強度;wavelength (nm):波長(納米)。
[0070] 圖5為本發(fā)明實施例1,2所述聚合物PVDT0IVT和PVDT0IVS的熱重分析曲線圖。 Weight (wt% ):質(zhì)量百分比;Temperature (°C ):溫度(攝氏度)。
[0071] 圖6為本發(fā)明實施例1,2所述聚合物PVDT0IVT和PVDT0IVS的循環(huán)伏安法曲線圖。 Current (mA):電流(毫安);Potential (V):電壓(伏特)。
[0072] 圖7為本發(fā)明提供的聚合物效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖。其中Au:金;Si:硅;SiO2: 二氧化硅;PTS:苯基三氯硅烷;Polymer:聚合物(PVDT0IVT或者PVDT0IVS)。
[0073] 圖8為以本發(fā)明提供的代表性聚合物PVDT0IVT場效應(yīng)晶體管的輸出轉(zhuǎn)移特性曲 線圖和輸出特性曲線圖;其中,|ids1/2I[a]1/2:|電流| 1/2[安培]1/2;ve[v]:柵壓[伏特]; Ids [A]:電流[安培];Vds [V]:源漏電壓[伏特]。
【具體實施方式】
[0074] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步闡述,但本發(fā)明并不限于以下實施例。所 述方法如無特別說明均為常規(guī)方法。所述原材料如無特別說明均能從公開商業(yè)途徑獲得。
[0075] 下述實施例中所用的反應(yīng)底物1參照文獻Heterocycles, 1990, 31,1271-1274或 者Synthesis,2002, 9,1136-1142合成,其余所用反應(yīng)底物、溶劑和催化劑均可從商業(yè)途徑 得到。
[0076] 實施例1、聚合物PVDT0IVT合成(式I中R = 2-癸基十二烷基,X = S)(其合成 路線如圖2所示)
[0077] 1)反-5, 5' -乙烯基雙(2-醛基噻吩)(2)的合成
[0078] 將裝有反-1,2-噻吩基乙烯(1. 92克,10毫摩爾)的無水四氫呋喃(150毫升)溶 液冷卻至_78°C后緩慢滴加2. 5M正丁基鋰的正己烷溶液(8. 4毫升,21毫摩爾)。完成后, 反應(yīng)體系在氮氣保護下,在-78°C繼續(xù)攪拌1小時。撤去冷浴緩慢升溫至0°C,繼續(xù)攪拌5 分鐘。再次冷卻至-78°C,一次性加入N,N-二甲基甲酰胺(I. 7毫升,22毫摩爾)后將反應(yīng) 體系分別在_78°C攪拌30分鐘。緩慢升溫至0°C攪拌30分鐘后用氯化銨飽和水溶液淬滅, 將所得固體通過過濾分離,少量水洗滌后室溫真空條件下干燥得到目標產(chǎn)物2. 2克。產(chǎn)率: 90%〇
[0079] 結(jié)構(gòu)表征數(shù)據(jù)如下:
[0080] 質(zhì)譜:HRMS (m/z) : [M] + : 247. 9970.。
[0081] 氫譜:1H NMR (300MHz,CDCl3) δ (ppm) : 9. 89 (s,2H),7. 69 (d,J = 3.9Hz,2H),7.24(s,2H),7.23(d,J = 3·9Ηζ,2Η).碳譜:13C 匪R(75MHz,CDCl3)S(p pm) : 1182. 6, 150. 2, 142. 8, 136. 9, 128. 2, 124. 5.
[0082] 2)化合物4的合成
[0083] 將裝有反-5, 5'-乙烯基雙(2-醛基噻吩)(2. 48克,10毫摩爾)、6-溴吲哚-2-酮 (4.24克,20毫摩爾)、哌啶(4毫升)和甲醇(100毫升)的懸浮液加熱至回流,在氮氣保護 下攪拌反應(yīng)12小時。停止攪拌,冷卻至室溫后過濾得到固體,分別用水和甲醇洗滌、并在真 空條件下干燥得到黑色固體(4. 6克)。該產(chǎn)物難溶于一般溶劑,不進行進一步純化直接用 于下步反應(yīng)。
[0084] 結(jié)構(gòu)表征數(shù)據(jù)如下:
[0085] 質(zhì)譜:HRMS(m/z) : [M+Na] + :656. 8912.
[0086] 3)歸屬式IX的化合物5的合成
[0087] 將裝有式VII所示化合物4(1.9克,3.0毫摩爾)、歸屬式VIII的化合物1-溴 代-2-癸基-十二烷(3.0克,7. 2毫摩爾)、碳酸鉀(1.2克,9.0毫摩爾)和N,N-二甲基甲 酰胺(50毫升)的懸浮液加熱至KKTC,在氮氣保護下攪拌進行取代反應(yīng)24小時。冷卻體 系至室溫后將體系倒入水(200毫升),三氯甲烷萃取,硫酸鈉干燥,后除去有機溶劑得到的 固體用三氯甲烷/甲醇進行沉降,得到純的目標產(chǎn)物1. 7克(兩步反應(yīng)的總收率為32% )
[0088] 質(zhì)譜:MS (m/z) : [M] + : 1306. 8. ·。
[0089] 氫譜:? NMR (300MHz,CDCl3) δ (ppm) : 7. 59 (m,4H), 7. 34 (m,4H), 7. 17 (d,J =8. 1Hz, 2H), 7. 09(d, J = 3. 6Hz, 2H), 6. 94 (s, 2H), 3. 67 (d, J = 7. 5Hz, 4H), I. 85-1 ? 97(m,4H),1.32-1.23(m,80H),0.89-0.84(m,12H).碳譜:13C NMR(75MHz,CDCl3)S(p pm) : 166. 4, 150. 3, 142. 9, 138. 7, 137. 4, 128. I, 127. 8, 124. 3, 123. 9, 122. 9, 121. 8, 120.1 , 119. 7, 117. 8, 44. 6, 36. 2, 31. 9, 31. 6, 30. 0, 29. 7, 29. 7, 29. 6, 29. 38, 29. 36, 26. 5, 22. 7, 14. I.
[0090] 2)歸屬式I的聚合物PVDTOIVT的合成
[0091] 將式IX所示化合物5 (R = 2-癸基十二烷基)(261.0毫克,0.20毫摩爾)和式X 所示化合物(R4為甲基)化合物6(103. 6毫克,0.20毫摩爾)、鈀催化劑三(二亞芐基丙 酮)二鈀(9.0毫克,0.01毫摩爾)、配體三(鄰甲苯基)膦(18毫克,0.06毫摩爾)和溶 劑氯苯(6. 0毫升)加入到反應(yīng)瓶中,在氮氣中進行低溫除氧后加熱到IKTC氬氣保護進行 Stille聚合反應(yīng)24小時。冷卻后,加入200毫升甲醇/6M HCl混合物(體積比20:1),室 溫下攪拌2小時,過濾。得到的固體用索氏提取器純化。抽提溶劑為依次甲醇、丙酮、正己 烷、各抽提12小時,后用氯苯提取得到目標聚合物250毫克,收率93%。
[0092] 結(jié)構(gòu)表征數(shù)據(jù)如下:
[0093] 分子量:GPC:Mn= 36. 8kDa,Mw= 66. 9kDa,PDI = 1. 82. η 為 27 ;
[0094] 元素分析:C86H120N2O2S4,計算值:C 76. 96, H 9.01,N 2.09;探測值:C 76. 31,H 8. 40, N 2. 06〇
[0095] 由上得知該化合物結(jié)構(gòu)正確,為聚合物PVDTOIVT。
[0096] 實施例2、聚合物PVDT0IVS合成(式I中R = 2-癸基十二烷基,X = Se)(其合成 路線如圖2所示)
[0097] 1)歸屬式IX的化合物5的合成
[0098] 化合物5的合成參照實施例1進行。
[0099] 2)歸屬式I的聚合物PVDT0IVS的合成
[0100] 將化合物5 (26L0毫克,0.20毫摩爾)和式XI所示(R4為甲基)化合物7 (122. 3 毫克,0.20毫摩爾)、三(二亞芐基丙酮)二鈀(6.0毫克)、