专利名称：二苯并并四噻吩化合物及其制备方法与应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种ニ苯并并四噻吩化合物及其制备方法与应用。
背景技术：
有机场效应晶体管(organicfield-effect transistors,简称 OFETs)是以η-共轭有机化合物为半导体材料，通过电场来控制材料导电能力的有源器件。从1986年被报道以来(Tsumura, A. ；Koez uka, H. ;Ando, Τ· Appl. Phys. Lett, 1986,49,1210), OFETs 取得了很大的进展。OFETs具有有机半导体的诸多优良特性，如易于制备和功能化、较低的器件制备温度、良好的柔韧性、和塑料衬底有良好的兼容性以及可大面积制备等，因而越来越受到人们的重视。OFET器件未来可应用于智能卡、电子商标、电子纸、存储器、传感器和有源矩阵显示器等方面，是有机光电子器件和电路的关键元器件，显示出了极大的发展和应用前景。在OFET器件中起关键作用的是有机半导体材料，按载流子传输特性可分为P型和η型材料，其载流子分别为空穴和电子。其中，P型材料以并五苯为代表，发展较早。如今，因为噻吩类化合物的良好的共轭性，较低的最高占据分子轨道(HOMO)以及较强的分子间作用力(如硫-硫作用和碳-氢-η作用等)对于材料的空气稳定性和空穴传输较为有利，所以并噻吩类材料已成为新的合成热点。相比奇数环的分子，含偶数噻吩环単元的分子拥有C2h的中心対称性，对称结构利于分子在薄膜中的堆积，形成有效的分子间相互作用，这对提高材料的空穴迁移率是更加有利的。本发明中合成了ー类ニ苯并并四噻吩化合物，[I]苯并噻吩并[2”.3”:4，，5，]噻吩并[2，.3，:4，5]噻吩并[3，2_b][l]苯并噻吩(L-DBTTA),就是这样的含偶数噻吩环的分子。与并四噻吩的苯环取代衍生物相比，取代基变为并环，有利于分子的刚性结构和更高的共轭性；与ニ苯并[d，d’ ]噻吩并[3，2-b :4，5-b’ ] ニ噻吩(Gao, J. ；Li, R. ；Li, L. ；Meng, Q. ；Jiang, H. ；Li, H. ；Hu, ff. Adv. Mater. 2007,19, 3008)比，共轭性得到增加；与并六噻吩(Liu, Y. ；Sun, X. ；Di,C.-a. ；Liu, Y. ；Du, C. ；Lu, K. ；Ye, S.；Yu, G. Chem. -AnAsian J. 2010，5，1550)相比，分子端位并环封端有利于分子间的C-H…π相互作用。这类分子在场效应应用中有一定的潜力。
发明内容
本发明的目的是提供一种ニ苯并并四噻吩类化合物及其制备方法。本发明提供了一种制备ニ苯并并四噻吩类化合物所用的中间体化合物，其结构通式如式III所示，为2，5-ニ [R取代的2-甲亚硫酰基苯基]噻吩并[3，2-b]噻吩化合物；
权利要求
1.式III所示化合物，
2.一种制备式III所示化合物的方法，包括如下步骤 1)在催化剂存在的条件下，将2，5-ニ溴噻吩并[3，2-b]噻吩与R取代的2-甲硫基苯 硼酸混匀进行Suzuki反应，反应完毕得到式II所示2，5-ニ(R取代的2-甲硫基苯基)噻吩并[3，2-b]噻吩化合物；
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在干所述步骤I)中，所述催化剂选自四(三苯基膦)钯、ニ氯ニ茂铁合钯和醋酸钯中的至少ー种；所述2，5-ニ溴噻吩并[3，2-b]噻吩、2-甲硫基苯硼酸与催化剂的投料摩尔用量比为2. O 2. 5 I O. 05-0. 15，优选2.I : I : O. I ;所述Suzuki反应步骤中，温度为100 120°C，时间为12 24小时； 所述步骤2)中，所述氧化剂选自过氧化氢水溶液、间氯过氧苯甲酸和过氧こ酸中的至少ー种；所述过氧化氢水溶液的质量百分浓度为30-35%，优选30%;所述氧化剂与步骤I)所得式II所示2，5-ニ(R取代的2-甲硫基苯基)噻吩并[3，2-b]噻吩化合物的投料摩尔用量比为2. I I 2. 3 I ;所述反应步骤中，温度为25-40°C，时间为24小时。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于所述步骤I)和步骤2)所述反应均在溶剂中进行； 所述步骤I)中，所述溶剂选自无水I，4- ニ氧六环、四氢呋喃和こニ醇ニ甲醚中的至少ー种； 所述步骤2)中，所述溶剂选自こ酸、甲酸和丙酸中的至少ー种。
5.式I所示化合物，
6.ー种制备权利要求5所述式I所示化合物的方法，包括如下步骤将权利要求I所述式III所示化合物与三氟甲磺酸混匀进行反应，反应完毕后用吡啶进行脱甲基反应，反应完毕得到所述式I所示化合物。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述式III所示化合物与三氟甲磺酸的投料摩尔用量比为I : 50-400，优选I : 125。
8.根据权利要求6-7任一所述的方法，其特征在于所述式III所示化合物与三氟甲磺酸混匀进行反应步骤中，温度为室温，时间为24 36小时； 所述脱甲基反应步骤中，温度为100 110°C，时间为O. 5 I. O小时。
9.权利要求5所述化合物在制备有机场效应晶体管中的应用。
10.以权利要求5所述化合物为有机半导体层的有机场效应晶体管。
全文摘要
本发明公开了一种二苯并并四噻吩化合物及其制备方法与应用。二苯并并四噻吩化合物，结构如式I所示，其中，R为氢、烷基或芳基。本发明还提供了式(I)化合物的制备方法。本发明的合成路线简单、有效；原料为商业化的廉价产品，合成成本低；合成方法具有普适性，可以推广应用到其他各种取代基取代的二苯并并四噻吩化合物的合成。以本发明合成的[1]苯并噻吩并[2”.3”4’，5’]噻吩并[2’.3’4，5]噻吩并[3，2-b][1]苯并噻吩为有机半导体层制备的OFET的迁移率和开关比都比较高，迁移率最高为0.15cm2V-1s-1，开关比大于106；在OFET器件中有良好的应用前景。
文档编号C07D495/22GK102643290SQ20121011343
公开日2012年8月22日 申请日期2012年4月17日 优先权日2012年4月17日
发明者于贵, 刘云圻, 朱敏亮, 王丽萍, 罗皓, 陈华杰, 黄剑耀 申请人:中国科学院化学研究所