一种基于2,1,3-苯并噻二唑并二噻吩衍生物的共轭聚合物及其合成方法
【专利摘要】本发明公开了基于5,8-双(4-辛基噻吩-2-基)噻吩并[2',3':3,4,3',2':5,6]苯并[1,2-c][1,2,5]噻二唑的共轭聚合物，其制备方法为：以有机物为起始单体制备有机锡，然后将有机锡与5,8-双(5-溴-4-烷基噻吩-2-基)噻吩并[2',3':3,4,3',2':5,6]苯并[1,2-c][1,2,5]噻二唑进行Stille偶合反应制备共轭聚合物。本发明所制备得到的共轭聚合物具有较好的溶解性、化学稳定性和热稳定性，是很有潜力的有机太阳能电池给体材料。
【专利说明】—种基于2, 1, 3-苯并噻二唑并二噻吩衍生物的共轭聚合物及其合成方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及含碳、氢、氮、硫的共轭聚合物，具体涉及基于2，I, 3-苯并噻二唑并二噻吩衍生物的共轭聚合物及其合成方法。
【背景技术】
[0002]能源是经济社会可持续发展和国家竞争力的重要物质基础，能源问题是人类面临的最严重的问题，也是当今国际政治、经济、国家安全、外交关注的焦点。面对化石能源的日渐枯竭，寻找清洁、绿色、可再生的能源就成了人类在21世纪可持续发展迫切需要解决的问题之一。与传统的煤、石油天然气相比，以核能、风能、太阳能、生物能等为代表的新能源具有清洁、可再生的优势，而在众多新能源技术之中，太阳能因为其取之不尽用之不竭、安全无风险、适用区域广泛等诸多优点而得到人们的普遍关注，世界上越来越多的国家都开展了太阳能利用的研究。
[0003]目前常见的太阳能应用主要有太阳能电池、太阳能热水器、太阳能台灯等。太阳能电池是当今世界研究的较为热门的应用，体异质结太阳能电池便是其代表，其核心结构是由电子给体材料和电子受体材料组成的体异质结。2，I, 3-苯并噻二唑并二噻吩衍生物是一种常用的电子给体材料，其本身具有较窄的带隙，较好的刚性，热稳定性，在太阳能电池领域具有较为光明的前景。
【发明内容】
[0004]本发明的目的旨在通过Stille偶合合成一种基于2，I, 3_苯并噻二唑并二噻吩衍生物的共轭聚合物。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:
[0006]一种基于2，I, 3-苯并噻二唑并二噻吩衍生物的共轭聚合物，所述聚合物是基于5，8-双(4-辛基噻吩-2-基)噻吩并[2，，3’: 3，4，3，，2，: 5，6]苯并[I, 2-c] [I, 2，5]噻二
唑的共轭聚合物，其结构式为:
[0007]
【权利要求】
1.一种基于2，1, 3-苯并噻二唑并二噻吩衍生物的共轭聚合物，其特征在于所述聚合物是基于5，8-双(4-辛基噻吩-2-基)噻吩并[2’，3’: 3，4，3’，2’: 5，6]苯并[1，2-c][1,2, 5]噻二唑的共轭聚合物，其结构式为:
2.—种权利要求1所述共轭聚合物的合成方法，其特征在于它包括如下步骤: (1)有机锡的制备: 低温及气体保护的氛围下，向有机物中逐滴加入正丁基锂的溶液，随后在所述低温下搅拌反应0.5~lh，升至室温再反应0.5~3h，然后降至低温后，逐滴加入三甲基氯化锡的溶液，再升至室温反应I~12h，反应结束后，经过后处理即可得到较纯的有机锡； (2)基于2，I,3-苯并噻二唑并二噻吩衍生物的共轭聚合物的制备: 将有机锡和2，1，3-苯并噻二唑并二噻吩衍生溴代物溶于精制的甲苯中，在液氮冷冻下，排尽体系中的空气，恢复至室温，气体保护下快速加入催化剂，避光条件下，105~115°C反应40~50h，再降至室温，对反应液进行后处理及纯化，即得较纯的基于2，I, 3-苯并噻二唑并二噻吩衍生物的共轭聚合物。
3.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于步骤(1)所述有机物、正丁基锂和三甲基氯化锡的摩尔比为2:5:6。`
4.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于步骤(1)所述低温为-78~0°C。
5.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于步骤(1)所述正丁基锂的溶液为正丁基锂的THF溶液或正丁基锂的正己烷溶液，所述三甲基氯化锡的溶液为三甲基氯化锡的THF溶液或三甲基氯化锡的正己烷溶液。
6.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于步骤(1)所述后处理为:用水/正己烷或水/乙酸乙酯萃取，有机相用过量硫酸镁或硫酸钠干燥，蒸发除去有机溶剂后，采取重结晶或者柱层析的方式进行提纯，所述重结晶采用异丙醇或乙醇为结晶溶剂，所述柱层析采用碱性三氧化二铝为管柱填充物，正己烷为洗脱剂。
7.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于步骤(2)所述有机锡和2，1，3_苯并噻二唑并二噻吩衍生溴代物的摩尔比为1:1.1~1.1:1。
8.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于步骤(2)所述的催化剂为四(三苯基膦)钯、或三(二亚苄基丙酮)二钯，所述催化剂的摩尔量为2，1，3-苯并噻二唑并二噻吩溴代衍生物的摩尔量的2~4%。
9.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于步骤(2)所述后处理及纯化为:用甲醇沉淀反应液，过滤并干燥，利用柱层析分离，然后再用甲醇沉淀，干燥后即得较纯的共轭聚合物。
【文档编号】C07D519/00GK103483559SQ201310424147
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月17日 优先权日:2013年9月17日
【发明者】刘治田, 胡双强, 柳斌 申请人:武汉工程大学