本发明涉及一种含氮、硫的稠环化合物的制备方法及应用。
背景技术：
新型π-共轭的有机半导体的设计和合成吸引了越来越多的研究者的关注，因为它们在各种各样的光电器件中有着潜在的应用价值。特别是线性稠合的并环类分子可应用于有机场效应晶体管（ofets）、光发射二极管（leds）和光伏电池（参见anthony,j.e.chem.rev.2006,106,5028.）。近年来的研究兴趣主要集中于并五苯及其衍生物。已有研究表明（参见lin,y.-y.;gundlach,d.j.;nelson,s.f.;jackson,t.n.ieeeelectrondevicelett.1997,18,606.）其在化学修饰的sio2/si基底沉积制成的ofet器件显示了杰出的电荷载流子迁移率为1.5cm2/(v·s)。但并五苯应用于器件时存在着许多缺陷，比如差的溶解度、在空气中有限的稳定性和在固态不利的堆积（参见sheraw,c.d.;jackson,t.n.;eaton,d.l.;anthony,j.e.adv.mater.2003,15,2009.），克服这些缺陷的一个策略是在稠合环体系中引入杂原子来构筑更加稳定的梯形稠合分子。硫作为噻吩结构的引入显示了各种各样的分子间的相互作用，如范德华力、π-π堆积和硫-硫相互作用，这些对获得高的迁移率都起到一定的作用（参见lemaur,v.;dasilvafilho,d.a.;coropceanu,v.;lehmann,m.;geerts,y.;piris,j.;debije,m.g.;vandecraats,a.m.;senthilkumar,k.;siebbeles,l.d.a.;warman,j.m.;brédas,j.-l.;cornil,j.j.am.chem.soc.2004,126,3271.）。此外，氮原子的引入能够很好的增强材料的稳定性。因此，我们设计合成了两个同时含氮、硫的的系列化合物，希望材料的迁移率和稳定性都能得以增加。
技术实现要素：
本发明目的在于提供一种含氮、硫的稠环化合物的制备方法及应用。针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种含氮、硫的稠环化合物的制备方法，由其制备的稠合共轭材料具有优良的溶解性能和载流子传输性能，将其溶解于有机溶剂，然后涂敷在ito玻璃、硅片或者陶瓷等基板上，经适当的加热退火处理后能够形成柔软、高度有序的透明薄膜；同时大的π共轭结构有利于载流子传输，因此本发明还提供此一种含氮、硫的稠环化合物在有机薄膜晶体管领域中的应用。
附图说明
图1为一种含氮、硫的稠环化合物的结构图；
图2为反应合成路线通式图；
图3为化合物3的合成路线图；
图4为化合物6的合成路线图；
图5为化合物9的合成路线图；
图6为化合物12的合成路线图；
图7为化合物15的合成路线图；
图8为化合物18的合成路线图。
具体实施方式
其反应过程如图2所示。
实施例1：
化合物3（图1-b）的具体制备方法如下，其合成方程式为图3：
（1）在室温下，将化合物1（1.00-1.50摩尔/升）、s8（0.50-1.00摩尔/升）溶于n,n-二甲基甲酰胺和三乙胺溶液中，反应3-4天，得到化合物2；
（2）在110℃-115℃，氧气氛围中，将化合物2（1.00-1.05摩尔/升）、环己酮类化合物（5.50-6.00摩尔/升）、三氟乙酸钯(7.00-9.00％摩尔/升)、二氨基吡啶(7.00-9.00％摩尔/升)、柠檬酸（0.40-0.60摩尔/升）溶于甲苯溶液，反应17h-19h，得到化合物3。核磁共振氢谱1hnmr(400mhz,cdcl3)d8.05(m,1h),7.68(m,1h),7.61(m,1h),7.48(m,1h),7.43(m,1h),7.32(m,1h),7.22(m,1h);核磁共振碳谱13cnmr(100mhz,cdcl3)δ150.4,147.3,141.4,138.0,129.9,129.3,129.0,128.3,127.4,127.0,122.6,118.7。
实施例2：
化合物6（图1-c）的具体制备方法如下，其合成方程式为图4：
（1）在室温下，将化合物4（1.00-1.50摩尔/升）、s8（0.50-1.00摩尔/升）溶于n,n-二甲基甲酰胺和三乙胺溶液中，反应3-4天，得到化合物5；
（2）在110℃-115℃，氧气氛围中，将化合物5（1.00-1.05摩尔/升）、环己酮类化合物（5.50-6.00摩尔/升）、三氟乙酸钯(7.00-9.00％摩尔/升)、二氨基吡啶(7.00-9.00％摩尔/升)、柠檬酸（0.40-0.60摩尔/升）溶于甲苯溶液，反应17h-19h，得到化合物6。核磁共振氢谱1hnmr(400mhz,cdcl3)d8.68(m,1h),7.89(m,1h),7.73(m,1h),7.67(m,1h),7.60(m,1h),7.54(m,1h),7.32(m,1h);核磁共振碳谱13cnmr(100mhz,cdcl3)δ154,151.5,149.8,135.7,134.3,128.6,128.1,126.27,126.2,125.7,124.1,120.8。
实施例3：
化合物9（图1-d）的具体制备方法如下，其合成方程式为图5：
（1）在室温下，将化合物7（1.00-1.50摩尔/升）、s8（0.50-1.00摩尔/升）溶于n,n-二甲基甲酰胺和三乙胺溶液中，反应3-4天，得到化合物8；
（2）在110℃-115℃，氧气氛围中，将化合物8（1.00-1.05摩尔/升）、环己酮类化合物（5.50-6.00摩尔/升）、三氟乙酸钯(7.00-9.00％摩尔/升)、二氨基吡啶(7.00-9.00％摩尔/升)、柠檬酸（0.40-0.60摩尔/升）溶于甲苯溶液，反应17h-19h，得到化合物9。核磁共振氢谱1hnmr(400mhz,cdcl3)d8.05(m,1h),7.68(m,1h),7.61(m,1h),7.43(m,1h),7.21(m,1h),6.99(m,1h),6.73(m,1h),3.73(s,1h);核磁共振碳谱13cnmr(100mhz,cdcl3)δ161.2,154.0,151.5,149.8,147.3,139.0,130.3,129.9,129.0,127.0,122.6,126.7,120.8,119.7,114.8,111.2,55.9。
实施例4：
化合物12（图1-e）的具体制备方法如下，其合成方程式为图6：
（1）在室温下，将化合物10（1.00-1.50摩尔/升）、s8（0.50-1.00摩尔/升）溶于n,n-二甲基甲酰胺和三乙胺溶液中，反应3-4天，得到化合物11；
（2）在110℃-115℃，氧气氛围中，将化合11（1.00-1.05摩尔/升）、环己酮类化合物（5.50-6.00摩尔/升）、三氟乙酸钯(7.00-9.00％摩尔/升)、二氨基吡啶(7.00-9.00％摩尔/升)、柠檬酸（0.40-0.60摩尔/升）溶于甲苯溶液，反应17h-19h，得到化合物12。核磁共振氢谱1hnmr(400mhz,cdcl3)d8.65(d,1h),8.05(d,1h),7.68(d,1h),7.61(d,1h),7.43(d,1h),7.60(d,1h),7.2(s,1h),7.0(d,1h);核磁共振碳谱13cnmr(100mhz,cdcl3)δ154.5,149.9,147.4,147.1,139.7,129.9,129.0,128.23,128.2,127.0,123.2,121.6。
实施例5：
化合物15（图1-f）的具体制备方法如下，其合成方程式为图7：
（1）在室温下，将化合物13（1.00-1.50摩尔/升）、s8（0.50-1.00摩尔/升）溶于n,n-二甲基甲酰胺和三乙胺溶液中，反应3-4天，得到化合物14；
（2）在110℃-115℃，氧气氛围中，将化合物14（1.00-1.05摩尔/升）、环己酮类化合物（5.50-6.00摩尔/升）、三氟乙酸钯(7.00-9.00％摩尔/升)、二氨基吡啶(7.00-9.00％摩尔/升)、柠檬酸（0.40-0.60摩尔/升）溶于甲苯溶液，反应17h-19h，得到化合物15。核磁共振氢谱1hnmr(400mhz,cdcl3)d8.65(d,1h),8.05(d,1h),7.68(d,1h),7.61(d,1h),7.60(d,1h),7.43(d,1h),7.4(s,1h),6.3(d,1h);核磁共振碳谱13cnmr(100mhz,cdcl3)δ154.5,147.4,149.9,147.1,144.1,138.5,129.9,129.3,129.0,125.2,123.2,121.4,108.8。
实施例6：
化合物18（图1-g）的具体制备方法如下，其合成方程式为图8：
（1）在室温下，将化合物16（1.00-1.50摩尔/升）、s8（0.50-1.00摩尔/升）溶于n,n-二甲基甲酰胺和三乙胺溶液中，反应3-4天，得到化合物17；
（2）在110℃-115℃，氧气氛围中，将化合物17（1.00-1.05摩尔/升）、环己酮类化合物（5.50-6.00摩尔/升）、三氟乙酸钯(7.00-9.00％摩尔/升)、二氨基吡啶(7.00-9.00％摩尔/升)、柠檬酸（0.40-0.60摩尔/升）溶于甲苯溶液，反应17h-19h，得到化合物18。核磁共振氢谱1hnmr(400mhz,cdcl3)d8.65(d,1h),8.05(d,1h),7.68(d,1h),7.61(d,1h),7.60(d,1h),7.43(d,1h),7.30(d,1h),7.25(d,1h),7.19(s,1h),6.93(d,1h);核磁共振碳谱13cnmr(100mhz,cdcl3)δ163.4,154.0,151.5,147.3,149.8,139.6,130.9,129.9,128.3,127.0,126.7,123.0,122.6,120.8,116.0,115.8。