π擴展萘二酰亞胺的制備及其作為半導(dǎo)體的用圖
【專利說明】n擴展萘二酰亞胺的制備及其作為半導(dǎo)體的用途
[0001] 本發(fā)明涉及核擴展萘二酰亞胺衍生物和包含核擴展萘二酰亞胺衍生物作為半導(dǎo) 體材料的電子器件。
[0002] 萘二酰亞胺為一類通用的發(fā)色團。萘二酰亞胺在應(yīng)用如有機場效應(yīng)晶體管、有機 發(fā)光器件、光生伏打器件如染料敏化太陽能電池（DSC)和靜電復(fù)印術(shù)中也獲得了越來越多 的意義。
[0003] 已知通過將母體萘二酰亞胺核在2、3、6和7位上官能化而改進萘二酰亞胺的性 能。然而，近來僅證明了萘二酰亞胺的側(cè)向核擴張。
[0004] Suraru,S. -L. ；Zhieschang,U. ；Klauk,H. ；ffilrthner,F.Chem.Commun. 2011,47, 11504-11506描述了以下核擴展萘二酰亞胺及其作為p-通道半導(dǎo)體在薄膜晶體管中的用 途：
[0005]
〇
[0006] Hu，Y. ;Gao，X. ;Di，C. ;Yang，X. ;Zhang，F(xiàn). ;Liu，Y. ;Li，H?和 Zhu，D. Chem. Mater. 2011，23,1204-1215描述了與硫雜環(huán)稠合的以下核擴張萘二酰亞胺及其作為n-通 道半導(dǎo)體在薄膜晶體管中的用途：
[0007]
[0008] Doria,F.；DiAntonio,M. ；Benotti,M. ；Verga,D. ；Freccero,M.J.Org. Chem. 2009, 74,8616-8625描述了以下萘二酰亞胺衍生物：
[0009]
[0010] Langhals，H. ;Kinzel，S.J.Org.Chem. 2010, 75, 7781-7784 描述了 萘二酰亞胺衍 生物：
[0011]
[0013] Zhou，C. ;Li，Y. ;Zhao，Y. ;Zhang，J. ;Yang，W. ;Li，Y.Org.Lett. 2011，13, 292-295 描述了以下核取代萘二酰亞胺化合物：
[0014]
[0015] Chen,X. ；Guo,Y. ；Tan,L. ；Yang,G. ；Li,Y. ；Zhang,G. ；Liu,Z. ；Xu,ff. ；Zhang, D.J.Mat.Chem.C，2013,1，1087-1092描述了以下化合物及其作為n-通道半導(dǎo)體在有機場 效應(yīng)晶體管中的用途：
[0016]
[0017] 本發(fā)明的目的是提供核取代萘二酰亞胺衍生物。
[0018] 該目的通過權(quán)利要求1的化合物和權(quán)利要求5的器件解決。
[0019] 本發(fā)明化合物具有下式：
[0020]
[0021] 其中：
[0022] X為0或NR13，
[0023] 其中R13為H、C: 3。烷基、C3s環(huán)烷基、C6 14芳基或5-14元雜環(huán)體系A(chǔ)，R\R2、R7和 R8相互獨立地為H、Ci3。烷基、C3s環(huán)烷基、C6 14芳基或5-14元雜環(huán)體系A(chǔ)，且
[0024] R3、R4、R5、R6、R9、R1。、R11 和R12相互獨立地為H、Ci3。烷基、C3s環(huán)烷基、C6 14芳基、 5-14 元雜環(huán)體系A(chǔ)、鹵素、NR14R15、OH、OR16、SH、SR17、CN、N02、-S-CN、-C(0)-H、-C(0)-R18、C0 OH、-C(0) -NR19R2。、-S02-0H、-S02-NH2或-SO2-R21，其中：
[0025] R14、R15、R16、R17、R18、R19、R2。和R21相互獨立地為H、C: 3。烷基、C3s環(huán)烷基、C6 14芳基 或5-14元雜環(huán)體系A(chǔ)，
[0026] 或者
[0027]R3和R4，
[0028]R5和R6，
[0029] R9和R1Q，或者
[0030] R11 和R12
[0031] 與它們連接的C原子一起形成C5 14元環(huán)體系或5-14元雜環(huán)體系B，
[0032]其中：
[0033] Q3。烷基可被一個或多個選自如下的取代基取代「O-Cii。烷基、-[-0-Ci6亞烷 基 _]「0-Ci:。烷基、苯基、環(huán)戊基、環(huán)己基、鹵素、-C(0) 0-R22、-〇_C(0) -R23和C(0) -R24，
[0034] C3s環(huán)烷基可被一個或多個選自如下的取代基取代：Cii。烷基、-0-Ci:。烷 基、-[?! 6亞烷基_]n-O-Ci丨。烷基和苯基，
[0035] C6 14芳基、C5 14元環(huán)體系、5-14元雜環(huán)體系A(chǔ)和5-14元雜環(huán)體系B可被一個或多 個選自如下的取代基取代：Qi。烷基、-〇-Cii。烷基、-[-0-Ci6亞烷基-]n-O-Cii。烷基、環(huán)戊 基、環(huán)己基、苯基、鹵素、CN、N02、-S-CN、-C(0) -H、-C(0) 0-R22、-0-C(0) -R23和C(0) -R24，
[0036]其中：
[0037]Q:。烷基可被一個或多個鹵素取代，
[0038] R22、R23和R24相互獨立地為Cii。烷基、環(huán)戊基、環(huán)己基或苯基，且n為1-15。
[0039] Gi。烷基、Ci3。烷基和Ci2。烷基可以為支化或非支化的。Cii。烷基的實例為甲基、 乙基、正丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、異丁基、叔丁基、正戊基、新戊基、異戊基、正-(1-乙 基）丙基、正己基、正庚基、正辛基、正-(1-乙基）己基、正壬基和正癸基。c12。烷基的實例 為Cii。烷基以及正^^一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷 基、正十七烷基、正十八烷基、正十九烷基和正^十烷基（C2。）。Ci3。烷基的實例為ci2。烷基 以及正-(2-辛基）十二烷基、正二十二烷基（C22)、正二十四烷基（C24)、正-(2-癸基）十四 烷基、正^十八烷基（C26)、正二十八烷基（C28)和正二十烷基（C3。）。
[0040] C3s環(huán)烷基的實例為環(huán)丙基、環(huán)丁基、環(huán)戊基、環(huán)己基、環(huán)庚基和環(huán)辛基。
[0041] 5-14元雜環(huán)體系A(chǔ)可以為飽和5-14元雜環(huán)體系A(chǔ)或不飽和5-14元雜環(huán)體系A(chǔ)， 包括芳族5-14元雜環(huán)體系A(chǔ)。5-14元雜環(huán)體系A(chǔ)包含1個或多個雜原子。雜原子可優(yōu)選 為N、0和/或S。5-14元雜環(huán)體系A(chǔ)可以為單環(huán)或多環(huán)如二環(huán)。
[0042]5-8元飽和雜環(huán)體系A(chǔ)的實例為：
[0043] CN105143231A 說明書 7/31 頁
[0044] 不飽和5-14元雜環(huán)體系A(chǔ)的實例為：
[0045]
[0046] 以及芳族5-14元雜環(huán)體系A(chǔ)，例如：
[0047]
[0048]
y
[0049] C614芳基的實例為苯基和萘基。
[0050] 鹵素的實例為F、Cl、Br和I。
[0051] C514元環(huán)體系可以為單環(huán)或多環(huán)如二環(huán)。
[0052] C5 14元環(huán)體系的實例為：
[005?1
[0054] 其中用星號標(biāo)注的C原子為R3和R 4、R5和R6、R9和R 1(]或者R 11和R 12連接在其上 的C原子。
[0055] 5-14元雜環(huán)體系B可以為單環(huán)或多環(huán)如二環(huán)。5-14元雜環(huán)體系B包含一個或多 個雜原子。雜原子優(yōu)選為N、0和/或S。5-14元雜環(huán)體系B的實例為：
[0056]
[0057]
[0058] 其中用星號標(biāo)注的C原子為R3和R4、R5和R6、R9和R1(]或者R11和R12連接在其上 的C原子。
[0059]Q6亞烷基的實例為亞甲基、亞乙基、亞丙基和亞丁基。
[0060] 在優(yōu)選的式（1)或⑵化合物中：
[0061]X為0或NR13，
[0062] 其中R13為11或(：13。烷基，
[0063] R1、R2、R7和R8相互獨立地為H、Ci3。烷基或C6 14芳基，且
[0064] R3和R4，
[0065] R5和R6，
[0066] R9和R1Q，或者
[0067] R11和R12
[0068] 與它們連接的C原子一起形成C5 14元環(huán)體系或5-14元雜環(huán)體系B，
[0069]其中：
[0070]Q3。烷基可被一個或多個選自如下的取代基取代「O-Cii。烷基、-[-0-Ci6亞烷 基 _]「0-Ci:。烷基、苯基、環(huán)戊基、環(huán)己基、鹵素、-C(0) 0-R22、-〇_C(0) -R23和C(0) -R24，
[0071] C6 14芳基、C5 14元環(huán)體系和5-14元雜環(huán)體系B可被一個或多個選自如下的取代基 取代：Qi。烷基、-〇_Cii。烷基、-[-0-Ci6亞烷基-]「0-Cii。烷基、環(huán)戊基、環(huán)己基、苯基、齒 素、CN、N02、-S-CN、-C(0) -H、-C(0) 0-R22、-0-C(0) -R23和C(0) -R24，
[0072]其中：
[0073]Q丨。烷基可被一個或多個鹵素取代，
[0074] R22、R23和R24相互獨立地為Cii。烷基、環(huán)戊基、環(huán)己基或苯基，且
[0075]n為 1-15。
[0076] 在更優(yōu)選的式（1)或⑵中：
[0077]X為0或NR13，
[0078]其中R13為H，
[0079] R1、R2、R7和R8相互獨立地為C丨2。烷基或C6 14芳基，且
[0080] R3和R4，
[0081] R5和R6，
[0082] R9和R1Q，或者
[0083] R11 和R12
[0084] 與它們連接的C原子一起形成C5 14元環(huán)體系，
[0085] 其中：
[0086] Q2。烷基可被一個或多個選自如下的取代基取代：-0_Cii。烷基、-[-0-Ci6亞烷 基 _]「0-Ci:。烷基、苯基、環(huán)戊基、環(huán)己基、鹵素、-C(0) 0-R22、-〇_C(0) -R23和C(0) -R24，
[0087] C614芳基和C514元環(huán)體系可被一個或多個選自如下的取代基取代:。烷 基、_〇 _(^i。烷基、-[-0_Ci6亞烷基-]n-O-Cii。烷基、環(huán)戊基、環(huán)己基、苯基、鹵素、CN、 N02、-S-CN、-C(0) -H、-C(0) 0-R22、-0-C(0) -R23和C(0)-R24，
[0088] 其中：
[0089] Qi。烷基可被一個或多個鹵素取代，
[0090] R22、R23和R24相互獨立地為Cii。烷基、環(huán)戊基、環(huán)己基或苯基，且
[0091] n為 1_15〇
[0092] 在最優(yōu)選的式（1)或（2)化合物中：
[0093] X為 0 或NR13，
[0094] 其中R13為H，
[0095] R1、R2、R7和R8相互獨立地為C: 2。烷基或C6 14芳基，且
[0096] R3和R4，
[0097] R5和R6，
[0098] R9和R1Q，或者
[0099] R11 和R12
[0100] 與它們連接的C原子一起形成選自如下的c514元環(huán)體系：
[0101]
[0102] 其中用星號標(biāo)注的C原子為R3和R4、R5和R6、R9和R10或者R11和R12連接在其上 的C原子，
[0103] 其中：
[0104] c614芳基和選自如下的C514元環(huán)體系：
[0105]
[0106] 可被一個或多個選自如下的取代基取代：可被一個或多個鹵素取代的Qi。烷基和 鹵素。
[0107] 特別優(yōu)選的式（1)化合物為下式的化合物：
[0108]
[0109]
[0110]
[0111] 特別優(yōu)選的式⑵化合物為下式的化合物：
[0112]
[0113] 式⑴和⑵化合物可通過本領(lǐng)域中已知的任何方法