專利名稱：并四苯-5,6:11,12-四羧酸二酰亞胺類化合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及 并四苯-5，6:11，12-四羧酸二酰亞胺類化合物、以及該化合物的制備方法，還涉及并四苯_5，6:11，12-四羧酸二酰亞胺類化合物在有機(jī)電致發(fā)光器件、有機(jī)熱致色變元件、有機(jī)場效應(yīng)晶體管、有機(jī)太陽能電池中作為吸光材料和電子傳輸材料的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
并苯類因?yàn)榫哂泻艽蟮墓曹楏w系，被發(fā)現(xiàn)具有良好的電荷傳輸特性，并顯示出了良好的場效應(yīng)性能并且在柔性電子器件(泛Rev. 2004, 104, 4891 -AcIn. Mater.2002, 14, 99.)有著潛在的應(yīng)用。蒽是目前被報道的體系最小的并苯類場效應(yīng)性能材料，在溫度較低時，其單晶遷移率約0. 02 cm2/Vs Uppl. Phys. Le11. 2004, 84,5383-5385.)。在十八烷基氯硅烷(ODTS)修飾的SiO2基底上，并四苯薄膜(為吵7. Phys.Lett. 2002，80, 2925-2927.)的遷移率達(dá)到 0. I cm2/Vs，其單晶 O； Appl. Phys. 2004，96, 2080-2086.)遷移率可達(dá)I. 3 cm2/Vs,開關(guān)比高達(dá)106。到目前為止對于并四苯的修飾僅有兩類兩類報道，一類是紅熒烯，作為并四苯衍生物中的明星分子，盡管紅熒烯的四個苯環(huán)取代基使整個分子并不是一個共平面體系，但四個側(cè)位取代基卻使相鄰分子中心核間形成了較大的31-31重疊(5bie/ ce. 2004, 303,1644-1646.)。另一類是鮑哲南等人合成了一系列基于并四苯的鹵代物。發(fā)現(xiàn)鹵素的數(shù)量對于分子的堆積有密切關(guān)系，單個鹵素取代的化合物呈現(xiàn)魚骨狀堆積，兩個鹵素取代的化合物呈現(xiàn)出滑移n堆積?；诘膱鲂?yīng)晶體管顯示了較大范圍的遷移率，其中二溴取代物的遷移率高達(dá)I. 6 cm2/Vs，可能歸因于其較大的重疊。(J. Am. Chem. Soc. 2004, 126,15322-15323.)。本發(fā)明發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，高遷移率的N-type材料可以通過強(qiáng)吸電子取代基功能化傳統(tǒng)的P-type核而得到，比如說全氟取代的并五苯O； Am. Chem. Soc. 2004，126,8138-8140)，并五苯的全部氫被吸電子的氟原子所取代，一方面提高了并五苯的穩(wěn)定性，另一方面使全氟并五苯表現(xiàn)出N-type有機(jī)半導(dǎo)體性質(zhì)，同樣，強(qiáng)吸電子的酰亞胺功能化茈以及萘，即花酰亞胺(如職#. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 740-743)和萘酰亞胺(艙tore,2000，404, 478-481)，都表現(xiàn)出優(yōu)異的的N-type場效應(yīng)性能而被廣泛的研究。但是，本領(lǐng)域仍有需求獲得強(qiáng)吸電子酰亞胺取代的并四苯_5，6:11，12-四羧酸二酰亞胺類化合物，特別地，本領(lǐng)域仍有需求獲得一類并四苯-5，6:11，12-四羧酸二酰亞胺類化合物，其可以在的溶液在空氣中放置數(shù)周其紫外吸收峰沒有改變，即具有非常好的穩(wěn)定性，應(yīng)該可以作為空氣中穩(wěn)定的n-型電子傳輸材料。此外，本領(lǐng)域仍有需求所述類型并四苯-5，6:11，12-四羧酸二酰亞胺類化合物在可見光以及近紅外(350-830nm)有較寬的吸收。進(jìn)而，本領(lǐng)域仍有需求一種簡單高效的合成上述化合物的制備方法，并需要具有較高產(chǎn)率的制備方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的在于提供并四苯-5,6:11，12-四羧酸二酰亞胺類化合物。本發(fā)明的又一個目的在于提供制備上述目的化合物的方法。本發(fā)明涉及并四苯-5，6:11，12-四羧酸二酰亞胺化合物，其具有如下式I結(jié)構(gòu)
權(quán)利要求
1.并四苯-5，6:11，12-四羧酸二酰亞胺化合物，其具有如下式I結(jié)構(gòu)
2.如權(quán)利要求I所述化合物，其中R3和R4—起形成，或R8和R9 —起形成，下述基團(tuán)取代或未被取代的，C3-30環(huán)烷基、C5-30芳基、C1-30烷基芳基、C1-30烷基雜芳基、C1-30烷基雜環(huán)基、C1-30亞烷基氧基芳基、C1-30亞烷基氧基雜芳基、C1-30亞烷基氧基雜環(huán)基。
3.如權(quán)利要求I或2所述化合物，其中芳基選自，取代或未被取代的，苯基，萘基，蒽基，菲基，并四苯基，并五苯基，并六苯基，芘基，茚基，聯(lián)苯基，芴基。
4.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述化合物，其中雜環(huán)基選自，取代或未被取代的，噻吩基、呋喃基、吡喃基、吩喝噻基、吡咯基、咪唑基、吡唑基、吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、噠嗪基、吲嗪基、吲哚基、異吲哚基基、吲唑基、嘌呤基、喹嗪基、喹啉基、酞嗪基、萘啶基、喹喔啉基、蝶啶基、咔唑基、咔啉基、菲啶基、菲咯啉基、吖啶基、吩嗪基、噻唑基、吩噻嗪基、嚷唑基、吩嚷嗪基、嚷唑基、嚷二唑基、呋咱基、二噻吩并吡咯基、三并噻吩基、苯并嚷唑基、苯并咪唑基、苯并噻吩基、苯并噻唑基、苯并噻吩基、苯并呋喃基、苯并吡喃基、苯并吩嗜噻基、苯并吡咯基、苯并咪唑基、苯并吡唑基、苯并吡啶基、苯并吡嗪基、苯并嘧啶基、苯并噠嗪基、苯并吲嗪基、苯并吲哚基、苯并吲唑基、苯并嘌呤基、苯并喹嗪基、苯并喹啉基、苯并酞嗪基、苯并萘啶基、苯并喹喔啉基、苯并蝶啶基、苯并咔唑基、苯并咔啉基、苯并菲啶基、苯并菲咯啉基、苯并吖啶基、苯并吩嗪基、苯并噻唑基、苯并吩噻嗪基、苯并嚷唑基、苯并吩嚷嗪基、或上述基團(tuán)的環(huán)與上述權(quán)利要求2所定義芳基的環(huán)稠合衍生的基團(tuán)，或上述基團(tuán)的組合，這些取代基中的每一個可以另外被取代。
5.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述化合物，其中烷基選自，取代或未被取代的甲基，乙基，丙基，異丙基，正丁基，仲丁基，異丁基，叔丁基，戊基，己基，庚基，辛基，壬基、癸基、^^一碳燒基、十~■碳燒基、十二碳燒基、十四碳燒基、十五碳燒基、十TK碳燒基、十七碳燒基、十八碳燒基、十九碳燒基和~■十碳燒基。
6.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述化合物，其中烷氧基選自，取代或未被取代的甲氧基，乙氧基，丙氧基，異丙氧基，正丁氧基，仲丁氧基，異丁氧基，叔丁氧基，戍氧基，己氧基，庚氧基，羊氧基，壬氧基、癸氧基、十一碳燒氧基、十~■碳燒氧基、十二碳燒氧基、十四碳燒氧基、十五碳燒氧基、十TK碳燒氧基、十七碳燒氧基、十八碳燒氧基、十九碳燒氧基和_■十碳燒氧基。
7.如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述化合物，其中亞烷基選自，取代或未被取代的亞甲基、亞乙基、亞丙基、亞異丙基、亞正丁基、亞仲丁基、亞異丁基、亞叔丁基、亞戊基、亞己基、亞庚基、亞辛基、亞壬基、亞癸基、亞i^一碳烷基、亞十二碳烷基、亞十三碳烷基、亞十四碳烷基、亞十五碳烷基、亞十六碳烷基、亞十七碳烷基、亞十八碳烷基、亞十九碳烷基和亞二十碳烷基。
8.如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述化合物，其中環(huán)烷基選自，取代或未被取代的環(huán)丁基、環(huán)戊基、環(huán)己基、環(huán)庚基、環(huán)辛基、環(huán)壬基、環(huán)癸基、i^一碳環(huán)烷基、十二碳環(huán)烷基、十三碳環(huán)烷基、十四碳環(huán)烷基、十五碳環(huán)烷基、十六碳環(huán)烷基、十七碳環(huán)烷基、十八碳環(huán)烷基、十九碳環(huán)燒基和_■十碳環(huán)燒基。
9.如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述化合物，其中雜芳基選自，取代或未被取代的，吡咯基、吡嗪基、吡啶基、噴哚基、異叼丨哚基、呋喃基、苯并呋喃基，、異苯并呋喃基、喹啉基、I-異喹啉基、喹喔啉基、咔唑基、菲啶基、吖啶基、鄰二氮雜菲基、吩嗪基、吩噻嗪基、吩噻嗪基、吩嚆嗪基、囉唑基、呋咕基、噻吩基。
10.如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述化合物，其中nR3> R4> R5> R6> R7> R8> R9和R1O,相同或不同，分別獨(dú)立地代表鹵代CI-30烷基，優(yōu)選地，全鹵代CI-30烷基，其中優(yōu)選地被氟、氯、溴、碘取代。
11.如權(quán)利要求1-10任一項(xiàng)所述化合物，其中所述取代基選自 -烷基，其具有1-16碳原子， -烷氧基，其具有1-16碳原子， -芳基，其具有5-16碳原子， -環(huán)烷基，其具有3-16碳原子， -雜環(huán)基團(tuán)，其具有5-16碳原子，基團(tuán)其中包含的雜原子T基團(tuán)選自B，Si, Sn, N,O,S 和 Se; -雜芳基，其具有1-16碳原子， -芳烷基，其具有5-16碳原子，其中烷基部分具有1-16碳原子。
12.如權(quán)利要求11所述化合物，所述取代基選自 -烷基，如甲基，乙基，異丙基，叔丁基，正辛基，正癸基，正十二烷基，正十四烷基，正十六烷基或正十八烷基； -環(huán)烷基，如環(huán)丙基，環(huán)戊基，或環(huán)己基； -鏈烯基,如乙烯基,烯丙基,2- 丁烯基，或3-戊烯基； -炔基，如炔丙基或3-戊炔基， -芳基，如苯基，對-甲基苯基，萘基或蒽基； -氨基，如氨基，甲基氨基，二甲基氨基，二乙基氨基，二芐基氨基，二苯基氨基，或二甲苯基氣基; -烷氧基，如甲氧基，乙氧基，丁氧基或2-乙基己氧基； -芳氧基，如苯基氧基，I-萘氧基，或2-萘氧基； -雜芳氧基，如吡啶基氧基，吡唑基氧基，嘧啶基氧基或喹啉基氧基； -?；?，如乙?；郊柞；?，甲?；蛐挛祯；?； _燒氧基擬基，如甲氧基擬基或乙氧基擬基； -芳氧基羰基，如苯基氧基羰基； -酰氧基，如乙酰氧基或苯甲酰氧基； -酰胺基，如乙酰氨基或苯甲酰基氨基； _燒氧基擬基氣基，如甲氧基擬基氣基； -芳氧基氧基氨基，如苯基氧基羰基氨基； -磺?；被缂淄榛酋；坊虮交酋；被?； -氨磺酰基，如氨基磺酰基，甲基氨基磺?；?，二甲基氨基磺?；虮交被酋；? -氨基甲酰基，如氨基甲?；谆被柞；?，二乙基氨基甲?；?，或苯基氨基甲?；? _燒硫基，如甲硫基或乙硫基； -芳硫基，如苯硫基； -雜芳基硫基，如吡啶基硫基，2-苯并咪唑基硫基，2-苯并嚷唑基硫基，或2-苯并噻唑基硫基； -磺?；?，如甲磺?；蚣妆交酋；? -亞磺?；缂谆鶃喕酋；虮絹喕酋；?； _服基，如服基，甲基服基或苯基服基； -磷酸酰胺基，如二乙基磷酸酰胺或苯基磷酰胺； -羥基； _疏基; -鹵素原子(如氟原子，氯原子，溴原子，或碘原子)； _氰基; -磺基; -羧基； -硝基； -異羥肟酸基團(tuán)； -亞磺基；-肼基； -亞氨基； -雜環(huán)基團(tuán)，如咪唑基，吡啶基，喹啉基，呋喃基，噻吩基，哌啶基，嗎啉代，苯并嚅唑基，苯并咪唑基，和苯并噻唑基； -甲娃燒基，如二甲基甲娃燒基或二苯基甲娃燒基。
13.如權(quán)利要求1-12任一項(xiàng)所述化合物，它們是
14.制備權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)所述化合物的方法，其包括下述步驟 O ·使鹵代茂金屬試劑Cp2LX2與炔化合物B反應(yīng)，得到式II和/或式III化合物
15.如權(quán)利要求14所述方法，其中，步驟I)中，將式VI化合物中加入溶劑，式VI化合物與溶劑的比例為O. 01 I. Ommo I/ml ο
16.如權(quán)利要求14或15所述方法，其中，四鹵代四羧酸萘二酰亞胺化合物與式VI化合物的摩爾比例為I :1 10。
17.如權(quán)利要求14-16任一項(xiàng)所述方法，其中，向步驟I)產(chǎn)物中加入催化劑，催化劑與四鹵代四羧酸萘二酰亞胺化合物摩爾比為10 1 I。
18.如權(quán)利要求14-17任一項(xiàng)所述方法，其中，反應(yīng)溫度控制在0°C 70°C。
19.如權(quán)利要求17或18所述方法，其中，所述的催化劑為氯化亞銅。
20.權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)所述化合物在有機(jī)電致發(fā)光器件、有機(jī)熱致色變元件、有機(jī)場效應(yīng)晶體管、有機(jī)太陽能電池中作為吸光材料和電子傳輸材料的應(yīng)用。
21.有機(jī)電致發(fā)光器件、有機(jī)熱致色變元件、有機(jī)場效應(yīng)晶體管或有機(jī)太陽能電池，其包含權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)所述化合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及下式I的并四苯-5,6:11,12-四羧酸二酰亞胺類化合物、以及該化合物的制備方法，其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9和R10，相同或不同，分別獨(dú)立地代表氫、取代或未被取代的，C1-30烷基、C1-30烷氧基、C3-30環(huán)烷基、C5-30芳基、C1-30烷基芳基、C1-30烷基雜芳基、C1-30烷基雜環(huán)基、C1-30亞烷基氧基烷基、C1-30亞烷基氧基芳基、C1-30亞烷基氧基雜芳基、C1-30亞烷基氧基雜環(huán)基。
文檔編號H01L51/54GK102617572SQ20111003341
公開日2012年8月1日 申請日期2011年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月31日
發(fā)明者岳晚, 王朝暉 申請人:中國科學(xué)院化學(xué)研究所