專利名稱：一種并四噻吩衍生物及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種并四噻吩衍生物物及其制備方法與應(yīng)用。
背景技術(shù)：
以有機(jī)共軛的化合物為半導(dǎo)體材料，通過電場(chǎng)來控制材料導(dǎo)電能力的有源器件，即有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管(organic field-effect transistors,簡(jiǎn)稱OFETs),是一類非常有潛力的有機(jī)光電器件。其具有有機(jī)半導(dǎo)體的諸多優(yōu)良特性，如易于制備和功能化、較低的器件成本、良好的柔韌性和塑料襯底有良好的兼容性以及可大面積制備等。OFET器件未來可應(yīng)用于電子紙、智能卡、電子商標(biāo)、存儲(chǔ)器、傳感器和有源矩陣顯示器等方面，尤其是柔性有機(jī)光電子器件和電路的關(guān)鍵元器件，顯示出了極大的發(fā)展和應(yīng)用前景。1986年，OFET被第一次報(bào)道(Tsumura, A. ；Koezuka, H. ；Ando, T. Appl. Phys. Lett, 1986,49,1210),而近年來，OFET取得了很大的進(jìn)展，越來越受到人們的重視，尤其是含硫雜環(huán)的剛性并環(huán)分子，得到了廣泛的應(yīng)用(Takimiya, K. ；Shinamura, S. ；0saka, I. ；Miyazaki, E. Adv. Mater. 2011,23,4347)。噻吩類雜環(huán)具有較低的最高占有分子軌道(HOMO)，良好的共軛性，以及較高的熱穩(wěn)定性，作為一類有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)材料，十分利于器件的制備和穩(wěn)定性(Wu, W. ；Liu, Y. ；Zhu,D. Chem. Soc. Rev. 2010,39,1489)。其中，含相鄰的硫原子以及中心對(duì)稱性的分子非常有利于形成較強(qiáng)的分子間的相互作用力，能夠提高分子間的電荷傳輸，有利于提高半導(dǎo)體材料的場(chǎng)效應(yīng)性能，是一類非常有潛力的材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種并四噻吩衍生物及其制備方法。本發(fā)明提供了一種制備式I所示并四噻吩衍生物的中間體化合物，其結(jié)構(gòu)通式如式IV所示化合物，為2，5_ 二甲硫基-3，6-二(R取代的苯基)噻吩并[3，2-b]噻吩化合
物；
權(quán)利要求
1.式IV所示化合物，
2.一種制備權(quán)利要求I所述式IV所示化合物的方法，包括如下步驟 1)將噻吩并[3，2-b]噻吩與正丁基鋰混勻進(jìn)行反應(yīng)得到雙鋰鹽后，再加入二甲基二硫進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)完畢得到式II所示2，5_ 二甲硫基噻吩并[3，2-b]噻吩化合物；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述步驟I)中，所述正丁基鋰、二甲基二硫與噻吩并[3，2-b]噻吩的投料摩爾比為2. 0-2. 2 2. 0-2. 5 1，優(yōu)選2. I 2. I I ；所述反應(yīng)步驟中，溫度為_78°C至25°C，時(shí)間為6 12小時(shí)； 所述步驟2)中，所述2，5_ 二甲硫基噻吩并[3，2-b]噻吩與液溴的投料摩爾比為I 2. 0-3. 0，優(yōu)選I : 2. 5 ;所述反應(yīng)步驟中，溫度為25°C至40°C，時(shí)間為6 12小時(shí)； 所述步驟3)中，所述催化劑選自四(三苯基膦)鈀、醋酸鈀和二氯化鈀中的至少一種；所述R取代的苯硼酸、3，6_ 二溴-2，5- 二甲硫基噻吩并[3，2-b]噻吩與催化劑的投料摩爾比為2. 1-2. 5 I 0.05-0. 15，優(yōu)選2. I I O. I ;所述Suzuki反應(yīng)步驟中，溫度為100 110°C，時(shí)間為24 36小時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2-3任一所述的方法，其特征在于所述步驟I)、步驟2)和步驟3)所述反應(yīng)均在溶劑中進(jìn)行。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述步驟I)中，所述溶劑選自四氫呋喃和乙醚中的至少一種； 所述步驟2)中，所述溶劑選自三氯甲烷、二氯甲烷和四氯化碳中的至少一種； 所述步驟3)中，所述溶劑選自無水I，4- 二氧六環(huán)、四氫呋喃和乙二醇二甲醚中的至少一種。
6.式I所示化合物，
7.一種制備權(quán)利要求6所述式I所示化合物的方法，包括如下步驟將權(quán)利要求I所述式IV所示化合物與氧化劑混勻進(jìn)行氧化反應(yīng)后，再與三氟甲磺酸混勻進(jìn)行關(guān)環(huán)反應(yīng)，反應(yīng)完畢得到所述式I所示化合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述氧化劑選自過氧化氫水溶液、過氧化苯甲酸和過氧乙酸中的至少一種； 所述式IV所示化合物、氧化劑與三氟甲磺酸的投料摩爾比為I : 2. 0-3. O 20-400，優(yōu)選 I : 2. I : 40 ; 所述氧化反應(yīng)中，溫度為25-40°C，時(shí)間為12-24小時(shí)； 所述關(guān)環(huán)反應(yīng)步驟中，溫度為20-25°C，時(shí)間為12-24小時(shí)。
9.權(quán)利要求6所述化合物在制備有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管中的應(yīng)用。
10.以權(quán)利要求6所述化合物為有機(jī)半導(dǎo)體層的有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種并四噻吩衍生物及其制備方法與應(yīng)用。并四噻吩衍生物，結(jié)構(gòu)如式(I)所示，其中，R為氫、烷基或芳基。本發(fā)明還提供了式(I)化合物的制備方法。本發(fā)明的合成路線簡(jiǎn)單、有效；原料為商業(yè)化的廉價(jià)產(chǎn)品，合成成本低；合成方法具有普適性，可以推廣應(yīng)用到其他各種取代基取代的并四噻吩衍生物的合成。以本發(fā)明合成的[1]苯并噻吩并[3”.2”4’，5’]噻吩并[2’.3’4，5]噻吩并[2，3-b][1]苯并噻吩為有機(jī)半導(dǎo)體層制備的OFET的遷移率和開關(guān)比都比較高，遷移率最高為0.05cm2V-1s-1，開關(guān)比大于106，它們?cè)贠FET器件中有良好的應(yīng)用前景。式I
文檔編號(hào)H01L51/05GK102659810SQ20121011329
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月17日
發(fā)明者于貴, 劉云圻, 朱敏亮, 王麗萍, 羅皓, 陳華杰, 黃劍耀 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所