一類新型含缺電子芳環(huán)的蒽類衍生物及制備方法與用途
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種含缺電子芳環(huán)的蒽類衍生物，其結(jié)構(gòu)為，其中R1和R2獨立地為缺電子芳環(huán)或吸電子基團，該類分子具有較好的電子遷移率，是一種性能和穩(wěn)定性都很好的n型有機半導(dǎo)體材料，可以應(yīng)用在OTFT、OPV、OLED等光伏器件中。該發(fā)明還公開了含缺電子芳環(huán)的蒽類衍生物的合成方法，首先以2,6-二溴蒽醌為原料制備了2,6-二溴-9,10-二甲氧基蒽，進一步通過suzuki偶聯(lián)等方法在2,6-位引入缺電子芳環(huán)類結(jié)構(gòu)，得到化合物2,6-二缺電子芳基-9,10-二甲氧基蒽；進一步制成9,10位為易離去基團的2,6-二缺電子芳基取代蒽衍生物，最后與氰化銅物反應(yīng)得到目標含缺電子芳環(huán)的蒽類衍生物。
【專利說明】一類新型含缺電子芳環(huán)的蒽類衍生物及制備方法與用途

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于有機薄膜晶體管（簡稱0TFT)材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種含缺電子 芳環(huán)的蒽類衍生物及制備方法和應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002] 有機光電材料作為OTFT的核心部分，按照傳輸時主要載流子的不同可以分為三 類：主要載流子為電子的n-型半導(dǎo)體，主要載流子為空穴的P-型半導(dǎo)體和同時傳輸空穴 和電子的雙極型半導(dǎo)體。由于n-型半導(dǎo)體材料一般在空氣中非常不穩(wěn)定，所以目前大多數(shù) 高性能穩(wěn)定的有機半導(dǎo)體的研究多以P-型為主。按照材料來分，又可以分為有機小分子場 效應(yīng)晶體管和聚合物場效應(yīng)晶體管。目前，對于小分子場效應(yīng)材料來說，主要存在的一些問 題：（1)場效應(yīng)晶體管的穩(wěn)定性還有待提高；（2)高性能的n型小分子場效應(yīng)材料，特別是 空氣穩(wěn)定高性能n型小分子場效應(yīng)材料還比較缺乏；（3)大面積、溶液法制備場效應(yīng)晶體管 的方法還不多；(4)貴金屬電極需要低成本、性能穩(wěn)定的替代物等。
[0003] OTFT在制造成本、制備條件等方面比無定型硅晶體管具有很大的優(yōu)勢，使得OTFT 工業(yè)化道路的前景變得更加廣闊，但仍有許多問題需要解決，如現(xiàn)有的關(guān)于半導(dǎo)體能帶理 論是建立在無機材料的基礎(chǔ)上，對OTFT中一些現(xiàn)象無法給出合理的解釋；有機半導(dǎo)體材料 類型過于單一，這也限制了有機晶體管的進一步發(fā)展。除此之外，具備高遷移率且在空氣穩(wěn) 定存在的半導(dǎo)體材料缺乏；大多數(shù)有機半導(dǎo)體材料難溶解且不易熔化，很難使用溶液成膜 技術(shù)制備器件；設(shè)計合成具有良好性質(zhì)的n型有機半導(dǎo)體材料。盡管OTFT還存在一些問 題，但OTFT具有質(zhì)輕、價廉、柔韌性好等優(yōu)點，在各種顯示裝置以及存貯器件方面顯示了較 好的應(yīng)用前景。隨著研究的不斷深入，其良好的應(yīng)用前景必將顯現(xiàn)出來，并有望成為電子器 件的新一代產(chǎn)品。
[0004] 研制新型的n型有機半導(dǎo)體材料，提高電子遷移率，改善OTFT器件的性能，最終實 現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，具有現(xiàn)實意義。蒽類衍生物作為一類很好的半導(dǎo)體材料，在OTFT等有機半導(dǎo)體 器件中具有廣泛的應(yīng)用，在蒽類衍生物中，引入缺電子的芳環(huán)，能提高材料的器件性能，進 一步把材料應(yīng)用到OTFT器件中，具有重要的應(yīng)用意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供了一種含缺電子芳環(huán)的蒽類衍生物及制備方法和應(yīng)用，該蒽類衍生物 具有很好的載流子遷移率，可以應(yīng)用于OTFT等器件中。
[0006] -種含缺電子芳環(huán)的蒽類衍生物，其特征在于該衍生物的結(jié)構(gòu)如通式（I)
[0007]

【權(quán)利要求】
1. 一種含缺電子芳環(huán)的蒽類衍生物，其特征在于該衍生物的結(jié)構(gòu)如通式（I)
式（I)中Ri和R2獨立地為吸電子基團或缺電子芳環(huán)；吸電子基團為氰基或三氟甲基； 缺電子芳環(huán)結(jié)構(gòu)為式（I_a)，式（I_b)，式（I_c)，式（I_d)，式（I_e)，式（I_f)，式（I_j)，式 (I_h)，式（I_i)，式（I_j)，式（I_k)，式（1-1)，式（I_m)，式（I_n)，式（1_〇)，式（I_p)，式 (I-q)或式（I-r)中的任意一種，具體結(jié)構(gòu)如下所示：
其中，A!，A2,A3,A4,A5,A6,A7,A8,A9,A10,An，A12,A13,A14,A15,A16,A17,A18,Al9,A20,A21，A22，A23,A24,A25,A26,A27,A28,A29,A30,A31，A32,A33,A34,A35,A36,A37,A38,A39,A40,A41，A42,A43,A44,A45 獨立的為H，氰基或三氟甲基，" * "代表連接位置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含缺電子芳環(huán)的蒽類衍生物的制備方法，其特征在于，所述 的缺電子基團為含1個N原子的取代芳環(huán)、2個N原子的取代芳環(huán)、3個N原子的取代芳環(huán) 或4個N原子的取代芳環(huán)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的含缺電子芳環(huán)的蒽類衍生物，其特征在于化合物的9位和 10位的取代基為氰基。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含缺電子芳環(huán)的蒽類衍生物的制備方法，其特征在于，包括 如下步驟： (1) 2,6-二溴蒽醌與硫代硫酸鈉、碘甲烷反應(yīng)得2,6-二溴-9,10-二甲氧基蒽，其結(jié)構(gòu) 如下：
(2) 含溴缺電子芳環(huán)化合物與聯(lián)硼酸頻那醇酯在鈀催化劑條件下反應(yīng)，后處理之后得 到缺電子芳環(huán)的硼酸酯類化合物； (3) 在鈀催化劑和堿的條件下2,6_二溴-9,10-二甲氧基蒽與缺電子芳環(huán)的硼酸酯類 或硼酸類化合物發(fā)生suzuki偶聯(lián)反應(yīng)，經(jīng)后處理得到2,6-二缺電子芳基-9,10-二甲氧基 蒽，結(jié)構(gòu)如下所示：
⑷2,6_二缺電子芳基取代-9,10-二甲氧基蒽脫去甲基，制成9,10位為易離去基團的 2,6-二缺電子芳基取代蒽衍生物，其結(jié)構(gòu)如下：
其中9,10位的馬為易離去基團； (5)9,10位為易離去基團的2,6_二缺電子芳基取代蒽基在堿性條件下與氰化物反應(yīng) 得到所述的含缺電子芳環(huán)的蒽類衍生物，其結(jié)構(gòu)如下：
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的含缺電子芳環(huán)的蒽類衍生物的制備方法，其特征在于， 所述步驟（4)中9,10位為易離去基團的2,6_二缺電子芳基取代蒽衍生物，其結(jié)構(gòu)式
中R3為三氟甲磺酸基、甲磺酸基、取代的苯磺酸基、F、Cl、Br或I。
6. -種應(yīng)用于OTFT中的n型有機半導(dǎo)體材料，其特征在于，包含權(quán)利要求1中的含缺 電子芳環(huán)的蒽類衍生物。
【文檔編號】H01L51/30GK104276997SQ201410451647
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月5日
【發(fā)明者】孟鴻, 賀耀武, 黃維, 閆立佳, 趙陽 申請人:南京友斯貝特光電材料有限公司