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专利号: 2018103581635
申请人: 苏州和颂生化科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-11-07
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一类基于咔唑-蒽结构的空穴传输聚合物材料,其化学结构如下:

其中n的值为1-100;A为具有π共轭结构的单元,选自下列单元中的一种:

R1为下列基团中的一种:

R2为下列基团中的一种:

2.根据权利要求1中所述的咔唑-蒽结构的空穴传输聚合物材料,其特征在于:A为,R1为 ,R2为 ,空穴传输聚合物材料为Cbz-Ant,其结构式为:

,其中n的值为1-100。

3.根据权利要求2所述聚合物材料Cbz-Ant的合成方法,其合成路线如下:

其合成步骤如下:

(1)化合物1的合成:将10.00克4,4'-二溴-1,1'-联苯溶于300 ml醋酸中,100 ℃时缓慢加入7.5 ml HNO3和水的混合液;加热30 min后,开始形成的沉淀全部溶解;反应结束后待溶液冷却,过滤得到黄色粉末,在乙醇中重结晶得到化合物1,产率81%;

(2)化合物2的合成:10.00克化合物1和50 ml磷酸三乙酯的混合物加热回流18 h,多余的磷酸三乙酯蒸馏除去,用乙酸乙酯与正己烷的混合溶剂作为淋洗剂通过柱层析法纯化产物,得到化合物2,产率87%;

(3)化合物3的合成:4.00克化合物2溶于200 ml DMF中,加入0.49克NaOH和2.31 ml的

1-溴辛烷,在N2保护下室温搅拌过夜;反应结束后加水淬灭,用氯仿萃取,用MgSO4干燥;除去溶剂后用正己烷作为淋洗剂通过柱层析法纯化,得到化合物3,产率88%;

(4)化合物4的合成:3.99克化合物3和9.95克的三丁基(2-噻吩基)锡在N2保护下溶于56 ml无水甲苯和14 ml的DMF中,加入1.70克的四(三苯基膦)钯(0),升温至100 ℃,回流过夜;

除去大部分溶剂后,加入二氯甲烷与水进行萃取;有机相用稀盐酸、饱和NaHCO3与盐水洗,用MgSO4干燥,在正己烷中重结晶两次得到化合物4,产率70%;

(5)单体M1的合成:2.50克的化合物4、4.11克的NBS和250 ml的氯仿在黑暗中0 ℃下搅拌过夜,反应结束后加入水与二氯甲烷进行萃取,有机相经MgSO4干燥;用二氯甲烷与正己烷的混合溶剂作为淋洗剂通过柱层析法进行纯化,得到单体M1,产率34%;

(6)化合物5的合成:5克的2,6-二氨基-9,10-蒽醌、6.20 ml的亚硝酸特丁酯、11.72克的溴化铜与300 ml乙腈加到反应瓶中,在65 ℃反应2 h;加入20%盐酸进行淬灭,沉淀过滤,用二氯甲烷与盐水进行洗涤;用1,4-二氧六环进行重结晶,得到化合物5,产率30%;

(7)化合物6的合成:在三颈圆底烧瓶中11.06克的2-十二烷基噻吩溶解在100 ml无水THF,用N2置换空气;将体系降到0 ℃,缓慢加入27.50 ml浓度为1.6 M的n-BuLi;溶液自然升至室温,搅拌30 min后开始加热到50 ℃;两小时后,加入4.00克化合物5,在50 ℃搅拌

1.5 h;混合物降温到0 ℃,加入50 ml浓度为10% SnCl2·2H2O的盐酸溶液,搅拌1.5 h;反应结束后,将混合物倒入冰水中,用乙醚进行萃取;除去溶剂,粗品用柱层析法、重结晶法纯化,得到黄色针状化合物6,产率58%;

(8)单体M2的合成:1.00克的化合物6、1.21克的联硼酸频哪醇酯、0.04克的Pd(pddf)Cl2、0.74克的碳酸钾与80 ml的1,4-二氧六环加入到圆底烧瓶中,N2保护下,在80 ℃搅拌过夜;冷却至室温,将混合物倒入水中,用二氯甲烷萃取;除去溶剂,粗品用正己烷作为淋洗剂通过柱层析法进行提纯,得到单体M2,产率70%;

(9)聚合物材料Cbz-Ant的合成:0.50克的单体M1、0.77克的单体M2和0.05克的Pd2(dba)3一起放置于微波反应管中,整个体系注入N2半小时;5 ml脱气的水和15 ml无水THF加入反应管中,在微波反应器中120 ℃ 反应20 min;粗产物用索式提取器提纯,依次使用甲醇、丙酮、乙酸乙酯、正己烷、二氯甲烷和氯仿,最后将氯仿除去得到聚合物材料Cbz-Ant,产率56%。

4.根据权利要求3所述聚合物材料Cbz-Ant作为空穴传输材料HTM在钙钛矿太阳能电池ITO/HTM/perovskite/PC61BM/C60/BCP/Al中的应用,其特征在于:ITO基片清洗后臭氧处理

15 min,接着在基片上以转速4500 rpm旋涂含有30 wt% m-MTDATA的聚合物材料Cbz-Ant的

1,2-二氯苯溶液,100 ℃的条件下退火20 min;之后将其转移到氮气气氛手套箱中;将1M的碘化铅溶液以转速3000 rpm旋涂到ITO/HTM上,随即立刻旋涂一层甲基碘化铵,紧接着在

100 ℃的条件下退火5 min左右;接下来将2 wt%的PC61BM的1,2-二氯苯溶液旋涂到钙钛矿层上,最后将20 nm的C60、8 nm的BCP缓冲层以及100 nm的Al电极蒸镀上去。

5.根据权利要求1所述一类咔唑-蒽结构的空穴传输聚合物材料在有机发光二极管、有机薄膜晶体管、有机太阳能电池、有机存储领域中的应用。