CN107108651A

CN107108651A - 制备噻二唑并‑异吲哚‑二酮衍生物的方法

Info

Publication number: CN107108651A
Application number: CN201580058155.3A
Authority: CN
Inventors: N·布劳因; M·克罗姆皮克; A·洛尔
Original assignee: Merck Patent GmbH
Current assignee: Merck Patent GmbH
Priority date: 2014-10-27
Filing date: 2015-09-30
Publication date: 2017-08-29
Also published as: EP3212655A1; US20180291036A1; WO2016066241A1; TW201630918A

Abstract

本发明涉及一种新型的制备5H‑[1,2,5]噻二唑并[3,4‑f]异吲哚‑5,7(6H)‑二酮(“TID”)衍生物的方法，尤其是制备4,8‑二芳基‑TID衍生物的方法，涉及在该方法中获得的和/或使用的新型中间体，由该方法制备的新型TID衍生物，这些TID衍生物作为单体或结构单元用于制备共轭聚合物的用途，和这些TID衍生物或共轭聚合物作为有机半导体或在有机电子(OE)器件中的用途。

Description

制备噻二唑并-异吲哚-二酮衍生物的方法

技术领域

本发明涉及一种新型的制备5H-[1,2,5]噻二唑并[3,4-f]异吲哚-5,7(6H)-二酮(“TID”)衍生物的方法，尤其是制备4,8-二芳基-TID衍生物的方法，涉及在该方法中获得的和/或使用的新型中间体，由该方法制备的新型TID衍生物，这些TID衍生物作为单体或结构单元用于制备共轭聚合物的用途，和这些TID衍生物或共轭聚合物作为有机半导体或在有机电子(OE)器件中的用途。

背景技术

近年来，已开发出有机半导(OSC)材料以制造更多样、成本更低的电子器件。这些材料可应用于宽范围的器件或装置，包括(仅列举几个)有机场效应晶体管(OFET)、有机发光二极管(OLED)、有机光检测器(OPD)、有机光生伏打(OPV)电池、传感器、存储元件和逻辑电路。有机半导材料通常以例如50至300纳米厚度之间的薄层形式存于电子器件中。

一个特别重要的领域为有机光生伏打。共轭聚合物已在有机太阳能电池中应用，例如作为电子供体或p-型OSC，其与电子受体或n-型OSC(如例如富勒烯)一起用于本体异质结(BHJ)有机太阳能电池中。共轭聚合物能以溶液加工技术制造OPV器件，所述技术例如为旋转浇注、浸涂或喷墨印刷。溶液加工与用于制造无机薄膜器件的蒸发技术相比可以更便宜且更大的规模进行。目前，基于聚合物的OPV器件正在实现8％以上的效率。

许多用于本体异质结有机太阳能电池的高性能供体聚合物由交替的供体(富电子)和受体(缺电子)嵌段组成，且很多研究努力的方向是新的供体和受体结构单元的开发。在最近十年引入的有前景的受体结构单元之一为如下文所示的5H-[1,2,5]噻二唑并[3,4-f]异吲哚-5,7(6H)-二酮TID(1)，其经常以噻吩侧接单元(2)出现：

在现有技术中，迄今已报导过几种合成TID及其衍生物的方法，这些方法可总结成如下文简要讨论的两种合成路径。

路径A

4,8-未取代的TID最初在通过5,6-二溴-2,1,3-苯并噻二唑的Rosenmund-vonBraun氰化来合成2,1,3-苯并噻二唑-5,6-二甲腈期间以副产物制得，如下所示，

(参见E.H.Morkved,S.M.Neset,O.Bjorlo,H.Kjosen,G.Hvistendahl,F.Mo,ActaChem.Scand.,1995,49,658-662和J.Shao,J.Chang,C.Chi,Org.Biomol.Chem.,2012,10,7045)。

然而，在TID的4,8位上官能化是困难的，因此至今尚未报导过TID或N-烷基-TID的直接溴化。

N-(2-乙基己基)-4,8-二溴-5H-[1,2,5]噻二唑并[3,4-f]异吲哚-5,7(6H)-二酮(N-(2-乙基己基-4,8-二溴-TID)据报导可由以下方式获得：用Fe/AcOH进行还原开环(参见J.Shao,J.Chang,C.Chi,Org.Biomol.Chem.,2012,10,7045)，所得N-(2-乙基己基)-5,6-二氨基异吲哚啉进行溴化，随后通过与亚硫酰氯反应进行噻唑环重构，如下文所示(参见H.Li,T.M.Koh,A.Hagfeldt,M.Graetzel,S.G.Mhaisalkar,A.C.Grimsdale,Chem.Commun.,2013,2409)，

4,8-溴化的TID可通过Stille偶联和随后溴化而进一步官能化，得到噻吩侧接的TID结构单元，如下所示，

(参见H.Li,T.M.Koh,A.Hagfeldt,M.Graetzel,S.G.Mhaisalkar,A.C,Grimsdale,Chem.Commun.,2013,2409)。

然而，合成路径A具有这样的缺点：其由6个步骤组成，在第一步骤(氰化反应)中具有非常低的TID收率，并且需要使用有毒的有机锡化合物(Stille偶联)。

路径B

WO2012/149189公开了N-烷基-4,8-二芳基-TID的替代合成策略，其依赖于乙炔二甲酸二甲酯[4+2]环加成为4,6-双(5-溴-2-噻吩基)噻吩并[3,4-c][1,2,5]噻二唑，二酯中间体转化成酐和最后转化成酰亚胺，如下所示，

随后，L.Wang,D.Cai,Q.Zheng,C.Tang,S.-C.Chen,Z.Yin,ACS MacrO Lett.,2013,2,605发表了由4,6-双(2-噻吩基)噻吩并[3,4-c][1,2,5]噻二唑开始的类似合成。

WO 2012/149189也公开了基于环加成的改进方法，其包括由噻吩并噻二唑前体以如下所示的环加成-氧化裂环顺序以一锅法转变成最终产物，

其中R为直链或支化烷基。

上述两种方法的关键中间体4,6-双(5-溴-2-噻吩基)噻吩并[3,4-c][1,2,5]噻二唑以5个步骤制得，关键转变为2,5-二溴-3,4-二硝基噻吩与2-三丁基锡烷基噻吩的Stille偶联、随后的还原和所得二氨基三联噻吩与PhNSO的稠合，如下文所示，

(参见J.A.Mikroyannidis,D.V.Tsagkournos,P.Balraju,G.D.Sharma,Sol.En.Mat Sol.Cells,2011,95,3025；和M.C.Ruiz Delgado,V.Hernandez,J.T.LopezNavarrete,S.Tanaka,Y.Yamashita,J.Phys.Chem.B,2004,108,2516)。

然而，路径B的缺点是：当以市售的试剂开始时，其由9个步骤(在乙炔二甲酸酯方案中)或11个步骤(在N-烷基马来酰亚胺方案中)组成，并且涉及使用高毒性试剂，如有机锡化合物、PhNSO和TMSCl。

对于工业生产而言，重要的是提供能以较少数目的单个反应步骤、满意的收率和纯度、没有或仅少量的不合意的副产物，以时间和成本有效的方式大规模合成，并且能避免使用高毒性或危险的化合物的反应路径。

因此，本发明的目的是提供一种合成TID衍生物，尤其是4,8-二芳基-TID衍生物的方法，该方法不具有现有技术中描述的合成方法的缺点，能以减少的反应步骤数目、满意的收率和纯度、没有或仅有降低量的副产物来合成，避免使用高毒性或危险的化合物，尤其适合于大规模合成。

本发明的发明人发现这些目的可通过提供如下文所述和主张的方法实现。

发明内容

本发明涉及制备式I化合物的方法，

该方法包括下列步骤：

使式I1化合物与芳基或杂芳基化合物Pg-A-X²反应，

得到式I2化合物，

和将式I2化合物中的基团Pg用卤素基团X¹替代，

其中各个基团彼此独立地且在出现的各处相同或不同地具有下列含义：

A为具有5至30个环原子的亚芳基或亚杂芳基，其任选被取代，优选被一个或多个基团R^S取代，

R'为H或具有R的含义之一，

R为具有1至30个C原子的直链、支化或环状烷基，其中一个或多个CH₂基团以O和/或S原子不彼此直接连接的方式任选地被-O-、-S-、-C(＝O)-、-C(＝S)-、-C(＝O)-O-、-O-C(＝O)-、-NR⁰-、-SiR⁰R⁰⁰-、-CF₂-、-CHR⁰＝CR⁰⁰-、-CY¹＝CY²-或-C≡C-替代，且其中一个或多个H原子任选地被F、Cl、Br、I或CN替代，或者R代表具有5至15个环原子的芳基或杂芳基，其为单环或多环的且未被取代或被一个或多个基团R^S取代，

R^S为F、Br、Cl、-CN、-NC、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(O)NR⁰R⁰⁰、-C(O)X⁰、-C(O)R⁰、-C(O)OR⁰、-NH₂、-NR⁰R⁰⁰、-SH、-SR⁰、-SO₃H、-SO₂R⁰、-OH、-NO₂、-CF₃、-SF₅、任选被取代的硅烷基、任选被取代且任选地包含一个或多个杂原子的具有1至40个C原子的碳基(carbyl)或烃基，

R⁰和R⁰⁰为H或任选被取代的C_1-40碳基或烃基，优选地代表H或具有1至12个C原子的烷基，

X⁰为卤素，优选为F、Cl或Br，

X¹为卤素，优选为Br或I，

X²为离去基团，优选地选自H、卤素或磺酸酯，非常优选为Br、I、甲苯磺酸酯、九氟丁磺酸酯(nonaflate)或甲磺酸酯，

Pg为H或保护基，优选为SiMe₃或Cl。

更特别地，本发明涉及制备式I化合物的方法，

其包括下列步骤：

a1)任选地在催化剂的存在下，使在5-和6-位上被Cl、Br、I或磺酸酯，优选被Cl、Br、I、三氟甲磺酸酯、九氟丁磺酸酯或甲苯磺酸酯取代的苯并[2,1,3]噻二唑1与氰化试剂反应，得到5,6-二氰基-苯并[2,1,3]噻二唑2和[1,2,5]噻二唑并[3,4-e]异吲哚-5,7-二酮3的产物混合物，并将酸或酰氯添加至产物混合物中，和

a2)任选地，向[1,2,5]噻二唑并[3,4-e]异吲哚-5,7-二酮3的6-位的N-原子上添加取代基R，得到N-取代的[1,2,5]噻二唑并[3,4-e]异吲哚-5,7-二酮4，

或相对于步骤a1)和a2)的另一选择，

b)使在5-和6-位上被Cl、Br、I或磺酸酯，优选被Cl、Br、I、三氟甲磺酸酯、九氟丁磺酸酯或甲苯磺酸酯取代的苯并[2,1,3]噻二唑1与伯胺R-NH₂和CO在催化剂的存在下反应(氨基羰基化)，得到N-取代的[1,2,5]噻二唑并[3,4-e]异吲哚-5,7-二酮4，和

在步骤a1)和a2)或步骤b)之后，

c)使步骤a1)的[1,2,5]噻二唑并[3,4-e]异吲哚-5,7-二酮3或步骤a2)或b)的N-取代的[1,2,5]噻二唑并[3,4-e]异吲哚-5,7-二酮4与芳基或杂芳基化合物Pg-A-X²在催化剂和由碱组成或包含碱的添加剂的存在下反应，得到被-A-Pg于4,8-双取代且任选地N-取代的[1,2,5]噻二唑并[3,4-e]异吲哚-5,7-二酮5，和

d)使来自步骤c)的产物5与含有卤素基团X¹的卤化试剂反应，得到任选地N-取代的4,8-二卤-[1,2,5]噻二唑并[3,4-e]异吲哚-5,7-二酮6，

其中各个基团如上文所定义。

本发明进一步涉及通过如上下文所述的方法获得的和/或其中使用的中间体。

本发明进一步涉及通过如上下文所述的方法可获得或获得的新型的式I化合物。

本发明进一步涉及式I化合物作为制备聚合物，尤其是制备共轭聚合物的单体或结构单元的用途。

本发明进一步涉及通过使一种或多种式I化合物聚合，任选地与其他共聚单体一起聚合，优选地以芳基-芳基偶联反应聚合而获得的共轭聚合物。

本发明进一步涉及如上下文所述的式I化合物或共轭聚合物作为半导体，优选作为电子供体或p-型半导体的用途，尤其用于半导、电荷传输、导电、光导或发光材料中，或用于光学、光电、电子、电致发光或光致发光器件中，或用于这类器件的部件中，或用于包含这类器件或部件的组件中。

本发明进一步涉及半导、电荷传输、导电、光导或发光材料，其包含如上下文所述的式I化合物或共轭聚合物。

本发明进一步涉及光学、光电、电子、电致发光或光致发光器件，或其部件，或包含所述器件或部件的组件，它们包含如上下文所述的式I化合物或共轭聚合物，或包含如上下文所述的半导、电荷传输、导电、光导或发光材料。

光学、光电、电子、电致发光和光致发光器件包括，但不限于，有机场效应晶体管(OFET)、有机薄膜晶体管(OTFT)、有机发光二极管(OLED)、有机发光晶体管(OLET)、有机光生伏打器件(OPV)、有机光检测器(OPD)、有机太阳能电池、染料敏化太阳能电池(DSSC)、钙钛矿基太阳能电池、激光二极管、肖特基二极管、光导体和光检测器。

优选的器件为OFET、OTFT、OPV、OPD和OLED，特别是本体异质结(BHJ)OPV或倒装BHJOPV。

进一步优选的是如上下文所述的聚合物作为DSSC或钙钛矿基太阳能电池中的染料的用途，以及包含根据本发明的化合物、组合物或聚合物共混物的DSSC或钙钛矿基太阳能电池。

上述器件的部件包括，但不限于，电荷注入层、电荷传输层、中间层、平面化层、抗静电膜、聚合物电解质膜(PEM)、导电基板和导电图案。

包含所述器件或部件的组件包括，但不限于，集成电路(IC)、射频识别(RFID)标签或安全标记或含有它们的安全器件、平板显示器或其背光、电子照相器件、电子照相记录器件、有机存储器件、传感器器件、生物传感器和生物芯片。

附图简要说明

图1示例性地以图式方式说明了根据本发明的优选方法。

术语和定义

本文所用术语“供体”或“供”和“受体”或“受”分别应当理解意指电子供体或电子受体。“电子供体”应当理解意指将电子供给另一化合物或化合物的另一原子基团的化学主体。“电子受体”应当理解意指接受从另一化合物或化合物的另一原子基团转移给它的电子的化学主体。还参见International Union of Pure and Applied Chemistry,Compendiumof Chemical Technology,Gold Book,Version 2.3.2,2012年8月19日,第477和480页。

如本文所用术语“n型”或“n-型半导体”应当理解意指其中导电电子密度超过可动空穴密度的含杂质半导体，术语“p型”或“p型半导体”应当理解意指其中可动空穴密度超过导电电子密度的含杂质半导体(也参见J.Thewlis，Concise Dictionary of Physics，Pergamon Press，Oxford，1973)。

如本文所用术语“离去基团”应当理解意指从被认为是参与指定反应的分子的残余部分或主要部分的那部分中的原子上脱离的原子或基团(还参见Pure Appl.Chem.，1994，66，1134)。

如本文所用术语“共轭”应当理解意指主要包含具有sp²-杂化(或还任选sp-杂化)的C原子且其中这些C原子还可被杂原子替代的化合物(例如聚合物)。在最简单的情况下，这例如为具有交替C-C单键和双(三)键的化合物，而且还包括具有芳族单元如1,4-亚苯基的化合物。就这点而言，术语“主要”应当理解意指具有可导致共轭中断的天然(自发)存在的缺陷或者具有设计包含的缺陷的化合物仍被认为是共轭化合物。

如本文所用术语“碳基”应当理解意指表示任何包含至少一个碳原子的单价或多价有机基团结构部分，其不具有任何非碳原子(例如-C≡C-)，或者所述碳原子任选与至少一个非碳原子如N、O、S、P、Si、Se、As、Te或Ge组合(例如羰基等)。术语“烃基”应当理解意指还包含一个或多个H原子且任选包含一个或多个杂原子如N、O、S、B、P、Si、Se、As、Te或Ge的碳基。

如本文所用术语“杂原子”应当理解意指有机化合物中不为H或C原子的原子，优选应当理解意指N、O、S、B、P、Si、Se、As、Te或Ge。

包含由3个或更多C原子的链的碳基或烃基可以为直链、支化和/或环状的，并且可包括螺连接和/或稠合环。

优选的碳基和烃基包括各自任选被取代且具有1-40，优选1-25，非常优选1-18个C原子的烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基和烷氧基羰氧基，还有具有6-40，优选6-25个C原子的任选被取代的芳基或芳氧基，还有各自任选被取代且具有6-40，优选7-40个C原子的烷基芳氧基、芳基羰基、芳氧基羰基、芳基羰氧基和芳氧基羰氧基，其中所有这些基团任选包含一个或多个杂原子，所述杂原子优选选自N、O、S、B、P、Si、Se、As、Te和Ge。

其它优选的碳基和烃基包括例如：C₁-C₄₀烷基、C₁-C₄₀氟代烷基、C₁-C₄₀烷氧基或氧杂烷基、C₂-C₄₀烯基、C₂-C₄₀炔基、C₃-C₄₀烯丙基、C₄-C₄₀烷基二烯基、C₄-C₄₀多烯基、C₂-C₄₀酮基团、C₂-C₄₀酯基团、C₆-C₁₈芳基、C₆-C₄₀烷基芳基、C₆-C₄₀芳基烷基、C₄-C₄₀环烷基、C₄-C₄₀环烯基等。在上述基团中，分别优选C₁-C₂₀烷基、C₁-C₂₀氟代烷基、C₂-C₂₀烯基、C₂–C₂₀炔基、C₃-C₂₀烯丙基、C₄-C₂₀烷基二烯基、C₂-C₂₀酮基团、C₂-C₂₀酯基团、C₆-C₁₂芳基和C₄-C₂₀多烯基。

还包括具有碳原子的基团与具有杂原子的基团的组合，例如被硅烷基，优选三烷基硅烷基取代的炔基，优选乙炔基。

碳基或烃基可以为无环或环状基团。如果碳基或烃基为无环基团，则它可以为直链或支化的。如果碳基或烃基为环状基团，则它可以为非芳族碳环或杂环基团，或者芳基或杂芳基。

如上下文所提及的非芳族碳环基团为饱和或不饱和的且优选具有4-30个环C原子。如上下文所提及的非芳族杂环基团优选具有4-30个环C原子，其中一个或多个C环原子任选被杂原子(优选选自N、O、S、Si和Se的杂原子)或者被-S(O)-或-S(O)₂-基团替代。非芳族碳环和杂环基团为单环或多环的，也可包含稠合环，优选包含1、2、3或4个稠合或未稠合环，且任选被一个或多个基团L取代，其中：

L选自卤素、-CN、-NC、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(＝O)NR⁰R⁰⁰、-C(＝O)X⁰、-C(＝O)R⁰、-NH₂、-NR⁰R⁰⁰、-SH、-SR⁰、-SO₃H、-SO₂R⁰、-OH、-NO₂、-CF₃、-SF₅、任选被取代的硅烷基或者具有1-40个C原子且任选被取代且任选包含一个或多个杂原子的碳基或烃基，优选具有1-20个C原子且任选氟化的烷基、烷氧基、硫杂烷基、烷基羰基、烷氧基羰基或烷氧基羰氧基，X⁰为卤素，优选F、Cl或Br，且R⁰、R⁰⁰具有上下文给出的含义，且优选表示H或者具有1-12个C原子的烷基。

优选的取代基L选自卤素，最优选F，或者具有1-16个C原子的烷基、烷氧基、氧杂烷基、硫杂烷基、氟烷基和氟烷氧基，或者具有2-20个C原子的烯基或炔基。

优选的非芳族碳环或杂环基团为四氢呋喃、茚满(indane)、吡喃、吡咯烷、哌啶、环戊烷、环己烷、环庚烷、环戊酮、环己酮、二氢呋喃-2-酮、四氢吡喃-2-酮和氧杂环庚-2-酮(oxepan-2-one)。

如上下文所提及的芳基优选具有4-30个环C原子，为单环或多环的，并且还可包含稠合环，优选包含1、2、3或4个稠合或未稠合的环，且任选被一个或多个如上文所定义的基团L取代。

如上下文所提及的杂芳基优选具有4-30个环C原子，其中一个或多个C环原子被杂原子替代，所述杂原子优选选自N、O、S、Si和Se，为单环或多环的，并且还可包含稠合环，优选包含1、2、3或4个稠合或未稠合的环，且任选被一个或多个如上文所定义的基团L取代。

如本文所用，“亚芳基”应当理解意指二价芳基，且“亚杂芳基”应当理解意指二价杂芳基，包括如上下文所给出的芳基和杂芳基的所有优选含义。

优选的芳基和杂芳基为苯基(其中一个或多个CH基团另外可被N替代)、萘、噻吩、硒吩、噻吩并噻吩、二噻吩并噻吩、芴和唑，它们都可以为未被取代、被如上文所定义的L单取代或多取代的。非常优选的环选自吡咯，优选N-吡咯，呋喃，吡啶，优选2-或3-吡啶，嘧啶、哒嗪、吡嗪、三唑、四唑、吡唑、咪唑、异噻唑、噻唑、噻二唑、异唑、唑、二唑、噻吩，优选2-噻吩，硒吩，优选2-硒吩、噻吩并[3,2-b]噻吩、噻吩并[2,3-b]噻吩、呋喃并[3,2-b]呋喃、呋喃并[2,3-b]呋喃、硒吩并[3,2-b]硒吩、硒吩并[2,3-b]硒吩、噻吩并[3,2-b]硒吩、噻吩并[3,2-b]呋喃、吲哚、异吲哚、苯并[b]呋喃、苯并[b]噻吩、苯并[1,2-b；4,5-b']二噻吩、苯并[2,1-b；3,4-b']二噻吩、quinole、2-甲基quinole、异quinole、喹喔啉、喹唑啉、苯并三唑、苯并咪唑、苯并噻唑、苯并异噻唑、苯并异唑、苯并二唑、苯并唑、苯并噻二唑，4H-环戊[2,1-b；3,4-b']二噻吩、7H-3,4-二硫杂-7-硅杂环戊并[a]环戊二烯(7H-3,4-dithia-7-sila-cyclopenta[a]pentalene)，它们都可以为未被取代、被如上文所定义的L单取代或多取代的。芳基和杂芳基的其它实例为选自下文所示基团的那些。

烷基或烷氧基(即其中末端CH₂基团被-O-替代)可以为直链或支化的。它优选为直链的，具有2、3、4、5、6、7、8、10、12、14、16、18、20或24个碳原子，因此优选为乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、癸基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基或二十烷基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、癸氧基、十二烷氧基、十四烷氧基、十六烷氧基、十八烷氧基或二十烷氧基，还有例如甲基、壬基、十一烷基、十三烷基、十五烷基、壬氧基、十一烷氧基或十三烷氧基。

链烯基(其中一个或多个CH₂基团被-CH＝CH-替代)可以为直链或支化的。它优选为直链的，具有2-10个C原子，因此优选为乙烯基、丙-1-或丙-2-烯基，丁-1-、2-或丁-3-烯基，戊-1-、2-、3-或戊-4-烯基，己-1-、2-、3-、4-或己-5-烯基，庚-1-、2-、3-、4-、5-或庚-6-烯基，辛-1-、2-、3-、4-、5-、6-或辛-7-烯基，壬-1-、2-、3-、4-、5-、6-、7-或壬-8-烯基，癸-1-、2-、3-、4-、5-、6-、7-、8-或癸-9-烯基。

尤其优选的烯基为C₂-C₇-1E-烯基、C₄-C₇-3E-烯基、C₅-C₇-4-烯基、C₆-C₇-5-烯基和C₇-6-烯基，特别是C₂-C₇-1E-烯基、C₄-C₇-3E-烯基和C₅-C₇-4-烯基。特别优选的烯基的实例为乙烯基、1E-丙烯基、1E-丁烯基、1E-戊烯基、1E-己烯基、1E-庚烯基、3-丁烯基、3E-戊烯基、3E-己烯基、3E-庚烯基、4-戊烯基、4Z-己烯基、4E-己烯基、4Z-庚烯基、5-己烯基、6-庚烯基等。通常优选具有至多5个C原子的基团。

氧杂烷基，即其中一个CH₂基团被-O-替代，优选例如为直链2-氧杂丙基(＝甲氧基甲基)，2-氧杂丁基(＝乙氧基甲基)或3-氧杂丁基(＝2-甲氧基乙基)，2-、3-或4-氧杂戊基，2-、3-、4-或5-氧杂己基，2-、3-、4-、5-或6-氧杂庚基，2-、3-、4-、5-、6-或7-氧杂辛基，2-、3-、4-、5-、6-、7-或8-氧杂壬基或者2-、3-、4-、5-、6-、7-、8-或9-氧杂癸基。氧杂烷基，即其中一个CH₂基团被-O-替代，优选例如为直链2-氧杂丙基(＝甲氧基甲基)，2-氧杂丁基(＝乙氧基甲基)或3-氧杂丁基(＝2-甲氧基乙基)，2-、3-或4-氧杂戊基，2-、3-、4-或5-氧杂己基，2-、3-、4-、5-或6-氧杂庚基，2-、3-、4-、5-、6-或7-氧杂辛基，2-、3-、4-、5-、6-、7-或8-氧杂壬基或者2-、3-、4-、5-、6-、7-、8-或9-氧杂癸基。

在其中一个CH₂基团被-O-替代且一个CH₂基团被-C(O)-替代的烷基中，这些基团优选为相邻的。因此，这些基团一起形成羰氧基-C(O)-O-或氧羰基-O-C(O)-。优选该基团为直链的且具有2-6个C原子。因此，它优选为乙酰氧基、丙酰氧基、丁酰氧基、戊酰氧基、己酰氧基、乙酰氧基甲基、丙酰氧基甲基、丁酰氧基甲基、戊酰氧基甲基、2-乙酰氧基乙基、2-丙酰氧基乙基、2-丁酰氧基乙基、3-乙酰氧基丙基、3-丙酰氧基丙基、4-乙酰氧基丁基、甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧基羰基、丁氧基羰基、戊氧基羰基、甲氧基羰基甲基、乙氧基羰基甲基、丙氧基羰基甲基、丁氧基羰基甲基、2-(甲氧基羰基)乙基、2-(乙氧基羰基)乙基、2-(丙氧基羰基)乙基、3-(甲氧基羰基)丙基、3-(乙氧基羰基)丙基、4-(甲氧基羰基)-丁基。

其中两个或更多个CH₂基团被-O-和/或-C(O)O-替代的烷基可以为直链或支化的。它优选为直链的且具有3-12个C原子。因此，它优选为双-羧基-甲基、2,2-双-羧基-乙基、3,3-双-羧基-丙基、4,4-双-羧基-丁基、5,5-双-羧基-戊基、6,6-双-羧基-己基、7,7-双-羧基-庚基、8,8-双-羧基-辛基、9,9-双-羧基-壬基、10,10-双-羧基-癸基、双(甲氧基羰基)甲基、2,2-双(甲氧基羰基)-乙基、3,3-双(甲氧基羰基)-丙基、4,4-双(甲氧基羰基)-丁基、5,5-双(甲氧基羰基)-戊基、6,6-双(甲氧基羰基)-己基、7,7-双(甲氧基羰基)-庚基、8,8-双(甲氧基羰基)-辛基、双(乙氧基羰基)-甲基、2,2-双(乙氧基羰基)-乙基、3,3-双(乙氧基羰基)-丙基、4,4-双(乙氧基羰基)-丁基、5,5-双(乙氧基羰基)-己基。

硫杂烷基，即其中一个CH₂基团被-S-替代，优选为直链硫甲基(-SCH₃)、1-硫乙基(-SCH₂CH₃)、1-硫丙基(＝-SCH₂CH₂CH₃)、1-(硫丁基)、1-(硫戊基)、1-(硫己基)、1-(硫庚基)、1-(硫辛基)、1-(硫壬基)、1-(硫癸基)、1-(硫十一烷基)或1-(硫十二烷基)，其中优选与sp²杂化的乙烯基碳原子相邻的CH₂基团被替代。

氟代烷基优选为全氟烷基C_iF_2i+1，其中i为1-15的整数，特别是CF₃、C₂F₅、C₃F₇、C₄F₉、C₅F₁₁、C₆F₁₃、C₇F₁₅或C₈F₁₇，非常优选C₆F₁₃或部分氟化的烷基，特别是1,1-二氟烷基，其都是直链或支化的。

烷基、烷氧基、链烯基、氧杂烷基、硫杂烷基、羰基和羰氧基可以为非手性或手性基团。特别优选的手性基团例如为2-丁基(＝1-甲基丙基)、2-甲基丁基、2-甲基戊基、2-乙基己基、2-丁基己基、2-乙基辛基、2-丁基辛基、2-己基辛基、2-乙基癸基、2-丁基癸基、2-己基癸基、2-辛基癸基、2-乙基十二烷基、2-丁基十二烷基、2-己基十二烷基、2-辛基十二烷基、2-癸基十二烷基、2-丙基戊基、3-甲基戊基、3-乙基戊基、3-乙基庚基、3-丁基庚基、3-乙基壬基、3-丁基壬基、3-己基壬基、3-乙基十一烷基、3-丁基十一烷基、3-己基十一烷基、3-辛基十一烷基、4-乙基己基、4-乙基辛基、4-丁基辛基、4-乙基癸基、4-丁基癸基、4-己基癸基、4-乙基十二烷基、4-丁基十二烷基、4-己基十二烷基、4-辛基十二烷基，特别是2-甲基丁基、2-甲基丁氧基、2-甲基戊氧基、3-甲基-戊氧基、2-乙基-己氧基、2-丁基辛氧基、2-己基癸氧基、2-辛基十二烷氧基、1-甲基己氧基、2-辛氧基、2-氧杂-3-甲基丁基、3-氧杂-4-甲基-戊基、4-甲基己基、2-己基、2-辛基、2-壬基、2-癸基、2-十二烷基、6-甲氧基-辛氧基、6-甲基辛氧基、6-甲基辛酰氧基、5-甲基庚氧基-羰基、2-甲基丁酰氧基、3-甲基戊酰氧基、4-甲基己酰氧基、2-氯-丙酰氧基、2-氯-3-甲基丁酰氧基、2-氯-4-甲基-戊酰氧基、2-氯-3-甲基戊酰氧基、2-甲基-3-氧杂戊基、2-甲基-3-氧杂-己基、1-甲氧基丙基-2-氧基、1-乙氧基丙基-2-氧基、1-丙氧基丙基-2-氧基、1-丁氧基丙基-2-氧基、2-氟辛氧基、2-氟癸氧基、1,1,1-三氟-2-辛氧基、1,1,1-三氟-2-辛基、2-氟甲基辛氧基。

非常优选2-乙基己基、2-丁基己基、2-乙基辛基、2-丁基辛基、2-己基辛基、2-乙基癸基、2-丁基癸基、2-己基癸基、2-辛基癸基、2-乙基十二烷基、2-丁基十二烷基、2-己基十二烷基、2-辛基十二烷基、2-癸基十二烷基、3-乙基庚基、3-丁基庚基、3-乙基壬基、3-丁基壬基、3-己基壬基、3-乙基十一烷基、3-丁基十一烷基、3-己基十一烷基、3-辛基十一烷基、4-乙基辛基、4-丁基辛基、4-乙基癸基、4-丁基癸基、4-己基癸基、4-乙基十二烷基、4-丁基十二烷基、4-己基十二烷基、4-辛基十二烷基、2-己基、2-辛基、2-辛氧基、1,1,1-三氟-2-己基、1,1,1-三氟-2-辛基和1,1,1-三氟-2-辛氧基。

优选的非手性支化基团为异丙基、异丁基(＝甲基丙基)、异戊基(＝3-甲基丁基)、叔丁基、异丙氧基、2-甲基-丙氧基和3-甲基丁氧基。

在一个优选实施方案中，烷基彼此独立地选自具有1-30个C原子且其中一个或多个H原子任选被F替代的伯、仲或叔烷基或烷氧基，或者任选被烷基化或烷氧基化且具有4-30个环原子的芳基、芳氧基、杂芳基或杂芳氧基。非常优选的这类基团选自由下列结构式组成的组：

其中“ALK”代表具有1-20，优选1-12个C原子(在叔基团的情况下非常优选1-9个C原子)的任选被氟化的直链或支化(优选直链)烷基或烷氧基，且虚线代表连接至与这些基团所连接的环。在这些基团中，尤其优选其中所有的ALK子基团都相同的那些。

-CY¹＝CY²-优选为-CH＝CH-、-CF＝CF-或-CH＝C(CN)-。

X⁰为卤素，优选F、Cl或Br。

R⁰和R⁰⁰彼此独立为H或任选被取代的C_1-40碳基或烃基，且优选地代表H或具有1至12个C原子的烷基。

若烷基或芳基是被取代的，则优选被一个或多个如上文所定义的基团L取代。

如本文所使用的“卤素”包括F、Cl、Br或I。作为不意欲参与反应的取代基使用的卤素原子优选为F或Cl。作为反应性基团使用的卤素原子优选为Cl、Br或I，最优选Br或I。

如本文所使用的-CO-、-C(＝O)-和-C(O)-应理解为意指羰基，即具有结构的基团。

发明详述

本发明提供用于制备二卤-4,8-二芳基-TID化合物的新型且改进的方法，该方法由市售的化合物开始仅包含三或四个步骤。TID化合物可用作制备共轭聚合物的单体或结构单元。

与现有技术相比，根据本发明的方法提供了显著优点，包括：

-由市售的材料开始的合成步骤数目可由约9-11个减少至4个步骤(经由步骤a1和a2)或3个步骤(经由步骤b)，

-可大大改进步骤a1)中的收率，

-可避免高毒性有机锡试剂，

-经由步骤b)的方法避免使用了有毒氰化试剂，如KCN、NaCN或CuCN。

如下文更详细描述的根据本发明的优选方法示例性地以图解方式描述于图1中，其中R、R'、A、Pg、X¹和X²如式I中所定义，X代表Cl、Br、I或磺酸酯，优选Cl、Br、I、三氟甲磺酸酯、九氟丁磺酸酯或甲苯磺酸酯，非常优选Br或I。

第一步骤(步骤a1)为与制备苯并[2,1,3]-噻二唑-5,6-二甲腈2和TID 3的已知程序相比的改进，获得了增加的TID收率，例如由16％增加至高达51％，且产物的分离简单得多，因为不需要色谱分离。

第一步骤(步骤a1)包括在5-和6-位上被Cl、Br、I或磺酸酯，优选Cl、Br、I、三氟甲磺酸酯、九氟丁磺酸酯或甲苯磺酸酯取代的苯并[2,1,3]噻二唑1与氰化试剂的氰化，得到5,6-二氰基-苯并[2,1,3]-噻二唑2，然后用酸处理，得到TID 3。

在步骤a1)中使用的氰化试剂优选为氰化物，非常优选地选自CuCN、KCN、NaCN。

在本发明的一个优选实施方案中，将铜盐(如CuI或CuBr)与氰化物一起添加至反应混合物中。

在本发明另一优选的实施方案中，在步骤a1)中的氰化在催化剂的存在下进行，非常优选钯催化剂，催化剂优选选自下文对步骤c)列出的催化剂。

优选地，步骤a1)包括添加适合浓度的酸或酰氯，优选70-100％。酸优选为无机酸，如例如盐酸、硫酸、磷酸、硝酸或路易斯酸如BF₃。酰氯优选为SOCl₂或草酰氯。

酸或酰氯处理导致与现有技术所公开的方法相比显著改进的二腈2至TID 3转化的收率，例如由16％至高达51％，如工作实施例中所例证的。

第二步骤(步骤a2)为TID 3的N-官能化，得到N-取代的TID 4，优选地通过将TID 3与R-Hal反应进行，其中Hal为卤素，优选Cl或Br，且R具有式I的含义之一或如上下文所给出的优选含义之一。

优选地，在步骤a2)中的N-官能化通过N-烷基化、N-酰化或N-芳基化进行。

N-烷基化优选地通过将TID 3与烷基溴R-Br在极性溶剂中在碱的存在下或在非极性溶剂中在相转移条件下或经由Mitsunobu反应来进行，其中R具有式I的含义之一或如上下文所给出的优选含义之一。

N-酰化优选地通过将TID 3与酰氯在DMAP和碱，优选Et ₃N的存在下进行。

N-芳基化优选地通过将TID 3在芳族亲水性取代、Buchwald-Hartwig N-芳基化或Ullmann N-芳基化中与R-Br反应来进行，其中R具有式I的含义之一或如上下文所给出的优选含义之一。

步骤a1)和a2)优选地在溶剂中进行，如DMF、硝基苯、NMP、二甲基乙酰胺、甲苯、二甲苯(邻-、间-、对-或其混合物)、1,3,5-三甲基苯、异丙基苯、二氯甲烷。

在另一优选的实施方案中，代替两步骤反应(步骤a1和a2)，N-取代的TID 4由在5-和6-位上被Cl、Br、I或磺酸酯，优选Cl、Br、I、三氟甲磺酸酯、九氟丁磺酸酯或甲苯磺酸酯取代的苯并[2,1,3]噻二唑1经由过渡金属催化的氨基羰基化反应(步骤b)直接制得，其中使用所需的R-NH₂，其中R具有式I的含义之一或如上下文所给出的优选含义之一。

步骤b)中的氨基羰基化优选地在钯催化剂的存在下进行，该催化剂优选地选自下文对步骤c)列举的催化剂。

步骤b)优选地在溶剂中进行，如四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、DMF、硝基苯、NMP、二甲基乙酰胺、甲苯、二甲苯(邻-、间-、对-或其混合物)、1,3,5-三甲基苯和异丙基苯。

根据本发明的方法的下一关键步骤(分别为式I1化合物与Pg-A-X²的反应或步骤c))包括TID 3或N-取代的TID 4与经保护的芳基试剂Pg-A-X²(其中Pg、A和X²具有如上下文所给出的含义之一，如例如2-溴-5-三甲基硅烷基噻吩)在由碱组成或包含碱的添加剂存在下的催化直接芳基化，得到[1,2,5]噻二唑并[3,4-e]异吲哚-5,7-二酮5，其为-A-Pg于4,8-二取代的和任选地N取代的。

分别在步骤a1)、b)和c)中或式I1化合物与Pg-A-X²的反应中使用的催化剂以催化量添加至反应混合物中。

如上下文所使用的术语“催化量”是指明确低于所使用的析出物的1当量(即分别为式I1化合物或化合物1、3或4)的量，优选基于所使用的析出物当量为0.01至10摩尔％，最优选0.01至2摩尔％。

分别在步骤a1)、b)和c)中或式I1化合物与Pg-A-X²的反应中使用的催化剂优选为金属催化剂，非常优选为钯(0)催化剂或钯(II)催化剂。

优选地，金属催化剂为钯(0)催化剂或钯(II)催化剂，其包含能与Pd原子配位的有机配体，如例如三取代的膦配体。

优选的膦配体选自式R^a _xR^b _yR^c _zP，其中P代表磷，R^a、R^b和R^c为相同或不同的任选地被氟化的具有1至12个C原子的直链、支化或环状烷基或任选被取代的具有4至20个C原子的芳基，且x、y和z为0、1、2或3，x+y+z＝3。

适合且优选的膦配体的实例为三苯膦(PPh₃)、三叔丁基膦(Pt-Bu₃)、三乙膦、三异丙膦、三环己膦、双(二叔丁基膦基)甲烷和2-二环己膦基-2',6'-二甲氧基联苯。

此外优选的膦配体选自式Ph₂P(CH₂)_nPPh₂，其中n为1至5的整数，和其任意取代的衍生物。

在另一优选的实施方案中，催化剂由催化剂前体(precatalyst)和配体形成，其中配体能与Pd原子配位，且在碱的存在下就地形成。催化剂前体优选为钯(0)催化剂或钯(II)催化剂。配体优选为能与Pd原子配位且由对应的鏻盐通过添加碱而就地形成的三取代的膦配体。碱优选为式I1化合物与Pg-A-X²的反应中或步骤c)中使用的碱。

优选的鏻盐选自式[R^a _xR^b _yR^c _zPH]⁺Z^-，其中R^a-c和x、y和z如上文所定义，且Z^-为适合的阴离子，如例如BF₄ ^-、PF₆ ^-或SbF₆ ^-。尤其优选的是四氟硼酸根，如例如P(t-Bu₃)HBF₄、PCy₃HBF₄。

将膦配体或鏻盐添加至反应混合物中，添加量基于所使用的析出物(即分别为式I1化合物或化合物1、3或4)优选为0.02至10摩尔％，最优选为0.02至2摩尔％。Pd:膦的优选的比率为1:2。

优选且适合的钯催化剂选自下组：新戊酸钯(II)、乙酸(2'-二-叔丁膦基-1,1'-联苯-2-基)钯(II)、烯丙基氯[1,3-双(2,6-二-异丙基苯基)-4,5-二氢咪唑-2-亚基]钯(II)、烯丙基氯[1,3-双(2,6-二-异丙基苯基)咪唑-2-亚基]钯(II)、烯丙基氯[1,3-双(2,4,6-三甲基苯基)咪唑-2-亚基]钯(II)、氯化烯丙基钯二聚物、(2'-氨基-1,1'-联苯-2-基)甲磺酸钯(II)二聚物、双[1,2-双(二苯膦基)乙烷]钯(0)、双(二亚苄基丙酮)钯(0)、反式-双(二环己胺)双(乙酸)钯(II)、双{[4-(N,N-二甲基氨基)苯基]二-叔丁膦基}钯(0)、N,N'-[双(2,6-二甲基苯基)-1,3-二甲基-1,3-丙二亚基](甲基)(三乙膦)钯(II)、四氟硼酸[1,3-双(2,6-二-异丙基苯基)-4,5-二氢咪唑-2-亚基]{2-[(二甲基氨基-kN)甲基]苯基-kC}(吡啶)钯(II)、1,3-双(2,6-二-异丙基苯基)咪唑-2-亚基(1,4-萘醌)钯(0)二聚物、[P,P'-1,3-双(二-异丙膦基)丙烷][P-1,3-双(二-异丙膦基)丙烷]钯(0)、氯化双(2-甲基烯丙基)钯二聚物、乙酸1,2-双(苯基亚磺酰基)乙烷钯(II)、双(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酸)钯(II)、双(三-叔丁基膦)钯(0)、双(三环己膦)钯(0)、四氟硼酸[1,3-双(2,4,6-三甲基苯基)-4,5-二氢咪唑-2-亚基]{2-[(二甲基氨基-kN)甲基]苯基-kC}(吡啶)钯(II)、1,3-双(2,4,6-三甲基苯基)咪唑-2-亚基(1,4-萘醌)钯(0)二聚物、双(三-邻甲苯膦)钯(0)、氯(2'-氨基-1,1'-联苯-2-基)钯(II)二聚物、氯(2-二-叔丁膦基-2',4',6'-三-异丙基-1,1'-联苯基)[2-(2-氨基乙基)苯基]钯(II)、氯(2-二环己膦基-2',6'-二甲氧基-1,1'-联苯基)(2'-氨基-1,1'-联苯-2-基)钯(II)、氯(2-二环己膦基-2',6'-二甲氧基-1,1'-联苯基)[2-(2-氨基乙基苯基)]钯(II)甲基-叔丁醚加合物、氯(2-二环己膦基-3,6-二甲氧基-2',4',6'-三-异丙基-1,1'-联苯基)(2'-氨基-1,1'-联苯-2-基)钯(II)、氯[2-(二环己膦基)-3,6-二甲氧基-2',4',6'-三-异丙基-1,1'-联苯基][2-(2-氨基乙基)-苯基]钯(II)、氯[2-(二环己膦基)-2'-(N,N-二甲基氨基)-1,1'-联苯基](2'-氨基-1,1'-联苯-2-基)钯(II)、氯(2-二环己膦基-2',6'-二-异丙氧基-1,1'-联苯基)(2'-氨基-1,1'-联苯-2-基)钯(II)、氯(2-二环己膦基-2',6'-二-异丙氧基-1,1'-联苯基)[2-(2-氨基乙基苯基)]钯(II)甲基-叔丁醚加合物、氯(2-二环己膦基-2',4',6'-三-异丙基-1,1'-联苯基)(2'-氨基-1,1'-联苯-2-基)钯(II)、氯(2-二环己膦基-2',4',6'-三-异丙基-1,1'-联苯基)[2-(2-氨基乙基)苯基]钯(II)甲基-叔丁醚加合物、氯{[4-(N,N-二甲基-氨基)苯基]二-叔丁膦基}(2'-氨基-1,1'-联苯-2-基)钯(II)、氯[9,9-二甲基-4,5-双(二苯膦基)-呫吨][2'-氨基-1,1'-联苯基]钯(II)、氯(二-2-降冰片基膦基)(2'-二甲基氨基-1,1'-联苯-2-基)钯(II)、氯(二-2-降冰片基膦基)(2-二甲基氨基甲基二茂铁-1-基)钯(II)、氯甲基(1,5-环辛二烯)钯(II)、氯[(1,2,3-η)-3-苯基-2-丙烯基][1,3-双(2,6-二-异丙基苯基)-4,5-二氢咪唑-2-亚基]钯(II)、氯[(1,2,3-η)-3-苯基-2-丙烯基][1,3-双(2,6-二-异丙基苯基)咪唑-2-亚基]-钯(II)、环戊二烯基[(1,2,3-n)-1-苯基-2-丙烯基]钯(II)、反式-二(μ-乙酸)双[邻-(二-邻甲苯膦基)苄基]二钯(II)、二乙酸双(三苯膦)钯(II)、二乙酸(1,10-菲络啉)钯(II)、二-μ-溴双(三-叔丁膦基)二钯(I)、反式-二溴双(三苯膦)钯(II)、二溴(1,5-环辛二烯)钯(II)、二氯双(乙腈)钯(II)、二氯双(苯甲腈)钯(II)、二氯[1,1'-双(二-叔丁膦基)-二茂铁]钯(II)、二氯[1,1'-双(二环己膦基)-二茂铁]钯(II)、二-μ-氯双{2-[(二甲基氨基)-甲基]苯基}二钯、二氯双{[4-(N,N-二甲基氨基)苯基]二-叔丁膦基}钯(II)、二氯[2,2'-双(二苯膦基)-1,1'-联萘基]钯(II)、二氯(1,2-双(二苯膦基)-乙烷)钯(II)、二氯[1,1'-双(二苯膦基)-二茂铁]钯(II)、二氯(1,3-双(二苯膦基)-丙烷)钯(II)、二氯[1,1'-双(二-异丙膦基)二茂铁]钯(II)、二-μ-氯双[(1,2,3-η)-1-苯基-2-丙烯基]二钯(II)、反式-二氯双(三环己膦基)钯(II)、反式-二氯双(三苯膦)钯(II)、反式-二氯双(三-邻甲苯膦)钯(II)、二氯(1,5-环辛二烯)钯(II)、二氯(二-μ-氯)双[1,3-双(2,6-二-异丙基苯基)咪唑-2-亚基]二钯(II)、二氯[9,9-二甲基-4,5-双(二苯膦基)呫吨]钯(II)、二氯(降冰片二烯)钯(II)、顺式-二氯(N,N,N',N'-四甲基乙二胺)钯(II)、顺式-二甲基(N,N,N',N'-四甲基乙二胺)钯(II)、甲磺酸[2-双(3,5-二(三氟甲基)苯膦基-3,6-二甲氧基-2',4',6'-三-异丙基-1,1'-联苯基](2'-氨基-1,1'-联苯-2-基)钯(II)、甲磺酸[二叔丁基(正丁基)膦](2'-氨基-1,1'-联苯-2-基)钯(II)、甲磺酸(二叔丁基新戊膦)(2'-氨基-1,1'-联苯-2-基)钯(II)、甲磺酸(2-(二-叔丁膦基)-3,6-二甲氧基-2',4',6'-三-异丙基-1,1'-联苯基)(2'-氨基-1,1'-联苯-2-基)钯(II)、甲磺酸(2-(二-叔丁膦基)-3-甲氧基-6-甲基-2',4',6'-三-异丙基-1,1'-联苯基)(2'-氨基-1,1'-联苯-2-基)钯(II)、甲磺酸(2-二-叔丁膦基-2',4',6'-三-异丙基-1,1'-联苯基)(2'-氨基-1,1'-联苯-2-基)钯(II)、甲磺酸(2-二环己膦基-2',6'-二甲氧基-1,1'-联苯基)(2'-氨基-1,1'-联苯-2-基)钯(II)、甲磺酸(2-二环己膦基-3,6-二甲氧基-2',4',6'-三-异丙基-1,1'-联苯基)(2'-氨基-1,1'-联苯-2-基)钯(II)、甲磺酸[2-(二环己膦基)-2'-(N,N-二甲基氨基)-1,1'-联苯基](2'-氨基-1,1'-联苯-2-基)钯(II)、甲磺酸(2-二环己膦基-2',6'-二-异丙氧基-1,1'-联苯基)(2'-氨基-1,1'-联苯-2-基)钯(II)、甲磺酸{(R)-(-)-1-[(S)-2-(二环己膦基)二茂铁基]乙基二-叔丁膦}(2'-氨基-1,1'-联苯-2-基)钯(II)、甲磺酸(2-二环己膦基-2',4',6'-三-异丙基-1,1'-联苯基)(2'-氨基-1,1'-联苯-2-基)钯(II)、甲磺酸{[4-(N,N-二甲基氨基)苯基]二-叔丁膦基}(2'-氨基-1,1'-联苯-2-基)钯(II)、甲磺酸[9,9-二甲基-4,5-双(二苯膦基)呫吨][2'-氨基-1,1'-联苯基]钯(II)、甲磺酸(三环己膦)(2'-氨基-1,1'-联苯-2-基)钯(II)、氯化(1-甲基烯丙基)钯二聚物、乙酸钯(II)、乙酰基丙酮酸钯(II)、苯甲酸钯(II)、溴化钯(II)、氯化钯(II)、三氟乙酸钯(II)、新戊酸钯(II)、四氟硼酸四(乙腈)钯(II)、四(三苯膦)钯(0)、三[二(4-乙酰氧基亚苄基)丙酮]二钯(0)二(4-乙酰氧基亚苄基)丙酮加合物、三(二亚苄基丙酮)二钯(0)、三{三[3,5-双(三氟甲基)苯基]膦}钯(0)。

其他优选的钯催化剂包括在适合的载体上的0.1-10％的钯，载体例如为活性炭、木炭、氧化铝、碳酸钡、硫酸钡、碳酸钙、硅酸钛、硅石、聚乙烯亚胺/硅石)，或钯纳米粒子。

在步骤b)中使用的非常优选的催化剂体系包含乙酸钯(II)、氯化钯(II)或溴化钯(II)与Xantphos(4,5-双(二苯膦基)-9,9-二甲基呫吨)或另一如上文所定义的双齿膦配体的组合或由其组成。

分别在步骤a1)、b)和c)中或在式I1化合物与Pg-A-X²的反应中使用的其他适合且优选的催化剂选自具有Cl、Br或I阴离子的铜(I)和铜(II)盐。

在步骤c)中使用的非常优选的催化剂体系包含具有配体如Cl、Br、乙酸根或新戊酸根的钯(II)盐或钯(II)配合物与如上文所定义的膦配体或鏻盐的组合或由其组成。

在步骤c)中使用的碱可选自所有的含水和无水碱。优选的是在反应混合物中存在至少1.5当量的碱，基于活性氢。适合且优选的碱为例如金属醇化物或氢氧化物、羧酸盐、碳酸盐和磷酸盐，非常优选铯、碱金属或碱土金属的碳酸盐或磷酸盐，非常优选钠或钾的氢氧化物、乙酸盐、碳酸盐、氟化物或磷酸盐。其他优选的是前述碱中的一种或多种的混合物。最优选无水Cs₂CO₃、K₂CO₃或Na₂CO₃。

非常优选地，步骤c)在包含碱或由碱组成的添加剂的存在下进行，所述碱选自下组：

由铯碱组成的组，优选Cs₂CO₃或CsHCO₃，

由酸与无水碱所产生的阴离子组成的组，所述酸优选为新戊酸(2,2-二甲基丙酸)、新戊酸衍生物或R^s-COOH，其中R^S如上文所定义，所述碱优选选自Na₂CO₃、NaHCO₃、Li₂CO₃、K₂CO₃或KHCO₃，

由包含银盐和碱的添加剂组成的组，所述银盐优选选自Ag₂CO₃、Ag₂O、AgNO₃、AgOTf、AgBF₄、AgPF₆，所述碱优选无水碱或R^S ₄NOH，其中R^S如上文所定义，非常优选选自Na₂CO₃、NaHCO₃、Li₂CO₃、K₂CO₃、KHCO₃。

用于步骤c)的适合且优选的溶剂选自DMF、硝基苯、NMP、二甲基乙酰胺、甲苯、二甲苯(邻-、间-、对-或其混合物)、1,3,5-三甲基苯、异丙基苯。

最终步骤(步骤d)为在TID 5的4-和8-位上的芳基A的去保护和/或官能化，优选卤化，得到最终产物式I的4,8-二取代的TID 6，其任选为N-取代的。

若步骤d)为去保护/卤化，则使TID 5与溴化或碘化剂如NBS、溴、NIS反应。在另一优选的实施方案中，在与卤化试剂反应之前，使TID 5与去保护剂如KF或Bu₄NF反应。

在本发明的一个优选实施方案中，在式I1、I2、3/4、5和6化合物中的R'为H。

在本发明的另一优选实施方案中，在式I1、I2、3/4、5和6化合物中的R'具有式I中的R的含义之一或如上下文所给出的R的优选含义之一。

优选地，在式I、I1、I2、3/4、5和6化合物，R-Hal、R-Br和R-NH₂中R选自下组：具有1至30个C原子的直链或支化烷基、烷氧基或硫烷基和具有2至30个C原子的直链或支化烷基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰基，前述基团各自未被取代或被一个或多个F原子取代。

另外优选地，在式I、I1、I2、3/4、5和6化合物，R-Hal、R-Br和R-NH₂中R选自下组：芳基、杂芳基、芳氧基和杂芳氧基，前述基团各自任选地被氟化、烷基化或烷氧基化，且具有4至30个环原子。

在式I化合物中，X¹为卤素，优选为Br或I。

在式I和Pg-A-X²的化合物中，优选地R^S在出现的各处相同或不同地代表H、具有1至30个C原子的直链、支链或环状烷基，其中一个或多个CH₂基团以O和/或S原子不彼此直接连接的方式任选地被-O-、-S-、-C(O)-、-C(S)-、-C(O)-O-、-O-C(O)-、-NR⁰-、-SiR⁰R⁰⁰-、-CF₂-、-CHR⁰＝CR⁰⁰-、-CY¹＝CY²-或-C≡C-替代，且其中一个或多个H原子任选地被F、Cl、Br、I或CN替代，或代表任选被取代，优选被卤素或被前述烷基或环状烷基中的一种或多种取代的具有4至20个环原子的芳基、杂芳基、芳氧基或杂芳氧基。

在一个优选的实施方案中，R和R^S选自具有1至30个C原子的伯、仲或叔烷基或烷氧基(其中一个或多个H原子任选地被F替代)，或具有4至30个环原子的芳基、芳氧基、杂芳基或杂芳氧基(其任选地被烷基化或烷氧基化)。此类非常优选的基团选自由下列结构式组成的组：

其中“ALK”表示具有1-20，优选1-12个C原子，在叔基团的情况下非常优选1-9个C原子的任选氟化的直链或支化的、优选直链的烷基或烷氧基，且虚线表示连接至与这些基团所连接的环。在这些基团中，尤其优选其中所有ALK子基团都相同的那些。

在式I和Pg-A-X²的化合物中，A优选地选自：

其中R¹¹、R¹²、R¹³和R¹⁴彼此独立地代表H或具有如式I中定义的R^S的含义之一或如上下文所给出的R^S的优选含义之一。

优选式II1至II10和II13至II16。非常优选式II1至II10。最优选式II1和II6。

在式Pg-A-X²的化合物中，X²为离去基团，优选地选自H、Cl、Br、I、O-甲苯磺酸酯、O-三氟甲磺酸酯、O-甲磺酸酯、O-九氟丁磺酸酯、-O-SO₂Z¹、-Si(Z¹)₃、-SiMe₂F、-SiMeF₂、其中Me代表甲基，且Z¹选自下组：烷基，优选C_1-10烷基，和芳基，优选C_6-12芳基，各自任选地被取代，优选被一个或多个如上文所定义的基团L取代，且两个基团Z¹也可形成环状基团。尤其优选的基团X²选自Br、I、O-甲苯磺酸酯、O-三氟甲磺酸酯、O-甲磺酸酯和O-九氟丁磺酸酯。

在式Pg-A-X²的化合物中，Pg为H或保护基。若Pg为保护基，则其优选地选自下组：经活化的C-H键、Cl、Br、I、O-甲苯磺酸酯、O-三氟甲磺酸酯、O-甲磺酸酯、O-九氟丁磺酸酯、-O-SO₂Z¹、-Si(Z¹)₃、-SiMe₂F、-SiMeF₂，其中Me代表甲基，且Z¹选自下组：烷基，优选C_1-10烷基，和芳基，优选C_6-12芳基，各自任选地被取代，优选地被一个或多个如上文所定义的基团L取代，且两个基团Z¹也可形成环状基团。

尤其优选的基团Pg为Cl、O-甲苯磺酸酯、O-三氟甲磺酸酯、O-甲磺酸酯、O-九氟丁磺酸酯和SiMe₃。

式I化合物尤其适合作为制备聚合物的单体或结构单元，尤其用于制备共轭聚合物。

本发明因此进一步涉及通过将一种或多种式I化合物任选地与其他共聚单体一起聚合获得的共轭聚合物。

例如，共轭聚合物可适合通过芳基-芳基偶联反应来制备，例如Yamamoto偶联、C-H活化偶联、Suzuki偶联、Stille偶联、Sonogashira偶联、Heck偶联或Buchwald偶联。尤其优选Suzuki偶联、Stille偶联和Yamamoto偶联。

本发明的另一方面为制备聚合物的方法，其通过将一种或多种选自式I的相同或不同的单体彼此和/或与一种或多种共聚单体在聚合反应中偶联来制备，优选芳基-芳基偶联反应。

在上下文所述的方法中使用的优选的芳基-芳基偶联和聚合方法为Yamamoto偶联、Kumada偶联、Negishi偶联、Suzuki偶联、Stille偶联、Sonogashira偶联、Heck偶联、C-H活化偶联、Ullmann偶联或Buchwald偶联。尤其优选Suzuki偶联、Negishi偶联、Stille偶联和Yamamoto偶联。Suzuki偶联描述于例如WO00/53656A1中。Negishi偶联描述于例如J.Chem.Soc.,Chem.Commun.,1977,683-684中。Yamamoto偶联描述于例如T.Yamamoto等人的Prog.Polym.Sci.,1993,17,1153-1205或WO 2004/022626 A1中。Stille偶联描述于例如Z.Bao等人的J.Am.Chem.Soc.,1995,117,12426-12435中。C-H活化描述于例如M.Leclerc等人的Angew.Chem.Int.Ed.2012,51,2068-2071中。例如，当使用Yamamoto偶联时，优选地使用具有两个反应性卤素基团的单体。当使用Suzuki偶联时，优选地使用具有两个反应性硼酸(boronic acid)或硼酸酯基团或两个反应性卤素基团的单体。当使用Stille偶联时，优选地使用具有两个反应性锡烷基团或两个反应性卤素基团的单体。当使用Negishi偶联时，优选地使用具有两个反应性有机锌基团或两个反应性卤素基团的单体。当通过C-H活化聚合合成线性聚合物时，优选地使用如上文所述的单体，其中至少一个反应性基团为活化的氢键。

优选的催化剂，尤其是用于Suzuki、Negishi或Stille偶联的催化剂，选自Pd(0)配合物或Pd(II)盐。优选的Pd(0)配合物为带有至少一个膦配体的那些，如Pd(Ph₃P)₄。另一优选的膦配体为三(邻-甲苯基)膦，即Pd(o-Tol₃P)₄。优选的Pd(II)盐包括乙酸钯，即Pd(OAc)₂，或反式-二(μ-乙酸)-双[邻-(二-邻-甲苯膦基)苄基]二钯(II)。或者，Pd(0)配合物可通过将Pd(0)二亚苄基丙酮配合物(例如，三(二亚苄基丙酮)二钯(0)、双(二亚苄基丙酮)钯(0))或Pd(II)盐如乙酸钯与膦配体如三苯膦、三(邻-甲苯基)膦、三(邻-甲氧基苯基)膦或三(叔丁基)膦混合来制备。Suzuki聚合在碱的存在下进行，例如碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯、氢氧化锂、磷酸钾，或有机碱，如碳酸四乙基铵或氢氧化四乙基铵。Yamamoto聚合使用Ni(0)配合物，例如双(1,5-环辛二烯基)镍(0)。

Suzuki、Stille或C-H活化偶联聚合反应可用于制备均聚物，以及统计、交替和嵌段无规共聚物。统计、无规嵌段共聚物或嵌段共聚物可例如由上述单体制备，其中反应性基团之一为卤素和其他的反应性基团为C-H活化键、硼酸(boronic acid)、硼酸衍生物基团或和烷基锡烷。统计、交替和嵌段共聚物的合成详细地描述于例如WO 03/048225 A2或WO2005/014688 A2中。

除非在上下文另外明确指出，否则如本文使用的本文术语的复数形式应解释为包括单数形式，且反之亦然。

在本申请的整个说明书和权利要求通篇，语词“包含”和“含有”和这些语词的变化形式(例如“含”)意指“包括但不限于”，且不意欲(且不)排除其他组分。

理解的是，可以对本发明的前述实施方案作出变化，而仍落在本发明的范围内。除非另外指出，本说明书中公开的各个特征均可被用于相同、等同或类似目的的备选特征替代。因此，除非另外指明，所公开的每个特征仅为一系列等同或类似特征的一个举例。

本说明书中公开的所有特征可以以任意组合形式组合，其中这类特征和/或步骤中的至少一些相互排斥的组合除外。特别地，本发明的优选特征可适用于本发明的所有方面，并且可以以任意组合使用。同样，非必要的组合中所述的特征可单独使用(不组合)。

在上下文中，除非另外指出，百分数为重量百分数，温度以摄氏度给出。

下面参考以下实施例更详细地描述本发明，所述实施例仅为示例性的而不限制本发明的范围。

实施例1

4,8-双(5-溴噻吩-2-基)-6-(2-辛基十二烷基)-[1,2,5]噻二唑并[3,4-e]异吲哚-5,7-二酮如下制备。

步骤a1)：[1,2,5]噻二唑并[3,4-e]异吲哚-5,7-二酮

将硝基苯(400cm³)与无水N,N-二甲基甲酰胺(1250cm³)的混合物添加至5,6-二溴苯并[2,1,3]噻二唑(21.11g；71.81mmol；1.00eq.)、氰化铜(26.37g；294.42mmol；4.10eq.)和碘化铜(14.36g；75.40mmol；1.05eq.)。将混合物在回流下搅拌19小时。随后将混合物冷却至23℃，缓慢地添加水合氯化铁(III)六水合物(71.82g；265.70mmol；3.70eq.)、浓(34-36％)盐酸(18cm³)和水(106cm³)的混合物。将所得悬浮液在70℃下加热1小时，冷却，用水(500cm³)和二氯甲烷(400cm³)稀释并过滤。将滤液分离，水相用二氯甲烷(3×500cm³)萃取。将合并的有机相用固体碳酸氢钠处理，随后用硫酸镁干燥并过滤。真空移除溶剂(95℃，约6毫巴)。将所得固体用甲醇(500cm³)清洗，在空气中干燥并悬浮在96％的硫酸(360cm³)中。将混合物加热至60℃，90分钟，随后倒入冰中。将固体过滤，用水(1000cm³)和甲醇(200cm³)清洗，真空干燥，得到浅灰色粉末(6.82g，51％)。

¹H-NMR(300MHz，DMSO，δppm)：11.86(s，1H)，8.59(s，2H).

步骤a2)：6-(2-辛基十二烷基)-[1，2，5]噻二唑并[3，4-e]异吲哚-5，7-二酮

将[1，2，5]噻二唑并[3，4-e]异吲哚-5，7-二酮(2.00g；9.75mmol)、碳酸钾(4.04g；29.24mmol；3.00eq.)和9-溴甲基十九烷(4.93g；13.65mmol；1.40eq.)在氮气下在N，N-二甲基甲酰胺(61cm³)中于140℃加热20小时。将反应冷却至室温，真空移除溶剂。将残余物置于二氯甲烷(50cm³)中，用10％的盐酸水溶液(1×100cm³)清洗。水相用二氯甲烷(2×50cm³)萃取。将合并的有机相用固体碳酸氢钠处理，在起泡结束之后，经硫酸镁干燥并过滤。真空移除溶剂，并使用石油醚(沸点40-60℃)和二氯甲烷作为洗脱剂通过硅胶柱层析提纯残余物。收率：3.34g(67.1％)。

¹H-NMR(300MHz，CDCl₃，δppm)：8.502(s，2H)，3.68(d，2H，J＝7.3Hz)，1.94(m，1H)，1.28(m，30H)，0.86(m，6H).

步骤c)：6-(2-辛基十二烷基)-4，8-双(5-三甲基硅烷基噻吩-2-基)-[1，2，5]噻二唑并[3，4-e]异吲哚-5，7-二酮

将6-(2-辛基十二烷基)-[1，2，5]噻二唑并[3，4-e]异吲哚-5，7-二酮(500mg；1.03mmol)、(5-溴噻吩-2-基)三甲基硅烷(651mg；2.77mmol；2.7eq.)、2，2-二甲基丙酸(105mg；1.03mmol；1.0eq.)、乙酸钯(II)(23mg；0.10mmol；0.1eq.)、二叔丁基甲基磷烷四氟硼酸盐(51mg；0.21mmol；0.2eq.)、碳酸钾(426mg；3.1mmol；3.0eq.)装入玻璃小瓶中。将小瓶密封并脱气。添加甲苯(1.20cm³)，并将小瓶在氮气下加热至120℃22小时。将混合物冷却至室温，用二氯甲烷(50cm³)稀释，过滤，真空移除溶剂。将残余物溶解在环己烷(15cm³)中，并使用石油醚(b.p.40-60℃)和二氯甲烷作为洗脱剂通过在二氧化硅上的柱层析提纯。收率：508mg，橘色油(62％)。

¹H-NMR(300MHz，CDCl₃，δppm)：7.93(d，2H，J＝3.6Hz)，7.39(d，2H，J＝3.6Hz)，3.62(d，2H，J＝7.4Hz)，1.94(m，1H)，1.26(m，30H)，0.86(m，6H)，0.41(m，18H).

步骤d)：4，8-双(5-溴噻吩-2-基)-6-(2-辛基十二烷基)-[1，2，5]噻二唑并[3，4-e]异吲哚-5，7-二酮

将6-(2-辛基十二烷基)-4，8-双(5-三甲基硅烷基噻吩-2-基)-[1，2，5]噻二唑并[3，4-e]异吲哚-5，7-二酮(508mg；0.64mmol)溶解在四氢呋喃(20cm³)中。以一份添加1-溴-吡咯烷-2，5-二酮(233mg；1.31mmol；2.05eq.)，并将混合物搅拌18小时。在旋转蒸发器上移除溶剂，并将残余物溶解在二氯甲烷(100cm³)中，用水(100cm³)清洗，并经MgSO₄干燥。将溶液过滤，真空移除溶剂。使用石油醚(40-60℃)和二氯甲烷作为洗脱剂通过在二氧化硅上的柱层析提纯残余物。收率389mg(75％)。

¹H-NMR(300MHz，CDCl₃，δppm)：7.78(d，2H，J＝4.1Hz)，7.22(d，2H，J＝4.1Hz)，3.63(d，2H，J＝7.3Hz)，1.92(m，1H)，1.25(m，30H)，0.86(m，6H).

实施例2

4，8-双(5-溴噻吩-2-基)-6-(2-乙基己基)-[1，2，5]噻二唑并[3，4-e]异吲哚-5，7-二酮如下制备。

步骤b)：6-(2-乙基己基)-[1，2，5]噻二唑并[3，4-e]异吲哚-5，7-二酮

将5，6-二溴苯并[2，1，3]噻二唑(2.00g；6.67mmol；1.00eq.)、2-乙基己胺(0.862g；6.67mmol；1.0eq.)、乙酸钯(II)(30.0mg)、Xantphos(80.0mg)、Na₂CO₃(1.60g；15.1mmol；2.3eq.)和甲苯(17.4g)装入玻璃高压釜中。施加1-2.3巴的CO压力，并将反应混合物在80℃下搅拌30小时。将反应混合物经由二氧化硅过滤，并将滤液真空浓缩。收率：780mg，黄色油，其在放置时结晶(37％)。

¹H-NMR(300MHz，CDCl₃，δppm)：8.50(s，1H)，3.70(d，J＝7.4Hz，2H)，2.00-1.81(m，1H)，1.45-1.19(m，8H)，0.93(m，6H).

步骤c)：6-(2-乙基己基)-4,8-双(5-三甲基硅烷基噻吩-2-基)-[1,2,5]噻二唑并[3,4-e]异吲哚-5,7-二酮

该反应类似于实施例1的步骤c)进行。

将6-(2-乙基己基)-[1,2,5]噻二唑并[3,4-e]异吲哚-5,7-二酮(500mg；1.51mmol)、(5-溴噻吩-2-基)三甲基硅烷(954mg；4.06mmol；2.7eq.)、2,2-二甲基丙酸(154mg；1.51mmol；1.0eq.)、乙酸钯(II)(33mg；0.15mmol；0.1eq.)、二叔丁基甲基磷烷四氟硼酸盐(74mg；0.30mmol；0.2eq.)、碳酸钾(625mg；4.53mmol；3.0eq.)装入玻璃小瓶中。将小瓶密封并脱气。添加甲苯(1.77cm³)并将小瓶在氮气下加热至120℃22小时。将混合物冷却至室温，用二氯甲烷(50cm³)稀释，过滤，真空移除溶剂。将残余物溶解在环己烷(15cm³)中，并使用石油醚(b.p.40-60℃)和二氯甲烷作为洗脱剂通过在二氧化硅上的柱层析提纯。

步骤d)：4,8-双(5-溴噻吩-2-基)-6-(2-乙基己基)-[1,2,5]噻二唑并[3,4-e]异吲哚-5,7-二酮(理论实例)

该反应类似于实施例1的步骤d)进行。

将6-(2-乙基己基)-4,8-双(5-三甲基硅烷基噻吩-2-基)-[1,2,5]噻二唑并[3,4-e]异吲哚-5,7-二酮(401mg；0.64mmol)溶解在四氢呋喃(20cm³)中。以一份添加1-溴-吡咯烷-2,5-二酮(234mg；1.31mmol；2.05eq.)，并将混合物搅拌18小时。在旋转蒸发器上移除溶剂，并将残余物溶解在二氯甲烷(100cm³)中，用水(100cm³)清洗，并经MgSO₄干燥。将溶液过滤，真空移除溶剂。使用石油醚(40-60℃)和二氯甲烷作为洗脱剂通过在二氧化硅上的柱层析提纯残余物。

实施例3

4,8-双(5-溴噻吩并[3,2-b]噻吩-2-基)-6-(3,7-二甲基辛基)-[1,2,5]噻二唑并[3,4-e]异吲哚-5,7-二酮如下制备：

步骤a1)：[1,2,5]噻二唑并[3,4-e]异吲哚-5,7-二酮如实施例1的步骤a1)制得。

步骤a2)：6-(3,7-二甲基辛基)-[1,2,5]噻二唑并[3,4-e]异吲哚-5,7-二酮

将[1,2,5]噻二唑并[3,4-e]异吲哚-5,7-二酮(4.00g；19.49mmol)、碳酸钾(8.08g；58.48mmol；3.00eq.)和1-溴-3,7-二甲基辛烷(6.04g；5.66cm³；27.29mmol；1.40eq.)在氮气下在二甲基甲酰胺(122cm³)中于140℃加热20小时。将反应冷却至室温，真空移除溶剂。将残余物置于二氯甲烷(50cm³)中，并用10％的盐酸水溶液(1×100cm³)清洗。水相用二氯甲烷(2×50cm³)萃取。将合并的有机相用固体碳酸氢钠处理，在起泡结束之后，经硫酸镁干燥并过滤。真空移除溶剂，并使用石油醚(b.p.40-60℃)和二氯甲烷作为洗脱剂通过硅胶柱层析提纯残余物。收率：4.45g(66.1％)。

¹H-NMR(300MHz，CDCl₃，δppm)：8.50(s，2H)，3.81(m，2H)，1.75(m，1H)，1.55(m，4H)，1.09-1.41(m，9H)，0.99(d，3H，J＝6.3Hz)，0.86(d，6H，J＝6.6Hz).

步骤c)：6-(3，7-二甲基辛基)-4，8-双(5-三甲基硅烷基噻吩并[3，2-b]噻吩-2-基)-[1，2，5]噻二唑并[3，4-e]异吲哚-5，7-二酮

将6-(3，7-二甲基辛基)-[1，2，5]噻二唑并[3，4-e]异吲哚-5，7-二酮(737mg；2.13mmol)、(5-溴噻吩并[3，2-b]噻吩-2-基)三甲基硅烷(1540mg；5.39mmol；2.48eq.)、2，2-二甲基丙酸(218mg；2.13mmol；1.0eq.)、乙酸钯(II)(96mg；0.43mmol；0.2eq.)、二叔丁基甲基磷烷四氟硼酸盐(212mg；0.85mmol；0.4eq.)、碳酸钾(884mg；6.4mmol；3.0eq.)装入烧瓶中，并脱气。添加甲苯(2.50cm³)并将烧瓶在氮气下加热至120℃22小时。将混合物冷却至室温，并添加另一份(5-溴噻吩并[3，2-b]噻吩-2-基)三甲基硅烷(621mg；2.13mmol；1.0eq.)、乙酸钯(II)(96mg；0.43mmol；0.2eq.)、二叔丁基甲基磷烷四氟硼酸盐(212mg；0.85mmol；0.4eq.)和碳酸钾(118mg；0.85mmol；0.4eq.)，并将烧瓶在氮气下加热22小时。随后将混合物冷却至室温，用二氯甲烷(200cm³)稀释，过滤，真空移除溶剂。将残余物溶解在环己烷/二氯甲烷(9∶1v/v)中，并使用石油醚(b.p.40-60℃)和二氯甲烷作为洗脱剂通过在二氧化硅上的柱层析提纯。收率：784mg，红色油(48％)。

¹H-NMR(300MHz，CDCl₃，δppm)：8.05(s，2H)，7.45(s，2H)，3.76(m，2H)，1.69(m，1H)，1.48(m，4H)，1.05-1.35(m，6H)，0.95(d，3H，J＝6.1Hz)，0.84(d，6H，J＝6.6Hz)，0.38(s，18H).

步骤d)：4，8-双(5-溴噻吩并[3，2-b]噻吩-2-基)-6-(3，7-二甲基辛基)-[1，2，5]噻二唑并[3，4-e]异吲哚-5，7-二酮

将6-(3，7-二甲基辛基)-4，8-双(5-三甲基硅烷基噻吩并[3，2-b]噻吩-2-基)-[1，2，5]噻二唑并[3，4-e]异吲哚-5，7-二酮(1029mg；1.34mmol)溶解在四氢呋喃(45.5cm³)中。以一份添加1-溴-吡咯烷-2，5-二酮(490mg；2.75mmol；2.05eq.)并将混合物搅拌18小时。在旋转蒸发器上移除溶剂，并将残余物溶解在二氯甲烷(400cm³)中，用水(200cm³)清洗并经MgSO₄干燥。将溶液过滤，真空移除溶剂。使用石油醚(40-60℃)和二氯甲烷作为洗脱剂通过在二氧化硅上柱层析提纯残余物，随后由沸腾环己烷再结晶。收率：551mg(52.6％)。

¹H-NMR(300MHz，CDCl₃，δppm)：8.03(s，2H)，7.37(s，2H)，3.76(m，2H)，1.69(m，1H)，1.49(m，4H)，1.19(m，6H)，0.95(d，3H，J＝6.2Hz)，0.84(d，6H，J＝6.6Hz).

实施例4

4，8-双(5-溴-4-甲基噻吩-2-基)-6-(3，7-二甲基辛基)-[1，2，5]噻二唑并[3，4-e]异吲哚-5，7-二酮如下制备：

步骤a1)：[1，2，5]噻二唑并[3，4-e]异吲哚-5，7-二酮如实施例1的步骤a1)制得。

步骤a2)：6-(3,7-二甲基辛基)-[1,2,5]噻二唑并[3,4-e]异吲哚-5,7-二酮如实施例3的步骤a2)制得。

步骤c)：6-(3,7-二甲基辛基)-4,8-双(4-甲基-5-三异丙基硅烷基噻吩-2-基)-[1,2,5]噻二唑并[3,4-e]异吲哚-5,7-二酮

将6-(3,7-二甲基辛基)-[1,2,5]噻二唑并[3,4-e]异吲哚-5,7-二酮(4.00g；11.58mmol；1.00eq.)、5-溴-3-甲基噻吩-2-基)-三异丙基硅烷(10.38g；31.15mmol；2.69eq.)、2,2-二甲基丙酸(1.18g；11.58mmol；1.00eq.)、乙酸钯(II)(0.26g；1.16mmol；0.10eq.)、二叔丁基甲基磷烷四氟硼酸盐(0.57g；2.32mmol；0.20eq.)和碳酸钾(4.80g；34.74mmol；3.00eq.)溶解在无水甲苯(13.55cm³)中，并脱气。将反应混合物在氮气下加热至120℃18小时。将混合物冷却至室温，用二氯甲烷稀释，过滤，并在减压下移除溶剂。将残余物溶解在石油醚(40-60℃)(10cm³)中，使用石油醚(40-60℃)和二氯甲烷作为洗脱剂通过在二氧化硅上的柱层析提纯。获得橘色固体产物，9.1g(92％)。¹H NMR(400MHz,CDCl₃,δppm):7.86(s,2H),3.81-3.68(m,2H),2.47(s,6H),1.73-1.68(m,1H),1.57-1.47(m,10H),1.34(m,2H),1.19(d,J＝7.5Hz,36H),1.15-1.02(m,3H)0.96(d,J＝6.1Hz,3H),0.85(d,J＝6.6Hz,6H)。

去保护步骤)：6-(3,7-二甲基辛基)-4,8-双(4-甲基噻吩-2-基)-[1,2,5]噻二唑并[3,4-e]异吲哚-5,7-二酮

将6-(3,7-二甲基辛基)-4,8-双(4-甲基-5-三异丙基硅烷基噻吩-2-基)-[1,2,5]噻二唑并[3,4-e]异吲哚-5,7-二酮(3.09g；3.63mmol；1.00eq.)溶解在四氢呋喃(20cm³)中，逐滴添加氟化四丁基铵(在四氢呋喃中的1M，11.00cm³；11.00mmol；1.00eq.)。使反应混合物在室温下搅拌1小时。添加水(50cm³)并将反应用氯仿萃取。将有机层经硫酸镁干燥，过滤并在减压下浓缩。使用石油醚(40-60℃):二氯甲烷作为以0-30％的二氯甲烷梯度操作的洗脱剂通过在二氧化硅上的柱层析提纯粗产物。获得橘色油产物，0.95g(49％)。¹H NMR(400MHz,CDCl₃,δppm):7.67(d,J＝1.5Hz,2H),7.29(p,J＝1.0Hz,2H),3.74(m,2H),2.41(d,J＝1Hz,6H),1.69(m,1H),1.52-1.42(m,2H),1.35-1.22(m,2H),1.13(m,1H),1.05(m,4H),0.95(d,J＝6.2Hz,3H),0.85(d,J＝6.6Hz,6H).

步骤d)：4,8-双(5-溴-4-甲基噻吩-2-基)-6-(3,7-二甲基辛基)-[1,2,5]噻二唑并[3,4-e]异吲哚-5,7-二酮

将6-(3,7-二甲基辛基)-4,8-双(4-甲基噻吩-2-基)-[1,2,5]噻二唑并[3,4-e]异吲哚-5,7-二酮(0.94g；1.75mmol；1.00eq.)溶解在四氢呋喃(10cm³)中，并以一份添加1-溴-吡咯烷-2,5-二酮(0.68g；3.85mmol；2.20eq.)。将混合物在室温下于黑暗处搅拌24小时。将反应混合物蒸发至干燥，并将残余物溶解于二氯甲烷(100cm³)中，用水清洗且经硫酸镁干燥。将溶液过滤，并蒸发至干燥。使用石油醚(40-60℃):二氯甲烷作为以0-40％的二氯甲烷梯度操作的洗脱剂通过在二氧化硅上的柱层析提纯粗产物。将产物通过使用二氯甲烷和乙腈再结晶而进一步提纯，得到红色固体产物0.83g(68％)。¹H NMR(400MHz,CDCl₃,δppm):7.69(s,2H),3.75(m,2H),2.33(s,6H),1.68(m,1H),1.56-1.46(m,4H),1.36-1.21(m,3H),1.17-1.09(m,2H),0.96(d,J＝6.1Hz,3H),0.85(d,J＝6.6Hz,6H)。

Claims

1.一种制备式I化合物的方法：

其包括下列步骤：

使式I1化合物与芳基或杂芳基化合物Pg-A-X²反应，

得到式I2化合物，

和将式I2化合物中的基团Pg用卤素基团X¹替代，

R′为H或具有R的含义之一，

R^S为F、Br、Cl、-CN、-NC、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(O)NR⁰R⁰⁰、-C(O)X⁰、-C(O)R⁰、-C(O)OR⁰、-NH₂、-NR⁰R⁰⁰、-SH、-SR⁰、-SO₃H、-SO₂R⁰、-OH、-NO₂、-CF₃、-SF₅、任选被取代的硅烷基、任选被取代且任选地包含一个或多个杂原子的具有1至40个C原子的碳基或烃基，

R⁰和R⁰⁰彼此独立为H或任选被取代的C_1-40碳基或烃基，优选地代表H或具有1至12个C原子的烷基，

X⁰为卤素，

X¹为卤素，

X²为离去基团，

Pg为H或保护基。

2.根据权利要求1的方法，其包括下列步骤：

或，相对于步骤a1)和a2)的另一选择，

b)使在5-和6-位上被Cl、Br、I或磺酸酯取代的苯并[2,1,3]噻二唑1与伯胺R-NH₂和CO在催化剂的存在下反应，得到N-取代的[1,2,5]噻二唑并[3,4-e]异吲哚-5,7-二酮4，

以及在步骤a1)和a2)或步骤b)之后，

其中各个基团如权利要求1中所定义。

3.根据权利要求2的方法，其中在步骤d)中，在与卤化试剂反应之前，使来自步骤c)的产物5与去保护剂反应。

4.根据权利要求1至3中任一项的方法，其中R′具有R的含义之一。

5.根据权利要求1至4中任一项的方法，其中R选自下组：具有1至30个C原子的直链或支化烷基、烷氧基或硫烷基，和具有2至30个C原子的直链或支化烷基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰基，前述基团各自未被取代或被一个或多个F原子、芳基、杂芳基、芳氧基和杂芳氧基取代，它们各自任选地被氟化、烷基化或烷氧基化且具有4至30个环原子。

6.根据权利要求1至5中任一项的方法，其中X¹为Br或I。

7.根据权利要求1至6中任一项的方法，其中R^S在出现的各处相同或不同地代表H、具有1至30个C原子的直链、支化或环状烷基，其中一个或多个CH₂基团以O和/或S原子不彼此直接连接的方式任选地被-O-、-S-、-C(O)-、-C(S)-、-C(O)-O-、-O-C(O)-、-NR⁰-、-SiR⁰R⁰⁰-、-CF₂-、-CHR⁰＝CR⁰⁰-、-CY¹＝CY²-或-C≡C-替代，且其中一个或多个H原子任选地被F、Cl、Br、I或CN替代，或R^S代表任选被取代，优选被卤素或被前述烷基或环状烷基中的一种或多种取代的具有4至20个环原子的芳基、杂芳基、芳氧基或杂芳氧基。

8.根据权利要求1至7中任一项的方法，其中A选自下列式：

其中R¹¹、R¹²、R¹³和R¹⁴彼此独立地代表H或具有如权利要求1或7中所定义的R^S的含义之一。

9.根据权利要求1至8中任一项的方法，其中X²为选自下组的离去基团：H、Cl、Br、I、O-甲苯磺酸酯、O-三氟甲磺酸酯、O-甲磺酸酯、O-九氟丁磺酸酯、-O-SO₂Z¹、-Si(Z¹)₃、-SiMe₂F、-SiMeF₂，其中Me代表甲基，且Z¹选自下组：C_1-10烷基和C_6-12芳基，各自任选被取代，且两个基团Z¹也可形成环状基团。

10.根据权利要求1至9中任一项的方法，其中Pg为H或选自下组的保护基：经活化的C-H键、Cl、Br、I、O-甲苯磺酸酯、O-三氟甲磺酸酯、O-甲磺酸酯、O-九氟丁磺酸酯、-O-SO₂Z¹、-Si(Z¹)₃、-SiMe₂F、-SiMeF₂，其中Me代表甲基，且Z¹选自下组：C_1-10烷基和C_6-12芳基，各自任选被取代，且两个基团Z¹也可形成环状基团。

11.根据权利要求2至10中任一项的方法，其中步骤a1)中的氰化试剂选自CuCN、KCN和NaCN。

12.根据权利要求2至11中任一项的方法，其中步骤a1)中的酸或酰氯为无机酸、BF₃、SOCl₂或草酰氯。

13.根据权利要求1至12中任一项的方法，其中在式I1化合物与Pg-A-X²的反应、步骤a1)、步骤b)和步骤c)中的一个或多个中的催化剂为钯(0)催化剂或钯(II)催化剂。

14.根据权利要求13的方法，其中催化剂为包含三取代的膦配体的钯(0)催化剂或钯(II)催化剂。

15.根据权利要求14的方法，其中三取代的膦配体选自式R^a _xR^b _yR^c _zP，其中P代表磷，R^a、R^b和R^c为相同或不同的任选地被氟化的具有1至12个C原子的直链、支化或环状烷基，或任选被取代的具有4至20个C原子的芳基，且x、y和z为0、1、2或3，x+y+z＝3，或选自式Ph₂P(CH₂)_nPPh₂，其中n为1至5的整数，及其任意取代衍生物。

16.根据权利要求13至15中任一项的方法，其中三取代的膦配体由对应的鏻盐在碱的存在下就地形成。

17.根据权利要求1至16中任一项的方法，其中式I1化合物与Pg-A-X²的反应或步骤c)在选自下组的碱的存在下进行：铯、碱金属或碱土金属的氢氧化物、羧酸盐、碳酸盐、氟化物和磷酸盐。

18.根据权利要求1至17中任一项的方法，其中式I1化合物与Pg-A-X²的反应或步骤c)在选自下组的添加剂的存在下进行：

由铯碱组成的组，

由新戊酸、新戊酸衍生物或R^S-COOH与无水碱所产生的阴离子组成的组，

由包含银盐和无水碱或R^S ₄NOH的添加剂组成的组，

其中R^S如权利要求1或7中所定义。

19.根据权利要求2至18中任一项的方法，其中步骤a1)和a2)在选自下组的溶剂中进行：DMF、硝基苯、NMP、二甲基乙酰胺、甲苯、二甲苯(邻-、间-、对-或其混合物)、1,3,5-三甲基苯、异丙基苯和二氯甲烷。

20.根据权利要求2至19中任一项的方法，其中步骤b)在选自下组的溶剂中进行：四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、DMF、硝基苯、NMP、二甲基乙酰胺、甲苯、二甲苯(邻-、间-、对-或其混合物)、1,3,5-三甲基苯和异丙基苯。

21.根据权利要求2至20中任一项的方法，其中步骤c)在选自下组的溶剂中进行：DMF、硝基苯、NMP、二甲基乙酰胺、甲苯、二甲苯(邻-、间-、对-或其混合物)、1,3,5-三甲基苯和异丙基苯。