TW201813995A - 稠合噻吩芳基噻二唑聚合物、該聚合物之製作方法，及其用途 - Google Patents

稠合噻吩芳基噻二唑聚合物、該聚合物之製作方法，及其用途 Download PDF

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Abstract

本文所述的是包括雜環有機化合物的組成物。更詳言之，本文所述的是以雙環噻二唑為基礎的化合物，該化合物與稠合噻吩結構相組合，本文也描述用於製作此化合物之方法、以及該化合物之用途。

Description

稠合噻吩芳基唑二唑聚合物、該聚合物之製作方法，及其用途
此申請案依照專利法主張2016年9月16日提出申請之美國臨時申請案第62/395,478號之優先權權益，本案仰賴該申請案之內文，且該申請案之內文全體以參考形式併入本文中。
本文描述的是包括雜環有機化合物之組成物。更詳言之，本文描述的是以雙環噻二唑（thiadiazole）為基礎的化合物，該化合物與稠合噻吩結構相組合，本文也描述用於製作此化合物之方法、以及該化合物之用途。
目前，高度共軛有機材料是電子工業中大量研究活動的焦點。正探究這些化合物以用於各種應用，包括有機場效電晶體（OFET）、有機薄膜電晶體（OTFT）、有機發光二極體（OLED）、電子光學（EO）應用，以作為導電材料、作為雙光子混合材料、作為有機半導體、及作為非線性光學（NLO）材料。高度共軛的有機材料可在諸如RFID標籤、平板顯示器中的電致發光元件、及光伏打與感測器元件之類的元件中找到用途。
共軛有機材料備受矚目，這是由於這些材料有獨特且潛在有利的電子與光電性質所致。然而，為了有望的候選材料，由該材料所製成的元件需要符合許多關鍵性參數。例如，OFET元件的性能通常是由許多參數評估：電荷載子移動率、電流開/關比例、閾值電壓與開及關電流的量級。再者，如果能夠以最少量處理步驟透過溶液沉積製程達成這些參數，這會是有益的。因此，以墨水或以溶液形式穩定的半導體材料特別地有益。
已集中研究諸如並五苯（pentacene）、聚(噻吩)、聚噻吩乙烯（poly(thiophene-co-vinylene)），聚對苯乙烯（poly(p-phenylene-co-vinylene)）和低聚(3-己基噻吩)之類的材料而用於各種電子及光電應用。也已發現含稠合噻吩的化合物有有益的性質。例如，已發現雙二噻吩並[3,2-b:2’,3’-d]噻吩有效地以固態π堆疊、擁有良好的移動率（多達0.05cm2 /V．s）且具有高開/關比（多達108 ）。已建議稠合噻吩的低聚物（oligomer）和聚合物（polymer）（諸如低聚或聚(噻吩並[3,2-b]噻吩)及低聚或聚(二噻吩並[3,2-b:2’,3’-d]噻吩)）用於電子及光電元件，且該等低聚物及聚合物顯示具有可接受的導電率及非線性光學性質。然而，仍需要有改善的可溶性、可處理性、及氧化穩定性的有機材料。
本文描述的是包括雜環有機化合物（諸如稠合噻吩化合物）的聚合物組成物、用於製作該組成物的方法、及其用途。本文所述的組成物及方法擁有勝於先前技術組成物及方法的許多優點。例如，本文所述的經取代的稠合噻吩組成物可製成比類似無取代的噻吩組成物更為可溶且可處理。包括本文所述之稠合噻吩部位（moiety）的聚合物與低聚物可透過使用習知旋轉塗佈操作而可處理。再者，本文所述的組成物可製成實質上無β-H含量，而大幅改善該等組成物的氧化穩定性。
態樣（1）中，本案揭露內容提供包括化學式5、6、7、或8之重複單元的聚合物：其中每一R1 獨立地為視情況任選地取代（optionally substituted）、分支、或無分支的烷基或中斷（interrupted）烷基、鹵素、視情況任選地取代的芳基或雜芳基、或視情況任選地取代的共軛基；每一R5 、R5’ 、R6 、R6’ 獨立地為氫、視情況任選地取代、分支、或無分支的烷基或中斷烷基、鹵素、視情況任選地取代的芳基或雜芳基、或視情況任選地取代的共軛基；A及B是N或C-R7 ，其中每一R7 獨立地為氫、鹵素、或視情況任選地取代、分支、或無分支的烷基或中斷烷基；每一Z獨立地為NH、S、或O；n是從1至3之整數；且m是1或更大的整數。態樣（2）中，本案揭露內容提供態樣（1）之聚合物，其中該化合物包括5或6。態樣（3）中，本案揭露內容提供態樣（1）之聚合物，其中該化合物包括7或8。態樣（4）中，本案揭露內容提供態樣（1）至（3）任一者的聚合物，其中每一R1 為：其中每一R10 獨立地為氫、芳基、環烷基、芳烷基、烯基、炔基、胺基、酯、醛、羥基、烷氧基、硫醇基、硫代烷基或鹵化物、醯基鹵化物（acyl halide）、丙烯酸酯或乙烯基醚；且 r、p、及q為2或更大的整數。態樣（5）中，本案揭露內容提供態樣（4）的聚合物，其中每一R10 是氫；p是3或更大的整數；且r及q是4或更大的整數。態樣（6）中，本案揭露內容提供態樣（5）的聚合物，其中p是6-8的整數，且r及q是7-15的整數。態樣（7）中，本案揭露內容提供態樣（1）至（6）之任一者的聚合物，其中R5 、R5’ 、R6 、或R6’ 之至少一者是視情況任選地取代、分支、或無分支的烷基或中斷烷基。態樣（8）中，本案揭露內容提供態樣（1）至（7）之任一者的聚合物，其中R6 或R6’ 之至少一者是視情況任選地取代、分支、或無分支的烷基。態樣（9）中，本案揭露內容提供態樣（1）至（8）之任一者的聚合物，其中R6’ 是：其中每一R10 獨立地為氫且 r、p、及q為2或更大的整數。態樣（10）中，本案揭露內容提供態樣（1）至（9）之任一者的聚合物，其中每一Z是S。態樣（11）中，本案揭露內容提供態樣（1）至（10）之任一者的聚合物，其中A及B獨立地為-C-H或N。態樣（12）中，本案揭露內容提供態樣（1）、（3）至（11）之任一者的聚合物，其中該聚合物是：或。 態樣（13）中，本案揭露內容提供態樣（1）至（2）、（4）至（11）之任一者的聚合物，其中該聚合物是：或。
態樣（14）中，本案揭露內容提供製作態樣（1）至（13）之任一者的聚合物的方法，其中該方法包括：使具有結構5’、6’、7’、或8’的第一化合物及具有結構9’的第二化合物反應，該結構5’、6’、7’、8’為： 該結構9’為：其中G1 及G2 之各者是鹵素或Sn(R8 )3 ，其中每一R8 是烷基，但書是當G1 是鹵素時，G2 是Sn(R8 )3 ，且當G2 是鹵素時，G1 是Sn(R8 )3 。態樣（15）中，本案揭露內容提供態樣（14）之方法，其中該第一化合物是5’或6’。態樣（16）中，本案揭露內容提供態樣（14）之方法，其中該第一化合物是7’或8’。態樣（17）中，本案揭露內容提供態樣（14）至（16）之任一者的方法，其中每一R1 是：其中每一R10 獨立地為氫、芳基、環烷基、芳烷基、烯基、炔基、胺基、酯、醛、羥基、烷氧基、硫醇基、硫代烷基或鹵化物、醯基鹵化物、丙烯酸酯或乙烯基醚；且 r、p、及q為2或更大的整數。態樣（18）中，本案揭露內容提供態樣（17）的方法，其中每一R10 是氫；p是3或更大的整數；且r及q是4或更大的整數。態樣（19）中，本案揭露內容提供態樣（18）的方法，其中p是6-8的整數，且r及q是從7至15的整數。態樣（20）中，本案揭露內容提供態樣（14）至（19）之任一者的方法，其中R5 、R5 ’、R6 、或R6 ’之至少一者是視情況任選地取代、分支、或無分支的烷基或中斷烷基。態樣（21）中，本案揭露內容提供態樣（14）至（20）之任一者的方法，其中R6 或R6 ’之至少一者是視情況任選地取代、分支、或無分支的烷基基團。態樣（22）中，本案揭露內容提供態樣（14）至（21）之任一者的聚合物，其中R6 ’是：其中每一R10 獨立地為氫且 r、p、及q為2或更大的整數。態樣（23）中，本案揭露內容提供態樣（14）至（22）之任一者的方法，其中每一Z是S。態樣（24）中，本案揭露內容提供態樣（14）至（23）之任一者的方法，其中A及B獨立地為-C-H或N。態樣（25）中，本案揭露內容提供態樣（14）至（15）、（17）至（24）之任一者的方法，其中該第一化合物是： 且該第二化合物是：第（26）態樣中，本案揭露內容提供態樣（25）的方法，其中A及B各者為N或C-H。
態樣（26）中，本案揭露內容提供請求項（14）、（16）至（24）之任一者的方法，其中該第一化合物是： 且該第二化合物是：態樣（28）中，本案揭露內容提供態樣（27）之方法，其中A及B各者為N或C-H。態樣（29）中，本案揭露內容提供態樣（14）至（28）之任一者的方法，其中該反應發生在催化劑的存在下。態樣（30）中，本案揭露內容提供態樣（14）至（29）之任一者的方法，其中該反應透過Stille型反應發生。態樣（31）中，本案揭露內容提供態樣（29）或（30）的方法，其中該催化劑包括過渡金屬。
額外特徵與優點將會在隨後的詳細敘述中提出，且在某種程度上，對熟悉此技術之人士而言，由該敘述可易於明瞭該等額外特徵與優點，或是透過操作所撰寫的敘述及其申請專利範圍與附圖中描述的實施例而認識該等額外特徵與優點。
應瞭解前述概括性敘述及以下詳細敘述都只是示範性質，且是為了提供整體概念或框架，以瞭解本發明之本質及特徵。
在揭露及描述本案之材料、製品及/或方法之前，應瞭解下文敘述之態樣不限於特定化合物、合成方法、或用途，就此而言當然可有所變化。也應瞭解，本文所用之術語是為了僅僅描述特定態樣，不希望這造成限制。
此說明書中及隨後的申請專利範圍中，會參照一些術語，這些術語應該界定成有下述意涵：
全說明書中，除非上下文另外有所要求，否則會將「包括」之詞彙（及其變化形式，諸如「包含」）理解成暗指納入所陳述的整體或步驟或是多個整體或步驟之組，但並不排除任何其他整體或步驟或是其他的多個整體或步驟之組。
必須注意，如本說明書中及所附的申請專利範圍中所用，除非上下文另外明確地指定，否則單數形式的「一」及「該」包括複數個參考物。因此，舉例而言，對「載體」的參考物包括兩個或更多個此類載體的混合物，及類似物。
「視情況任選的（optional）」或「視情況任選地」意味接著描述的事件或情況可能發生或不能發生，且意味該敘述包括其中該事件或情況發生的例子以及不發生的例子。
當本文記載包括上限值與下限值的數值範圍時，除非在特定情況中另外陳述，否則希望該範圍包括其端點，以及所有在該範圍內的整數與分數。並不希望申請專利範圍的範疇限制在界定範圍時所記載的特定數值。再者，當以一範圍、一或多個較佳範圍或一列表的上限較佳值及下限較佳值給定量、濃度、或其他值或參數時， 這應理解成特定揭露從任何一對的任何上範圍極限或較佳值及任何下範圍極限或較佳值所形成的所有範圍，無論是否分別揭露此數值對。
當使用術語「約」描述範圍的值或端點時，應將此揭露的內容理解成包括所參考的特定值或端點。當一範圍的數值或端點並未記載「約」時，希望該範圍之數值或端點包括兩種實施例：一個是以「約」修飾，一個是不以「約」修飾。應進一步理解，該等範圍之各者的端點無論是與其他端點相關或獨立於其他端點，都是有意義的。
如本文所用之術語「烷基」可為具有1個至40個碳原子（或碳原子的數目由專門用語Cγ -Cζ 所界定，其中γ及ζ是數值，且γ＜ζ）的分支或無分支的飽和碳氫基，諸如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第三丁基、戊基、己基、庚基、辛基、癸基或十四基，及類似基。該烷基可為取代或無取代。術語「無取代的烷基」在本文中界定成只由碳及氫組成的烷基。術語「取代的烷基」在本文中界定成有一或多個氫原子被一基團取代的烷基，該基團包括（但不限於）：芳基、環烷基、芳烷基、烯基、炔基、胺基、酯、醛、羥基、烷氧基、硫醇基、硫代烷基或鹵化物、醯基鹵化物、丙烯酸酯或乙烯基醚。舉例而言，該等烷基可為烷羥基，其中該烷基的氫原子中的任一者被羥基取代。
如本文所界定的術語「烷基」也包括環烷基。如本文所界定的術語「環烷基」是非芳香族、以碳為基礎的環，該環由至少三個碳原子組成，且一些實施例中由3個至20個碳原子組成。環烷基的範例包括（但不限於）：環丙基、環丁基、環戊基、環己基等。術語「環烷基」也包括雜環烷基，其中該環的碳原子的至少一個可由異質原子取代，該異質原子諸如（但不限於）氮、氧、硫、或磷。
如本文所用之術語「中斷烷基」是具有一或多個非碳原子的烷基，該非碳原子諸如硫、氧、或氮，且該非碳原子插入或中斷碳鏈，或者，該烷基在碳鏈中具有碳碳雙鍵或三鍵。例如，˗OCH3 、˗OCH2 CH2 -O-C2 H5 、˗SCH2 SC2 H5 、˗C2 H4 OC2 H4 OCH3 、˗CH2 CH=CHC2 H5 、 ˗CHC≡CC2 H5 等。
如本文所用之術語「芳基」可為任何以碳為基礎的芳香基、稠合以碳為基礎的芳香基，包括（但不限於）苯、萘等。術語「芳基」也包括「雜芳基」，意味由至少三個碳原子構成的芳香環且該芳香環具有至少一個併入該芳香基之環內的異質原子。異質原子的範例包括（但不限於）氮、氧、硫、及磷。該芳基可為經取代或無取代。該芳基可由一或多種基團取代，該等基團包括（但不限於）烷基、炔基、烯基、芳基、鹵化物、硝基、胺基、酯、酮、醛、羥基、羧酸或烷氧基，如本文所界定。一些實施例中，術語「芳基」可能限於具有3個至30個碳原子的經取代或無取代的芳基及雜芳基環。
如本文所用的術語「芳烷基」可為「具有接上芳基的如上文界定之烷基」的芳基。芳烷基的範例可為芐基。
術語「烯基」是界定為2個至40個碳原子的分支或無分支的碳氫基，且該碳氫基的結構式含有至少一個碳碳雙鍵。
術語「炔基」是界定為2個至40個碳原子的分支或無分支的碳氫基，且該碳氫基的結構式含有至少一個碳碳三鍵。
術語「共軛基」界定為線性、分支、或環狀基（或上述之組合），其中該基團內的原子的p軌域是透過電子的離域而連接，且其中該結構可描述為含有交替的單鍵及雙鍵或三鍵，且可進一步含有孤電子對、自由基、或碳正離子。共軛環狀基可包括芳香基及非芳香基中的一或兩者，且可包括多環或雜環基，諸如二酮吡咯並吡咯（diketopyrrolopyrrole）。理想上，共軛基鍵結成接續他們所連結的噻吩部位之間的共軛。一些實施例中，「共軛基」可限於具有三個至30個碳原子的共軛基。
所揭露的是多種化合物、組成物、及成分，這些化合物、組成物、及成分可用於所揭露之方法及組成物之產品、可與所揭露之方法及組成物之產品一併使用、可用在所揭露之方法與組成物的產品的製備中、或為所揭露之方法及組成物之產品。本文揭露這些與其他材料，且應了解，當揭露這些材料的組合、子集、交互作用、群組等時，雖然可能並未明顯揭露這些化合物的每一種各式各樣個別與集合的組成及排列的特定參考物，但可於此特定地考慮及描述上述各者。因此，若揭露一類的分子A、B、及C，且可能揭露一類的分子D、E、及F以及組合分子A-D的範例，則即使並未個別地記載每一者，但可個別及集合考量每一者。因此，在此範例中，特定考量組合A-E、A-F、B-D、B-E、B-F、C-D、C-E、及C-F之每一者，且應將上述組合之每一者視為從A、B及C；D、E、及F；及組合A-D的範例的揭露中揭露。同樣，也可特定考慮及揭露這些的任何子集與組合。因此，舉例而言，特定地考量A-E、B-F、及C-E之次群組，且應將該等次群組視為從A、B及C；D、E、及F；及組合A-D的範例的揭露中揭露。此概念應用至本案揭露內容之所有態樣，這些態樣包括（但不限於）製作及使用本案揭露之組成物的方法中的步驟。因此，如果有可執行的各種額外步驟，則可瞭解這些額外步驟之每一者可與所揭露之方法的任何特定實施例或多個實施例的組合一併執行，且可特定地考量每一此類組合，該每一此類組合應視為被揭露。化合物
先前已開發高性能半導體稠合噻吩聚合物。二烷基化四併環噻吩（tetrathienoacene）（TF4）OSC共聚物可從二氯苯溶液沉積，而產生有序（ordered）膜，該膜有3.76埃的短π–π距離且有超過0.4cm2 V-1 s-1 的場效電洞移動率。這些聚合物實現於相對低溫的簡單電晶體製造，這是對於實現大面積、機械可撓電子器件而言特別重要的。此領域中的進展已來到以施體-受體為基礎的聚合物系統的目標化設計，這些系統展現改善的移動率。最普遍的施體-受體有機半導體共聚物的其中一些是以二酮吡咯並吡咯（DPP）為基礎的共聚物。所報導的電洞移動率值多達12 cm2 V-1 s-1 ，且所報導的電子移動率值多達3 cm2 V-1 s-1 。利用含施體-受體單元的雙極性聚合物OTFT的元件已顯示分別為6.30 cm2 V-1 s-1 及2.78 cm2 V-1 s-1 的電洞及電子移動率值。然而，這些聚合物遭受穩定性及溶解度的問題。找尋多種有機半導體聚合物系統的需求是持續且一直未解決的，這些聚合物系統要穩定且易於處理同時保有高移動率，此高移動率是他們應用在下一代電子器件中所必須的。
本案揭露內容超越以DPP為基礎的系統且組合了新的受體及穩定的稠合噻吩（FTx ，其中x描述稠合結構中噻吩數）施體群組：這些新的受體群組是基於上位的芳基噻二唑結構：其中A及B是N或C-R7 ，且可變體Z、n、R1 、R5 、R5’ 及R7 於下文詳述。舉例而言，受體群組可為苯並噻二唑（BTD）或噻二唑吡啶（TDP）：
本文所述的聚合物具有下述有益性質：在高度共軛的聚合物結構中運用高效能電子受體、擁有比先前已達成的還要更高的分子量、及擁有增加的溶解度。一些實施例中，該等聚合物有從約30至80kDa或40-60kDa的分子量。
本文所述之稠合噻吩部位在該稠合噻吩環系統的β位置處以視情況任選地取代的烷基取代。如本文所用，稠合噻吩環系統的α位置可為直接鄰近稠合噻吩之硫的非稠合碳中心，而β位置可為藉由α位置與該稠合噻吩之硫分開的非稠合碳中心。在本文所述的結構中，顯示α位置連接該組成物的其餘部分，而β位置是由R1 基團取代，該R1 基團透過烷基鏈聯結β位置。
一種態樣包括一聚合物，該聚合物包括化學式5、6、7、或8的重複單元： 其中每一R1 獨立地為視情況任選地取代、分支、或無分支的烷基或中斷烷基、鹵素、視情況任選地取代的芳基或雜芳基、或視情況任選地取代的共軛基；每一R5 、R5 ’、R6 、R6 ’獨立地為氫、視情況任選地取代、分支、或無分支的烷基或中斷烷基、鹵素、視情況任選地取代的芳基或雜芳基、或視情況任選地取代的共軛基；A及B是N或C-R7 ，其中每一R7 獨立地為氫、鹵素、或視情況任選地取代、分支、或無分支的烷基或中斷烷基；每一Z獨立地為NH、S、或O；n是從1至3之整數；且m是1或更大的整數。
一些實施例中，R1 、R5 、R5’ 、R6 、R6’ 及R7 之至少一者可為取代或無取代的C4 、C5 、C6 、C7 、C8 、C9 、或C10 或更大的烷基。例如，R1 、R5 、R5’ 、R6 、R6’ 及R7 之至少一者可為視情況任選地取代的C4 或更大的烷基。這樣的實施例中，該視情況任選地取代的C4 或更大的烷基可為直鏈烷基（例如丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基或十六烷基）、分支烷基（例如二級丁基、新戊基、4-甲基戊基）、或取代或無取代的C5 或更大的環烷基（例如環戊基、環己基）。一些實施例中，R1 包括分支、視情況任選地取代的烷基，該烷基具有10、12、14、16、18、20、22、25、或更大的總碳數。一些實施例中，R1 分支、視情況任選地取代的烷基的分支點是在C5 、C6 、C7 、C8 、C9 、C10 或更大。一些實施例中，R5 、R5’ 、R6 、或R6’ 中的至少一者包括分支、視情況任選地取代的烷基，該烷基具有10、12、14、16、18、20、22、25、或更大的總碳數。一些實施例中，R5 、R5’ 、R6 、R6’ 分支、視情況任選地取代的烷基的分支點是在C5 、C6 、C7 、C8 、C9 、C10 或更大。一些實施例中，「R1 」以及「R5 、R5’ 、R6 、或R6’ 中的至少一者」皆包括分支、視情況任選地取代的烷基，該烷基的總碳數為10、12、14、16、18、20、22、25、或更大。一些實施例中，「R1 」以及「R5 、R5’ 、R6 、或R6’ 中的至少一者」兩者的分支、視情況任選地取代的烷基的分支點是在C5 、C6 、C7 、C8 、C9 、C10 或更大。
尤其，一些實施例中，「R1 」以及「R6 或R6’ 中的至少一者」皆包括分支、無取代的烷基，該烷基的總碳數為18、20、22、25、或更大。這樣的實施例中，「R1 」以及「R6 、或R6’ 中的至少一者」兩者的分支、無取代的烷基的分支點是在C7 、C8 、C9 、C10 或更大。在R1 、R5 、R5’ 、R6 、或R6’ 的取代實施例中，每一基團可經取代，該取代是以下述者進行取代：一或多個胺基、酯、醛、羥基、烷氧基、硫醇、硫代烷基、鹵化物、醯基鹵化物、丙烯酸酯或乙烯基醚部位或上述者的其中兩者或更多者的組合。R1 、R5 、R5’ 、R6 、及R6’ 的選擇可取決於該含部位之組成物的最終用途。本文所述之方法容許合成有各式各樣R1 、R5 、R5’ 、R6 、及R6’ 的取代物的組成物。也可保護經取代的烷基上的任何官能性，以度過（survive）後續的反應步驟。
R1 、R5 、R5’ 、R6 、及R6’ 的特定範例可包括： 其中每一R10 獨立地為氫、芳基、環烷基、芳烷基、烯基、炔基、胺基、酯、醛、羥基、烷氧基、硫醇基、硫代烷基或鹵化物、醯基鹵化物、丙烯酸酯或乙烯基醚；r、p、q、及t為2或更大的整數，且每一a”獨立地為CR10 R10 、N、O、S、或Si。
一些實施例中，n是1或更大的整數。一些實施例中，n是從1至4、1至3、或1至2的整數。一個態樣中，m可從1至10,000、1至9,000、1至8,000、1至7,000、1至6,000、1至5,000、1至4,000、1至3,000、1至2,000、1至1,000、1至500、1至250、1至100、1至50、1至25、1至10、25至1000、25至500、25至250、50至1000、50至500、或50至250。
一些實施例中，A及B各獨立地為N或C-R7 。每一R7 是氫、鹵素、或視情況任選地取代、分支、或無分支的烷基或中斷烷基。一些實施例中，A是N且B是C-R7 。一些實施例中，B是N且A是C-R7 。一些實施例中，A及B都是C-R7 。一些實施例中，R7 是鹵素、C1 -C3 烷基或氫。一些實施例中，R7 是氫。
於5-8 中描述的稠合噻吩部位可具有大於3的任何數目的稠合環。例如，稠合噻吩部位可為四環（6 &8 ，n=1）；五環（5 &7 ，n=1）、六環（6 &8 ，n=2）；或七環（5 &7 ，n=2）。本文所述的方法容許具有任何期望數目的環的稠合噻吩部位的構造。一個態樣中，對於5-8 而言，n可為1、2、3、4、5、6、或7。
本文所述之所實施的化合物的無法預期之優點在於，於該聚合物上存在至少四個長烷基鏈，這提供了改善的移動率及可處理能力的性質。一些實施例中，稠合噻吩上存在兩個分支烷基鏈且分支點在C4 位置或更大，這提供了改善的移動率及可處理能力的性質。一些實施例中，稠合噻吩上存在兩個分支烷基鏈且分支點在C4 位置或更大，並且還結合在噻吩聯結上有兩個分支烷基鏈且分支點在C4 位置或更大，這提供了改善的移動率及可處理能力的性質。此外，在5-8 中顯示的所實施的聚合物可具有比當前高性能聚合物更高的場效電洞移動率。
雖然預期大的分支烷基鏈會抑制聚合物的堆疊或結構化組織，但並未觀察到這些潛在問題。相反地，假設所實施的聚合物提供卓越性能是因為：（1）由於所有分支烷基鏈為離主要聚合物骨架至少四個碳，所以並無（或極少）來自該等分支烷基鏈的立體效應引發聚合物骨架的原始平整度扭曲（此扭曲會干擾聚合物骨架的π堆疊）；以及（2）一個聚合物重複單元中存在四個大的非極性分支側鏈顯著地增加這些聚合物的溶解度，從而容許增加聚合物的分子量，而可造成勝過當前高性能聚合物的強化移動率。一些實施例中，該等聚合物的分子量是從約30至80kDa，或40-60kDa。
本文揭露的特定聚合物之增加的溶解度的一項優點在於，這些聚合物可由先進流動反應器技術所合成，這些技術經常可產生更嚴密重量分佈的更高分子量的聚合物。此外，一些非限制性實施例中，稠合噻吩（FT4 ）在低如10°C、5°C、0°C、-5°C、或-10°C的溫度可呈液體形式。先前製作的聚合物一般在各種溶劑中具有有限的溶解度，且可能例如在製備印刷電子器件時難以不負面地衝擊電子性能而進行處理。所實施的FT4單體可滿足這些要求，因為分支側鏈FT4可用於建構更大的共軛系統而不太需要擔心溶解度限制。
本文所述的化合物的示範性實施例可於表 1 中查找：表 1 方法
另一態樣包括製作本文所述之化合物、單體、及聚合物的方法。製作以稠合噻吩為基礎的結構的方法可見於下述文件中：於2012年10月31日申請之美國申請案第13/665,055號、於2010年10月15日申請之美國申請案第 12/905,667號、於2010年9月29日申請之美國申請案第12/935,426號、於2010年8月6日申請之美國申請案第12/851,998號、於2012年2月15日申請之美國申請案第13/397,021號、於2012年10月25日申請之美國申請案第13/660,529號、以及美國專利第7,705,108、7,838,623、8,389,669、7,893,191、8,349,998、7,919,634、8,278,410、及8,217,183號，上述文件皆以其全文以參考形式併入本文中。
第 1 圖 與第 2 圖 提供生產本文所述之芳基噻二唑的合成途徑。使用第 1 圖 所示之合成途徑，側鏈R5 基團可引至FT4與芳基噻二唑之間的居中噻吩。添加的R5 基團增加這些材料的溶解度，且提供替代性的合成設計，以無須單獨仰賴稠合噻吩部位的烷基鏈取代物的溶解力而將可撓性施予整體結構。第2圖提供特定實施例DBrC8BC8C10TBTD的替代合成途徑。
一個態樣中，包括部位5-8 的化合物可透過使包括9’ 的化合物與包括5’-8’ 的化合物反應而產生。一個實施例中，用於製作化合物（諸如5-8 ）的方法可透過提供包括具有結構9’之部位的單體而執行：其中A、B、Z、R6 、及R6’ 於上文針對5-8 表列，且G2 是鹵素或Sn(R8 )3 ，其中每一R8 是烷基。
製作該化合物的方法可進一步透過提供包括結構5’-8’ 的部位的稠合噻吩化合物而執行或其中n、R1 、R5 、R5’ 、及Z如上文針對化學式5-8 所界定，且G1 是鹵素或Sn(R8 )3 ，其中每一R8 是烷基，但書為，當G1 是鹵素時，G2 是Sn(R8 )3 ，且當G2 是鹵素時，G1 是Sn(R8 )3 。每一G1 及G2 也可為已知或未知的用於Suzuki或Stille耦合的替代性基團。
稠合噻吩與氧化稠合噻吩低聚物及聚合物可使用與上文所述之在製作低聚(噻吩)及聚(噻吩)中所用的類似的方法製備。例如，可使用鐵(III)化合物（例如FeCl3 、Fe(acac)3 ）將α, α’-二氫稠合噻吩部位氧化式低聚或聚合，或可於有機鎂主控的反應中溴化及耦合。本文所述的稠合噻吩部位與氧化稠合噻吩部位可使用發明所屬技術領域中具有通常知識者熟悉的耦合反應併入其他共軛聚合物中，該等共軛聚合物諸如伸苯、乙烯、及乙炔共聚物（此為舉例）。本文所述的稠合噻吩部位及氧化稠合噻吩部位可透過此技術中已知的技術併入其他主鏈及側鏈聚合物中。應考量該稠合噻吩化合物可在併入低聚物或聚合物之前先氧化。替代方案中，該稠合噻吩化合物可在氧化後併入低聚物或聚合物。範例
提出下述範例以為發明所屬技術領域中具有通常知識者提供本文所描述及所請求之該等材料、製品、及方法如何製作及評估的完整揭露與敘述，且希望這些範例純粹是示範性，不希望這些範例限制該敘述的範疇。已努力確保關於數字（例如量、溫度等）的精確度，但應仍有一些誤差。除非另外指出，否則份數是重量份，溫度為°C或為環境溫度，且壓力是在大氣壓或接近大氣壓。有許多反應條件的變化及組合，該等反應條件為例如成分的濃度、期望的溶劑、溶劑混合物、溫度、壓力、及其他可用於使由所敘述之製程獲得的產品純度及產率最佳化的反應範圍與條件。唯有合理且例行的實驗會是為了使這些製程條件最佳化所要求的。
可透過第 3 圖 中揭露的一般程序合成特定的範例材料P2TBTD2TDC9BC8C10FT4及PTBTDTDC9BC8C10FT4：秤重單體及催化劑材料並將其置入燒瓶中，且添加溶劑（間二甲苯）。之後於125°C執行聚合達1小時。隨後析出材料、過濾材料、乾燥材料、然後於索氏萃取器（soxhlet）中萃取材料，以移除任何殘留的單體及催化劑物種。最後，從該索氏萃取器溶解該聚合物，再度析出且於真空下乾燥。在此針對PTBTDTDC9BC8C10FT4作為範例給出詳細的合成程序。
合成OSC共聚物聚[(3,7-雙(9-辛基十九基)噻吩並[3,2-b]噻吩並[2’,3’:4,5]噻吩並[2,3-d]噻吩-2,6’-二基)alt(4,7-雙(噻吩-2-基)苯並[c][1,2,5]噻二唑-5,5’-二基)]（「PTBTDTDC9BC8C10FT4」）：
秤重單體2,6-雙(三甲基甲錫烷基)-3,7-雙(9-辛基十九基)噻吩並[3,2-b]噻吩並[2’,3’:4,5]噻吩並[2,3-d]噻吩1.109g（0.7389 mmol，MW 1499.96）、單體4,7-雙(5-溴噻吩-2-基)苯並[c][1,2,5]噻二唑0.339g（0.739 mmol、MW 458.2）、及催化劑三(二亞芐基丙酮)二鈀(0)13.5mg（0.0148mmol）及鄰甲苯基膦17.5mg（0.0575mmol），且將上述單體及催化劑置入圓底燒瓶（100mL）中。將間二甲苯（30mL）及攪拌棒加入。裝設冷凝器，且將反應混合物降低至處於125°C的預熱油浴，且在氮氣下加熱達1小時。該混合物隨後倒進甲醇及乙醯丙酮（200mL+200mL）的攪拌混合物中。加入鹽酸（2mL、35%水溶液）且攪拌混合物達16小時。過濾該混合物，將聚合物置入索氏萃取器套管。於索氏萃取器設備中以丙酮（250mL）萃取聚合物達24小時，之後以己烷（250mL）進行24小時。之後從索氏萃取器設備萃取聚合物而至氯仿（250mL）中。以快速攪拌將該氯仿溶液倒進甲醇（400mL）中，之後適中攪拌達20分鐘。之後從混合物過濾該聚合物，在真空下乾燥，而提供呈紫色固體的產物。
表 2 中給出實施的聚合物的分子量。這些分子量是使用在200°C運作的Agilent GPC220所決定，以1,2,4-三氯苯作為移動相，以1mL/min流動。所使用的管柱是Resipore 300x7.5mm的管柱。使用折射率偵測器（先對聚苯乙烯標準進行校正，範圍為10000至240000）決定分子量。 表2 這兩個聚合物的UV-可見光光譜顯示於第 4 圖 中。
無
在此納入所附圖式，以提供對於該敘述的進一步之瞭解，並且該等圖式併入且構成此說明書的一部分。該等圖式並非必然按照比例尺，且可能為了簡明起見而扭曲各元件的尺寸。該等圖式說明一或多個實施例，並與該敘述一起用於解釋該等實施例之原理及操作。
第1圖敘述用於形成可聚合噻吩取代的苯並噻二唑的多個反應方案。
第2圖描述用於形成可聚合噻吩取代的苯並噻二唑的替代反應方案，其中所提供的範例是4,7-雙(5-溴-4-(8-辛基十八烷基)噻吩-2-基)苯並[c][1,2,5] 噻二唑（DBrC8BC8C10TBTD）。
第3圖顯示芳基噻二唑稠合的噻吩聚合物的Stille耦合合成。圖中，顯示FT4，但反應方案同樣對本案揭露內容的其他稠合噻吩有效。
第4圖呈現本文所述之苯並噻二唑稠合的噻吩聚合物的紫外線-可見光光譜。所示的化合物是聚[(3,7-雙(9-辛基十九基)噻吩並[3,2-b]噻吩並[2’,3’:4,5]噻吩並[2,3-d]噻吩-2,6’-二基)alt(4,4’-雙(噻吩-2-基)苯並[c][1,2,5]噻二唑-5,5’-二基)]（「PTBTDTDC9BC8C10FT4」）及聚[(2,6-二噻吩基-3,7-雙(9-辛基十九基)噻吩並[3,2-b]噻吩並[2’,3’:4,5]噻吩並[2,3-d]噻吩-5,5'-二基)alt(4,4'-雙(噻吩-2-基)苯並[c][1,2,5]噻二唑-5,5'-二基)]（「P2TBTD2TDC9BC8C10FT4」）。
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Claims (31)

  1. 一種化合物，包括下述5、6、7、或8之至少一者： 其中每一R1 獨立地為一視情況任選地取代（optionally substituted）、分支、或無分支的烷基或中斷（interrupted）烷基、一鹵素、一視情況任選地取代的芳基或雜芳基、或一視情況任選地取代的共軛基；每一R5 、R5 ’ 、R6 、R6 ’ 獨立地為氫、一視情況任選地取代、分支、或無分支的烷基或中斷烷基基團、一鹵素、一視情況任選地取代的芳基或雜芳基、或一視情況任選地取代的共軛基；A及B是N或C-R7 ，其中每一R7 獨立地為氫、鹵素、或一視情況任選地取代、分支、或無分支的烷基或中斷烷基；每一Z獨立地為NH、S、或O；n是從1至3之整數；且m是1或更大的整數。
  2. 如請求項1所述之化合物，其中該化合物包括5或6。
  3. 如請求項1所述之化合物，其中該化合物包括7或8。
  4. 如請求項1所述之化合物，其中每一R1 為：其中每一R10 獨立地為氫、一芳基、環烷基、芳烷基、一烯基、一炔基、一胺基、一酯、一醛、一羥基、一烷氧基、一硫醇基、一硫代烷基或一鹵化物、一醯基鹵化物（acyl halide）、一丙烯酸酯或一乙烯基醚；且 r、p、及q為2或更大的整數。
  5. 如請求項4所述之化合物，其中每一R10 為氫；p是3或更大的整數；且r及q為4或更大的整數。
  6. 如請求項5所述之化合物，其中p是6至8的整數，且r及q為從7至15的整數。
  7. 如請求項1所述之化合物，其中R5 、R5 ’ 、R6 、或R6 ’ 之至少一者是一視情況任選地取代、分支、或無分支的烷基或中斷烷基。
  8. 如請求項6所述之化合物，其中R6 或R6 ’ 之至少一者是一視情況任選地取代、分支、或無分支的烷基。
  9. 如請求項7所述之化合物，其中R6 ’ 是其中每一R10 獨立地為氫，且r、p、及q是2或更大的整數。
  10. 如請求項1所述之化合物，其中每一Z是S。
  11. 如請求項1所述之化合物，其中A和B獨立地為-C-H或N。
  12. 如請求項1所述之化合物，其中該化合物為：或。
  13. 如請求項1所述之化合物，其中該化合物為：或。
  14. 一種製作如請求項1所述之化合物的方法，包括下述步驟： 使具有結構5’、6’、7’或8’的一第一化合物與具有結構9’的一第二化合物反應，結構5’、6’、7’、8’為： 結構9’為：其中G1及G2之各者是一鹵素或Sn(R8 )3 ，其中每一R8 是一烷基，但書是當G1 是一鹵素時，G2 是Sn(R8 )3 ，且當G2 是一鹵素時，G1是Sn(R8 )3 。
  15. 如請求項14所述之方法，其中該第一化合物包括5’或6’。
  16. 如請求項14所述之方法，其中該第一化合物包括7’或8’。
  17. 如請求項14所述之方法，其中每一R1 是：其中每一R10 獨立地為氫、一芳基、環烷基、芳烷基、一烯基、一炔基、一胺基、一酯、一醛、一羥基、一烷氧基、一硫醇基、一硫代烷基或一鹵化物、一醯基鹵化物、一丙烯酸酯或一乙烯基醚；且 r、p、及q為2或更大的整數。
  18. 如請求項17所述之方法，其中每一R10 為氫；p是3或更大的整數；且r及q為4或更大的整數。
  19. 如請求項18所述之方法，其中p是6至8的整數，且r及q為從7至15的整數。
  20. 如請求項14所述之方法，其中R5 、R5 ’ 、R6 、或R6 ’ 之至少一者是一視情況任選地取代、分支、或無分支的烷基或中斷烷基。
  21. 如請求項20所述之方法，其中R6 或R6 ’ 之至少一者是一視情況任選地取代、分支、或無分支的烷基。
  22. 如請求項21所述之方法，其中R6 ’ 是其中每一R10 獨立地為氫，且r、p、及q是2或更大的整數。
  23. 如請求項14所述之方法，其中每一Z是S。
  24. 如請求項14所述之方法，其中A和B獨立地為-C-H或N。
  25. 如請求項14所述之方法，其中該第一化合物為：或， 且該第二化合物為：。
  26. 如請求項25所述之方法，其中A及B各為N或C-H。
  27. 如請求項14所述之化合物，其中該第一化合物為：或， 且該第二化合物為：。
  28. 如請求項27所述之方法，其中A及B各為N或C-H。
  29. 如請求項14所述之方法，其中該反應在一催化劑的存在下發生。
  30. 如請求項29所述之方法，其中該催化劑包括一過渡金屬。
  31. 如請求項14所述之方法，其中該反應是透過一Stille類型的反應發生。
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US7838623B2 (en) 2004-09-14 2010-11-23 Corning Incorporated Fused thiophenes, methods for making fused thiophenes, and uses thereof
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US7919634B2 (en) 2009-05-28 2011-04-05 Corning Incorporated Fused thiophenes, articles, and methods thereof
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US8217183B2 (en) 2010-05-18 2012-07-10 Corning Incorporated Methods of making fused thiophenes
US8278346B2 (en) * 2010-08-06 2012-10-02 Corning Incorporated Di-tin fused thiophene compounds and polymers and methods of making
KR101946076B1 (ko) 2010-09-02 2019-02-08 메르크 파텐트 게엠베하 신규한 광활성 폴리머를 함유하는 광기전 전지
KR101099601B1 (ko) * 2011-01-13 2011-12-29 한국화학연구원 디티에노티오펜 화합물이 도입된 전도성 고분자 및 그를 광전변환재료로 이용한 유기 태양전지
US8642719B2 (en) 2011-02-28 2014-02-04 Corning Incorporated Solvent mixture for molecular weight control
CN103946275A (zh) * 2011-10-31 2014-07-23 康宁股份有限公司 稠合噻吩，稠合噻吩的制备方法及其使用
US8846855B2 (en) * 2011-10-31 2014-09-30 Corning Incorporated Conjugated fused thiophenes, methods of making conjugated fused thiophenes, and uses thereof
TWI623564B (zh) * 2012-12-28 2018-05-11 新加坡科技研究局 Ｐ型半導體聚合物及相關方法
US20150065722A1 (en) 2013-09-05 2015-03-05 Corning Incorporated Fused thiophene ditin monomers
WO2016025632A1 (en) * 2014-08-12 2016-02-18 Polyera Corporation Molecular and polymeric semiconductors and related devices
CN106715519B (zh) * 2014-09-16 2020-09-11 天光材料科技股份有限公司 共轭聚合物

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