TWI617550B - 硼酯基稠合噻吩單體 - Google Patents

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Abstract

提供一種式(I)、式(II)化合物、或其組合及其鹽類。
A可各自獨立地為任意經取代的共軛物或任意經取代的芳族物。R可各自獨立地為任意經取代的C1-C40直鏈型烷基鏈、任意經取代的支鏈型烷基鏈、任意經取代之包含雜原子的烷基鏈、經取代之烷基鏈、或H。R2可各自獨立地為任意經取代的C1-C40直鏈型烷基鏈、任意經取代的支鏈型烷基鏈、任意經取代之包含雜原子的烷基鏈、經取代之烷基鏈、H、或具有另一R2環狀硼酸酯的部分。n可各自獨立地小於或等於3，且大於或等於1。x 可各自獨立地小於或等於3。

Description

硼酯基稠合噻吩單體
本申請案主張於2013年8月22日申請之美國臨時發明專利申請序號61/868720的優先權，並藉由引用形式而整體併入本文。
下文說明係關於包括硼酯基稠合噻吩單體的組成物，及更明確地，係關於直接將硼酯取代至稠合噻吩上的方法，以及用於製造聚合物及從彼所伸長之共軛小分子。
基於其有趣的電子及光電子性質，高度共軛之有機材料被加以研究而用於各種應用的用途，包括有機半導體(OSCs)、場效電晶體(FETs)、薄膜電晶體(TFTs)、有機發光二極體(OLEDs)、電-光(EO)應用、作為導電材料、作為二光子混合材料、作為有機半導體、及作為非線性光(NLO)材料。
特別地，有機半導體已經吸引研究團體大量的關注，因為其相對於無機半導體係具有如下優點：諸如，呈現高機械性撓曲度、生產成本低、及重量低。如下之多環芳族化合物已被廣泛研究做為半導體材料：諸如，寡聚噻吩、稠環烴、酞菁、及聚噻吩。
另外，經由施蒂勒(Stille)偶聯反應所合成之稠合噻吩聚合物已被認為在高度共軛聚合物的領域中係有前景的。這些稠合噻吩聚合物包括一系列的β-、β’-經烷基取代之稠合噻吩二錫單體材料。在這方面，對於發展新化學方法(new chemistry)以製備用於產生潛在有用之以稠合噻吩為基礎之聚合物的不同單體一直以來都存在著需求。
在下文所述實例中，一新穎類型之以稠合噻吩為基礎之經硼取代之單體(其中硼酯直接取代至稠合噻吩上)已被發展成允許使用鈴木(Suzuki)偶聯反應來替代施蒂勒偶聯反應，以形成以稠合噻吩為基礎之聚合物及伸長之小分子。另外，此處亦描述用於製造此新穎類型之有機化合物的方法。再者，此處描述用於使用此新穎類型之有機化合物以製造其他聚合物及伸長之共軛小單體之新穎及潛在有利的方法。此外，硼化合物(諸如此處所述以稠合噻吩為基礎之經硼取代的單體)相較於錫化合物(諸如前述有關以稠合噻吩為基礎之二錫單體)通常具有較低毒性。此處化合物使用硼可避免在製造材料時使用錫。
在第一態樣中，化合物可包括式(I)、式(II)、或其組合及其鹽類。
A可各自獨立地為任意經取代的共軛物或任意經取代的芳族物。R可各自獨立地為任意經取代的C1-C40直鏈型烷基鏈、任意經取代的支鏈型烷基鏈、任意經取代之包含雜原子的烷基鏈、經取代之烷基鏈、或H。R2可各自獨立地為任意經取代的C1-C40直鏈型烷基鏈、任意經取代的支鏈型烷基鏈、任意經取代之包含雜原子的烷基鏈、經取代之烷基鏈、H、或具有另一R2環狀硼酸酯的部分。n可各自獨立地小於或等於3，且大於或等於1。x可各自獨立地小於或等於3。
化合物可由式(I)及其鹽類組成。
化合物可由式(II)及其鹽類組成。
任意經取代的共軛物可為選自由如下所組成之群組中之一者：乙烯、丁二烯、及乙炔。
任意經取代的芳族物可為選自由如下所組成之群組中之一者：苯、萘、蔥、芘、噻吩、吡咯、卟啉、咔唑、呋喃、吲哚、及稠合噻吩。
R及R2可各自獨立地為任意經取代的C6-C24直鏈型 烷基鏈。
R及R2可各自獨立地為任意經取代的C13-C19直鏈型烷基鏈。
任意經取代之包含雜原子的烷基鏈可為選自由如下所組成之群組中之一者：寡(乙二醇)、寡(丙二醇)、及寡(乙二胺)。
經取代之烷基鏈可包括：酮、胺、酯、一或多個不飽和基、鹵化物、硝基、醛、羥基、羧酸、烷氧基、或其之任何組合。
x可各自獨立地小於或等於1。
x可等於0。
第一態樣可單獨被提供或者與任何上述討論之第一態樣中一或更多實例組合的方式被提供。
在第二態樣中，說明一種製造式(I)化合物及其鹽類之方法。
此方法包括：使式(III)化合物 與烷基鋰反應，以產生中間物，及使中間物與式(IV)化合物反應， 以產生式(I)化合物。A可各自獨立地為任意經取代的共軛物或任意經取代的芳族物。R及R3可各自獨立地為任意經取代的C1-C40直鏈型烷基鏈、任意經取代的支鏈型烷基鏈、任意經取代之包含雜原子的烷基鏈、經取代之烷基鏈、或H。R2可各自獨立地為任意經取代的C1-C40直鏈型烷基鏈、任意經取代的支鏈型烷基鏈、任意經取代之包含雜原子的烷基鏈、經取代之烷基鏈、H、或具有另一R2之環狀硼酸酯的部分。n可各自獨立地小於或等於3，且大於或等於1。x可各自獨立地小於或等於3。
任意經取代的共軛物可為選自由如下所組成之群組中之一者：乙烯、丁二烯、及乙炔。
任意經取代的芳族物可為選自由如下所組成之群組中之一者：苯、萘、蔥、芘、噻吩、吡咯、卟啉、咔唑、呋喃、吲哚、及稠合噻吩。
R、R2、及R3可各自獨立地為任意經取代的C6-C24直鏈型烷基鏈。
R、R2、及R3可各自獨立地為任意經取代的C13-C19 直鏈型烷基鏈。
任意經取代之包含雜原子的烷基鏈可為選自由如下所組成之群組中之一者：寡(乙二醇)、寡(丙二醇)、及寡(乙二胺)。
經取代之烷基鏈可包括：酮、胺、酯、一或多個不飽和基、鹵化物、硝基、醛、羥基、羧酸、烷氧基、或其之任何組合。
x可各自獨立地小於或等於1。
x可各自等於0。
第二態樣可單獨被提供或者與任何上述討論之第二態樣中之一或更多實例組合的方式被提供。
在第三態樣中，說明一種製造式(II)化合物及其鹽類之方法。
此方法包括：使式(V)化合物 與烷基鋰反應，以產生中間物，及使中間物與式(IV)化合物反應， 以產生式(II)化合物。A可各自獨立地為任意經取代的共軛物或任意經取代的芳族物。R及R3可各自獨立地為任意經取代的C1-C40直鏈型烷基鏈、任意經取代的支鏈型烷基鏈、任意經取代之包含雜原子的烷基鏈、經取代之烷基鏈、或H。R2可各自獨立地為任意經取代的C1-C40直鏈型烷基鏈、任意經取代的支鏈型烷基鏈、任意經取代之包含雜原子的烷基鏈、經取代之烷基鏈、H、或具有另一R2之環狀硼酸酯的部分。n可各自獨立地小於或等於3，且大於或等於1。x可各自獨立地小於或等於3。
任意經取代的共軛物可為選自由如下所組成之群組中之一者：乙烯、丁二烯、及乙炔。
任意經取代的芳族物可為選自由如下所組成之群組中之一者：苯、萘、蔥、芘、噻吩、吡咯、卟啉、咔唑、呋喃、吲哚、及稠合噻吩。
R、R2及R3可各自獨立地為任意經取代的C6-C24直鏈型烷基鏈。
R、R2及R3可各自獨立地為任意經取代的C13-C19 直鏈型烷基鏈。
任意經取代之包含雜原子的烷基鏈可為選自由如下所組成之群組中之一者：寡(乙二醇)、寡(丙二醇)、及寡(乙二胺)。
經取代之烷基鏈可包括：酮、胺、酯、一或多個不飽和基、鹵化物、硝基、醛、羥基、羧酸、烷氧基、或其之任何組合。
x可各自獨立地小於或等於1。
x可各自等於0。
第三態樣可單獨被提供或者與任何上述討論之第三態樣中之一或更多實例組合的方式被提供。
在第四態樣中，說明一種製造式(VI)化合物及其鹽類之方法。
此方法包括：使式(I)化合物 與式(VII)化合物在金屬催化劑的存在下反應， 以產生式(VI)化合物。A及Ar可各自獨立地為任意經取代的共軛物或任意經取代的芳族物。R及X’可各自獨立地為任意經取代的C1-C40直鏈型烷基鏈、任意經取代的支鏈型烷基鏈、任意經取代之包含雜原子的烷基鏈、經取代之烷基鏈、或H。R2可各自獨立地為任意經取代的C1-C40直鏈型烷基鏈、任意經取代的支鏈型烷基鏈、任意經取代之包含雜原子的烷基鏈、經取代之烷基鏈、H、或具有另一R2之環狀硼酸酯的部分。n可各自獨立地小於或等於3，且大於或等於1。X可各自獨立地小於或等於3。b可各自獨立地小於或等於5，且大於或等於1。Z可各自獨立地為O、S、Se、或經取代之亞胺。C可各自獨立地選自由Br、Cl、及I所組成之群組。M可在1至100的範圍內。
金屬催化劑可選自由Pt、Pd、Ru、及Rh所組成之群組。
b可各自等於1。
Z可各自獨立地為O、S、或經取代之亞胺。
任意經取代的共軛物可為選自由如下所組成之群組中之一者：乙烯、丁二烯、及乙炔。
任意經取代的芳族物可為選自由如下所組成之群組中之一者：苯、萘、蔥、芘、噻吩、吡咯、卟啉、咔唑、呋喃、吲哚、及稠合噻吩。
R、R2及X’可各自獨立地為任意經取代的C6-C24直鏈型烷基鏈。
R、R2及X’可各自獨立地為任意經取代的C13-C19直鏈型烷基鏈。
任意經取代之包含雜原子的烷基鏈可為選自由如下所組成之群組中之一者：寡(乙二醇)、寡(丙二醇)、及寡(乙二胺)。
經取代之烷基鏈可包括：酮、胺、酯、一或多個不飽和基、鹵化物、硝基、醛、羥基、羧酸、烷氧基、或其之任何組合。
x可各自獨立地小於或等於1。
x可各自等於0。
m可在1至50的範圍內。
Z可各自為O。
第四態樣可單獨被提供或者與任何上述討論之第四態樣中之一或更多實例組合的方式被提供。
在第五態樣中，說明一種製造式(VIII)化合物及其鹽 類之方法。
此方法包括：使式(II)化合物 與式(VII)化合物在金屬催化劑之存在下反應， 以產生式(VIII)化合物。A及Ar可各自獨立地為任意經取代的共軛物或任意經取代的芳族物。R及X’可各自獨立地為任意經取代的C1-C40直鏈型烷基鏈、任意經取代的支鏈型烷基鏈、任意經取代之包含雜原子的烷基鏈、經取代之烷基鏈、或H。R2可各自獨立地為任意經取代的C1-C40直鏈型烷基鏈、任意經取代的支鏈型烷基鏈、任意經取代之包含雜原子的烷基鏈、經取代之烷基鏈、H、或具有另一R2之環狀硼酸酯的 部分。n可各自獨立地小於或等於3，且大於或等於1。x可各自獨立地小於或等於3。b可各自獨立地小於或等於5，且大於或等於1。Z可各自獨立地為O、S、Se、或經取代之亞胺。C可各自獨立地選自由Br、Cl及I所組成之群組。m可在1至100的範圍內。
金屬催化劑可選自由Pt、Pd、Ru及Rh所組成之群組。
b可各自等於1。
Z可各自獨立地為O、S、或經取代之亞胺。
任意經取代的共軛物可為選自由如下所組成之群組中之一者：乙烯、丁二烯、及乙炔。
任意經取代的芳族物可為選自由如下所組成之群組中之一者：苯、萘、蔥、芘、噻吩、吡咯、卟啉、咔唑、呋喃、吲哚、及稠合噻吩。
R、R2及X’可各自獨立地為任意經取代的C6-C24直鏈型烷基鏈。
R、R2及X’可各自獨立地為任意經取代的C13-C19直鏈型烷基鏈。
任意經取代之包含雜原子的烷基鏈可為選自由如下所組成之群組中之一者：寡(乙二醇)、寡(丙二醇)、及寡(乙二胺)。
經取代之烷基鏈可包括：酮、胺、酯、一或多個不 飽和基、鹵化物、硝基、醛、羥基、羧酸、烷氧基、或其之任何組合。
x可各自獨立地小於或等於1。
x可各自等於0。
m可在1至50之範圍內。
Z可各自為O。
第五態樣可單獨被提供或者與任何上述討論之第五態樣中之一或更多實例組合的方式被提供。
所請發明可以很多不同方式實現，且不應該被解釋成局限於此處所述之具體例。提供這些具體例係為了使此發明之揭示完善及完整，且充分地將所請發明之範疇傳遞至熟悉此技藝者。
在揭露及說明本發明資料、文獻、及/或方法之前，須了解下文所述態樣並非侷限於特定化合物、合成方法、或用途，因為這些都是可加以變化的。亦須了解此處的用語僅係用於說明特定態樣，而非用於加以限制。
在此說明書中及其後之申請專利範圍，會使用具有如下意義之一些用語：在此說明書中，除非另有說明，「包括」(英文為「comprise」或「comprises」或「comprising」)應被了解必然包含所述整數或步驟或者多個整數或步驟之群體，而不是 將任何其他未提及之整數或步驟或者多個整數或步驟之群體排除在外。
必須指明的是在此說明書中及其後之申請專利範圍中，單數形式「一」及「該」包括所指示對象之複數形式，除非另有明確說明。所以，例如，當提及「一藥學載體」係包括二或更多此種載體，諸如此類。
「任意」或「任意地」表示隨後所述情況或事件可能發生或不可能發生，且表示所陳述的說明包括該情況或該事件會發生的狀況以及不會發生的狀況。
範圍在此處可以從「約」某一特定數值，及/或至「約」另一特定數值的方式加以表示。當表示此一範圍時，另一態樣包括從該某一特定數值及/或至其他的特定數值。類似地，當數值藉由使用「約」為先行詞而以近似值表示時，可理解特定數值為另一態樣。基於與另一端點的關聯性及與另一端點彼此間的獨立性，可進一步瞭解到每一範圍之端點值係重要的。
除非另外說明，組分之重量%係基於包含該組分之調和物或組成物之總重計。
用語「烷基」係指具有可變化碳原子數之支鏈或非支鏈飽和烴鏈的單價基。此用語係涵蓋如下例示之基團：甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、三級丁基、正己基、正癸基、四癸基、及類似物。
用語「經取代烷基」係指：(1)如上所定義之烷基，其具有1、2、3、4或5個(典型地1至3個)取代基，該取代基選自由如下所組成之群組：烯基、炔基、烷氧基、環烷基、環烯基、醯基、醯胺基、醯氧基、胺基、胺基羰基、烷氧基羰基胺基、疊氮基、氰基、鹵素、羥基、酮基、硫羰基、羧基、羧基烷基、芳硫基、雜芳硫基、雜環硫基、氫硫基、烷硫基、芳基、芳氧基、雜芳基、胺基磺醯基、胺基羰基胺基、雜芳氧基、雜環基、雜環氧基、羥基胺基、烷氧基胺基、硝基、-SO-烷基、-SO-芳基、-SO-雜芳基、-SO2-烷基、SO2-芳基及-SO2-雜芳基。除非另外定義，所有取代基可任意地被1、2或3個選自如下之取代基進一步取代：烷基、羧基、羧基烷基、胺基羰基、羥基、烷氧基、鹵素、CF3、胺基、經取代胺基、氰基、及-S(O)pRSO，其中RSO是烷基、芳基、或雜芳基，及p是0、1或2；或(2)如上定義之烷基，其被獨立地選自氧、硫及NRa之1-10個原子中斷，其中Ra係選自氫、烷基、環烷基、烯基、環烯基、炔基、芳基、雜芳基及雜環基。所有取代基可任意進一步地被如下基團取代：烷基、烷氧基、鹵素、CF3、胺基、經取代胺基、氰基、或-S(O)pRSO，其中RSO是烷基、芳基、或雜芳基，及p是0、1或2；或(3)如上定義之烷基，其具有1、2、3、4或5個如上定義之取代基且被如上定義之1-10原子中斷。
用語「烷氧基」係指基團D-O-，其中D是任意經 取代的烷基或任意經取代的環烷基，或D是基團-Y-W，其中Y是任意經取代的伸烷基，及W是任意經取代的烯基、任意經取代的炔基、或任意經取代的環烯基，烷基、烯基、炔基、環烷基及環烯基係如此處所定義。典型的烷氧基是任意經取代的烷基-O-，其包括，舉例而言，甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、三級丁氧基、二級丁氧基、正戊氧基、正己氧基、1,2-二甲基丁氧基、三氟甲氧基、及類似物。
用語「伸烷基」係指支鏈或非支鏈之飽和烴鏈的二價基，其具有1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20個碳原子，典型地具有1-10個碳原子，更典型地具有1、2、3、4、5或6個碳原子。此用語係涵蓋如下例示之基團，諸如伸甲基(-CH2-)、伸乙基(-CH2CH2-)、伸丙基異構物(例如，-CH2CH2CH2-及-CH(CH3)CH2-)及類似物。
用語「經取代伸烷基」係指：(1)如上所定義之伸烷基，其具有1、2、3、4或5個取代基，該取代基選自由如下所組成之群組：烷基、烯基、炔基、烷氧基、環烷基、環烯基、醯基、醯胺基、醯氧基、胺基、胺基羰基、烷氧基羰基胺基、疊氮基、氰基、鹵素、羥基、酮基、硫羰基、羧基、羧基烷基、芳硫基、雜芳硫基、雜環硫基、氫硫基、烷硫基、芳基、芳氧基、雜芳基、胺基磺醯基、胺基羰基胺基、雜芳氧基、雜環基、雜環氧基、羥基胺基、烷氧基胺基、硝基、-SO- 烷基、-SO-芳基、-SO-雜芳基、-SO2-烷基、-SO2-芳基及-SO2-雜芳基。除非另外定義，所有取代基可任意地被1、2或3個選自如下之取代基進一步取代：烷基、羧基、羧基烷基、胺基羰基、羥基、烷氧基、鹵素、CF3、胺基、經取代胺基、氰基、及-S(O)pRSO，其中RSO是烷基、芳基、或雜芳基，及p是0、1或2；或(2)如上定義之伸烷基，其被獨立地選自氧、硫及NRa-之1-20個原子中斷，其中Ra係選自氫、任意經取代的烷基、環烷基、環烯基、芳基、雜芳基及雜環基，或選自羰基、羧基酯、羧基醯胺及磺醯基之基團；或(3)如上定義之伸烷基，其具有1、2、3、4或5個如上定義之取代基且被如上定義之1-20原子中斷。經取代伸烷基之例子為氯伸甲基(-CH(Cl)-)、胺基伸乙基(-CH(NH2)CH2-)、甲胺基伸乙基(-CH(NHMe)CH2-)、2-羧基伸丙基異構物(-CH2CH(CO2H)CH2-)、乙氧基乙基(-CH2CH2O-CH2CH2-)、乙基甲基胺基乙基(-CH2CH2N(CH3)CH2CH2-)、及類似物。
用語「烷硫基」係指基團RS-S-，其中RS係如烷氧基中之定義。
用語「烯基」係指支鏈或非支鏈之不飽和烴基的單價基，典型地具有2至20個碳原子，更典型地具有2至10個碳原子，又更典型地具有2至6個碳原子，且具有1-6個(典型地1個)雙鍵(乙烯基)。典型的烯基包括乙烯基(-CH=CH2)、1-丙烯基或烯丙基(-CH2CH=CH2)、異丙烯基 (-C(CH3)=CH2)、雙環[2.2.1]庚烯、及類似物。在烯基連接至氮的情況下，雙鍵相對於氮不可為α位置。
用語「經取代烯基」係指如上所定義之烯基，其具有1、2、3、4或5個取代基，典型地具有1、2或3個取代基，該取代基選自由如下所組成之群組：烷基、烯基、炔基、烷氧基、環烷基、環烯基、醯基、醯胺基、醯氧基、胺基、胺基羰基、烷氧基羰基胺基、疊氮基、氰基、鹵素、羥基、酮基、硫羰基、羧基、羧基烷基、芳硫基、雜芳硫基、雜環硫基、氫硫基、烷硫基、芳基、芳氧基、雜芳基、胺基磺醯基、胺基羰基胺基、雜芳氧基、雜環基、雜環氧基、羥基胺基、烷氧基胺基、硝基、-SO-烷基、-SO-芳基、-SO-雜芳基、-SO2-烷基、SO2-芳基及-SO2-雜芳基。除非另外定義，所有取代基可任意地被1、2或3個選自如下之取代基進一步取代：烷基、羧基、羧基烷基、胺基羰基、羥基、烷氧基、鹵素、CF3、胺基、經取代胺基、氰基、及-S(O)pRSO，其中RSO是烷基、芳基、或雜芳基，及p是0、1或2。
用語「炔基」係指不飽和烴基之單價基，其典型地具有2至20個碳原子(更典型地具有2至10個碳原子，及又更典型地具有2至6個碳原子)，且具有至少一個(典型地係1-6個)位址之乙炔(三鍵)不飽和基。典型的炔基包括：乙炔基(-C≡CH)、丙炔基(或丙-1-炔-3-基，-CH2C≡CH)、及類似物。在炔基連接至氮的情況下，三鍵相對於氮不可為α位 置。
用語「經取代炔基」係指如上所定義之炔基，其具有1、2、3、4或5個取代基，典型地具有1、2或3個取代基，該取代基選自由如下所組成之群組：烷基、烯基、炔基、烷氧基、環烷基、環烯基、醯基、醯胺基、醯氧基、胺基、胺基羰基、烷氧基羰基胺基、疊氮基、氰基、鹵素、羥基、酮基、硫羰基、羧基、羧基烷基、芳硫基、雜芳硫基、雜環硫基、氫硫基、烷硫基、芳基、芳氧基、雜芳基、胺基磺醯基、胺基羰基胺基、雜芳氧基、雜環基、雜環氧基、羥基胺基、烷氧基胺基、硝基、-SO-烷基、-SO-芳基、-SO-雜芳基、-SO2-烷基、SO2-芳基及-SO2-雜芳基。除非另外定義，所有取代基可任意地被1、2或3個選自如下之取代基進一步取代：烷基、羧基、羧基烷基、胺基羰基、羥基、烷氧基、鹵素、CF3、胺基、經取代胺基、氰基、及-S(O)pRSO，其中RSO是烷基、芳基、或雜芳基，及p是0、1或2。
用語「胺基羰基」係指基團-C(O)NRNRN，其中RN獨立地為氫、烷基、芳基、雜芳基、雜環基，或者其中兩個RN基團連接而形成雜環基(例如，嗎啉基)。除非另外定義，所有取代基可任意地被1-3個選自如下之取代基進一步取代：烷基、羧基、羧基烷基、胺基羰基、羥基、烷氧基、鹵素、CF3、胺基、經取代胺基、氰基、及-S(O)pRSO，其中RSO是烷基、芳基、或雜芳基，及p是0、1或2。
用語「醯胺基」係指基團-NRNCOC(O)R，其中RNCO獨立地為氫、烷基、芳基、雜芳基、或雜環基。除非另外定義，所有取代基可任意地被1-3個選自如下之取代基進一步取代：烷基、羧基、羧基烷基、胺基羰基、羥基、烷氧基、鹵素、CF3、胺基、經取代胺基、氰基、及-S(O)pRSO，其中RSO是烷基、芳基、或雜芳基，及p是0、1或2。
用語「醯氧基」係指-O(O)C-烷基、-O(O)C-環烷基、-O(O)C-芳基、-O(O)C-雜芳基、及-O(O)C-雜環基。除非另外定義，所有取代基可任意地被選自如下之取代基進一步取代：烷基、羧基、羧基烷基、胺基羰基、羥基、烷氧基、鹵素、CF3、胺基、經取代胺基、氰基、及-S(O)pRSO，其中RSO是烷基、芳基、或雜芳基，及p是0、1或2。
用語「芳基」係指6至20個碳原子之芳族碳環基，其具有單環(例如，苯基)或多環(例如，聯苯基)、或多縮合(稠合)環(例如，萘基或蒽基)。典型的芳基包括苯基、萘基及類似物。
對於芳基之取代基除非另外定義，此類芳基可任意地被1至5個取代基(典型地1至3個取代基)取代，該取代基係選自由如下所組成之群組：烷基、烯基、炔基、烷氧基、環烷基、環烯基、醯基、醯胺基、醯氧基、胺基、胺基羰基、烷氧基羰基胺基、疊氮基、氰基、鹵素、羥基、酮基、硫羰基、羧基、羧基烷基、芳硫基、雜芳硫基、雜環硫基、 氫硫基、烷硫基、芳基、芳氧基、雜芳基、胺基磺醯基、胺基羰基胺基、雜芳氧基、雜環基、雜環氧基、羥基胺基、烷氧基胺基、硝基、-SO-烷基、-SO-芳基、-SO-雜芳基、-SO2-烷基、SO2-芳基及-SO2-雜芳基。除非另外定義，所有取代基可任意地被1-3個選自如下之取代基進一步取代：烷基、羧基、羧基烷基、胺基羰基、羥基、烷氧基、鹵素、CF3、胺基、經取代胺基、氰基、及-S(O)pRSO，其中RSO是烷基、芳基、或雜芳基，及p是0、1或2。
用語「芳氧基」係指芳基-O-之基團，其中芳基係如上所定義，及包括如上所定義之任意經取代的芳基。用語「芳硫基」係指芳基-S-，其中芳基係如上所定義。
用語「胺基」係指基團-NH2。
用語「經取代胺基」係指基團-NRwRw，Rw獨立地選自由如下所組成之群組：氫、烷基、環烷基、羧基烷基(例如，苄氧基羰基)、芳基、雜芳基及雜環基，前提為兩個Rw基團都不是氫或基團-Y-Z，其中Y是任意經取代的伸烷基，及Z是烯基、環烯基、或炔基。除非另外定義，所有取代基可任意地被1-3個選自如下之取代基進一步取代：烷基、羧基、羧基烷基、胺基羰基、羥基、烷氧基、鹵素、CF3、胺基、經取代胺基、氰基、及-S(O)pRSO，其中RSO是烷基、芳基、或雜芳基，及p是0、1或2。
用語「羧基烷基」係指-C(O)O-烷基、或-C(O)O- 環烷基，其中烷基及環烷基係如此處所定義的，且可任意地經如下基團進一步取代：烷基、烯基、炔基、烷氧基、鹵素、CF3、胺基、經取代胺基、氰基、及-S(O)pRSO，其中RSO是烷基、芳基、或雜芳基，及p是0、1或2。 用語「環烷基」係指3至20個碳原子之碳環，其具有單環或多縮合環。此類環烷基包括，例如，單環結構，諸如環丙基、環丁基、環戊基、環辛基、及類似物，或多環結構，諸如金剛烷基、雙環[2.2.1]庚烷、1,3,3-三甲基雙環[2.2.1]庚-2-基、(2,3,3-三甲基雙環[2.2.1]庚-2-基)、或稠合芳基(例如，茚烷)之碳環基、及類似物.
用語「環烯基」係指3至20個碳原子之碳環基，其具有單環或多縮合環且在環結構上具有至少一個雙鍵。
用語「經取代環烷基」或「經取代環烯基」係指具有1、2、3、4或5個取代基(典型地具有1、2或3個取代基)之環烷基或環烯基，該取代基選自由如下所組成之群組：烷基、烯基、炔基、烷氧基、環烷基、環烯基、醯基、醯胺基、醯氧基、胺基、胺基羰基、烷氧基羰基胺基、疊氮基、氰基、鹵素、羥基、酮基、硫羰基、羧基、羧基烷基、芳硫基、雜芳硫基、雜環硫基、氫硫基、烷硫基、芳基、芳氧基、雜芳基、胺基磺醯基、胺基羰基胺基、雜芳氧基、雜環基、雜環氧基、羥基胺基、烷氧基胺基、硝基、-SO-烷基、-SO-芳基、-SO-雜芳基、-SO2-烷基、SO2-芳基及-SO2-雜芳基。 除非另外定義，所有取代基可任意地被1、2或3個選自如下之取代基進一步取代：烷基、羧基、羧基烷基、胺基羰基、羥基、烷氧基、鹵素、CF3、胺基、經取代胺基、氰基、及-S(O)pRSO，其中RSO是烷基、芳基、或雜芳基，及p是0、1或2。
用語「鹵素」或「鹵基」係指氟基、溴基，氯基，及碘基。
用語「醯基」係指基團-C(O)RCO，其中RCO是氫、任意經取代的烷基、任意經取代的環烷基、任意經取代的雜環基、任意經取代的芳基、及任意經取代的雜芳基。
用語「雜芳基」係指衍生自芳族環基(即完全不飽和的)之具有1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或15個碳原子且至少在一個環內具有選自氧、氮及硫之1、2、3或4個雜原子的基團。此類雜芳基可具有單環(例如，吡啶基或呋喃基)或多縮合環(例如，吲哚嗪基、苯並噻唑基、或苯並噻吩基)。雜芳基的例子包括，但不限於，[1,2,4]噁二唑、[1,3,4]噁二唑、[1,2,4]噻二唑、[1,3,4]噻二唑、吡咯、咪唑、吡唑、吡啶、吡嗪、嘧啶、嗒嗪、吲哚嗪、異吲哚、吲哚、吲唑、嘌呤、喹嗪(quinolizine)、異喹啉、喹啉、呔嗪(phthalazine)、萘基吡啶、喹噁啉、喹唑啉、辛啉(cinnoline)、喋啶、咔唑、咔啉、啡啶、吖啶、啡啉、異噻唑、啡嗪(phenazine)、異噁唑、啡噁嗪(phenoxazine)、啡噻嗪 (phenothiazine)、咪唑啶、咪唑啉、三唑、噁唑、噻唑、萘啶、及類似物以及含氮雜芳基化合物之N-氧化物及N-烷氧基衍生物，例如，吡啶-N-氧化物衍生物。
除非對於雜芳基取代基有另外之定義，此類雜芳基可任意被1至5個(典型地1至3個)取代基取代，該取代基選自由如下所組成之群組：烷基、烯基、炔基、烷氧基、環烷基、環烯基、醯基、醯胺基、醯氧基、胺基、胺基羰基、烷氧基羰基胺基、疊氮基、氰基、鹵素、羥基、酮基、硫羰基、羧基、羧基烷基、芳硫基、雜芳硫基、雜環硫基、氫硫基、烷硫基、芳基、芳氧基、雜芳基、胺基磺醯基、胺基羰基胺基、雜芳氧基、雜環基、雜環氧基、羥基胺基、烷氧基胺基、硝基、-SO-烷基、-SO-芳基、-SO-雜芳基、-SO2-烷基、SO2-芳基及-SO2-雜芳基。除非另外定義，所有取代基可任意地被1-3個選自如下之取代基進一步取代：烷基、羧基、羧基烷基、胺基羰基、羥基、烷氧基、鹵素、CF3、胺基、經取代胺基、氰基、及-S(O)pRSO，其中RSO是烷基、芳基、或雜芳基，及p是0、1或2。
用語「雜芳氧基」係指雜芳基-O-之基團。
用語「雜環基」係指飽和或部分不飽和基之單價基，其具有單環或多縮合環，在環內具有1至40個碳原子及選自氮、硫、磷及/或氧之1至10個雜原子(典型地1、2、3或4個雜原子)。雜環基可具有單環或多縮合環，且包括四氫呋 喃基、嗎啉基、哌啶基、哌嗪基、二氫吡啶基、及類似物。
除非對於雜環基取代基有另外之定義，此類雜環基可任意被1、2、3、4或5個(典型地1、2或3個)取代基取代，該取代基選自由如下所組成之群組：烷基、烯基、炔基、烷氧基、環烷基、環烯基、醯基、醯胺基、醯氧基、胺基、胺基羰基、烷氧基羰基胺基、疊氮基、氰基、鹵素、羥基、酮基、硫羰基、羧基、羧基烷基、芳硫基、雜芳硫基、雜環硫基、氫硫基、烷硫基、芳基、芳氧基、雜芳基、胺基磺醯基、胺基羰基胺基、雜芳氧基、雜環基、雜環氧基、羥基胺基、烷氧基胺基、硝基、-SO-烷基、-SO-芳基、-SO-雜芳基、-SO2-烷基、-SO2-芳基及-SO2-雜芳基。除非另外定義，所有取代基可任意地被1-3個選自如下之取代基進一步取代：烷基、羧基、羧基烷基、胺基羰基、羥基、烷氧基、鹵素、CF3、胺基、經取代胺基、氰基、及-S(O)pRSO，其中RSO是烷基、芳基、或雜芳基，及p是0、1或2。
用語「氫硫基」係指-SH之基團。
用語「經取代烷硫基」係指-S-經取代烷基之基團。
用語「雜芳硫基」係指-S-雜芳基之基團，其中雜芳基係如上所定義，包括如上所定義之任意經取代的雜芳基。
用語「亞碸」係指-S(O)RSO之基團，其中RSO是烷基、芳基、或雜芳基。「經取代亞碸」係指-S(O)RSO之基團，其中RSO是如此處所定義之經取代烷基、經取代芳基、或經 取代雜芳基。
用語「碸」係指-S(O)2RSO之基團，其中RSO是烷基、芳基、或雜芳基。「經取代碸」係指-S(O)2RSO之基團，其中RSO是如此處所定義之經取代烷基、經取代芳基、或經取代雜芳基。
用語「酮基」係指-C(O)-之基團。
用語「硫羰基」係指-C(S)-之基團。
用語「羧基」係指-C(O)OH之基團。
用語「共軛基」或「共軛物」係定義為直鏈、支鏈或環狀之基團、或上述之組合，其中基團內原子之p-軌域經由電子之非定域化之連接，以及其中該結構可被描述成包含交替之單鍵及雙鍵或三鍵，且可進一步包含未共用電子對、自由基、或碳正離子。共軛的環狀基可包括芳族基及非芳族基二者，即可包括多環或雜環基，諸如二酮基吡咯並吡咯。理想地，共軛基的連結方式係可繼續噻吩部分間所連結之共軛。
所揭示之化合物、組成物及組份係可用於、可一起使用於、可用於準備所揭示方法之產物及組成物，或者為所揭示方法之產物及組成物。這些材料及其他材料係揭示於此處，且需理解當這些材料的組合、子集合、交互作用、群組等被揭示時，儘管這些化合物各自不同的個別的及集合的組合及置換之特定參考例沒有明確地被揭示，但是每一者在此 處係被明確地考量到及說明到的。所以，若揭示一類的化合物A、B及C，一類的化合物D、E及F，以及A-D組合範例，則儘管每一組合沒有都被提到，但是每一組合係被個別地及集合地考量到。所以，在此例子中，組合A-E、A-F、B-D、B-E、B-F、C-D、C-E、及C-F中每一者係被明確地考量到，且應該認定由A、B及C；及D、E及F；以及A-D組合範例的揭示而被揭露。類似地，任何這些的子集合或組合亦被明確地考量及揭示的。所以，例如，A-E、B-F及C-E之子集合被明確地考量到，且應該認定由A、B及C；D、E及F；及A-D組合範例的揭示而被揭露。此概念應用到此揭示之所有態樣，其包括，但不限於，製造及使用所揭示組成物之步驟。所以，若有各種額外的步驟可進行，則需理解這些額外步驟的每一者可與所揭示方法之特定具體例或具體例之特定組合一起進行，則此種組合之每一者是明確地被考量到，且應該認為被揭示到。
此處所述的具體例可包括一新穎類型之以稠合噻吩為基礎之經硼取代的單體，其中稠合噻吩係直接經硼酯取代，其已發展成用鈴木(Suzuki)偶聯反應來替代施蒂勒(Stille)偶聯反應，以形成稠合噻吩為基礎之聚合物及伸長之小分子。此外，此處所述合成方法可用於製造此新穎類型之有機化合物。另外，此處所述新穎且潛在有利之方法係用於使用此新穎類型之有機化合物以製造其他聚合物及伸長之 共軛小單體。再者，硼化合物，諸如此處所述稠合噻吩為基礎之經硼取代的單體，一般相較於錫化合物(諸如先前所確認之以稠合噻吩為基礎之二錫單體)係具有較低毒性。此處所述化合物中硼之使用可避免在材料製造時使用錫。
在第一通常態樣中，一化合物可包括式(I)、式(II)、或其組合及其鹽類。
A可各自獨立地為任意經取代的共軛物或任意經取代的芳族物。R可各自獨立地為任意經取代的C1-C40直鏈型烷基鏈、任意經取代的支鏈型烷基鏈、任意經取代之包含雜原子的烷基鏈、經取代之烷基鏈、或H。R2可各自獨立地為任意經取代的C1-C40直鏈型烷基鏈、任意經取代的支鏈型烷基鏈、任意經取代之包含雜原子的烷基鏈、經取代之烷基鏈、H、或具有另一R2之環狀硼酸酯的部分。n可各自獨立地小於或等於3，且大於或等於1。x可各自獨立地小於或等於3。
在一些具體例中，該化合物可由式(I)及其鹽類或式(II)及其鹽類所組成。在一些具體例中，任意經取代的共軛物 可為選自由如下所組成之群組中之一者：乙烯、丁二烯、及乙炔。在一些具體例，任意經取代的芳族物可為選自由如下所組成之群組中之一者：苯、萘、蔥、芘、噻吩、吡咯、卟啉、咔唑、呋喃、吲哚、及稠合噻吩。在一些具體例中，R及R2可各自獨立地為任意經取代的C6-C24直鏈型烷基鏈。在一些具體例中，R及R2可各自獨立地為任意經取代的C13-C19直鏈型烷基鏈。在一些具體例中，任意經取代之包含雜原子的烷基鏈可為選自由如下所組成之群組中之一者：寡(乙二醇)、寡(丙二醇)、及寡(乙二胺)。在一些具體例中，經取代之烷基鏈可包括：酮、胺、酯、一或多個不飽和基、鹵化物、硝基、醛、羥基、羧酸、烷氧基、或其之任何組合。在一些具體例中，x可各自獨立地小於或等於1。在一些具體例中，x可各自等於0。
例如，第一通常態樣包括的具體例，諸如式(IX)、(X)、(XI)及(XII)化合物。R可各自獨立地為任意經取代的C1-C40直鏈型烷基鏈、任意經取代的支鏈型烷基鏈、任意經取代之包含雜原子的烷基鏈、經取代之烷基鏈、或H。X可各自獨立地為C或N。Ar可各自獨立地為任意經取代的共軛物或任意經取代的芳族物。
在其他通常態樣中，具體例可經由一系列合成步驟產生。例如，下文之第二及第三態樣可能描繪用於合成第一通常態樣之上述參考具體例之可能路徑。下文之第四及第五態樣可能描繪用於使用第一通常態樣之上述參考具體例之化合物以合成聚合物之可能路徑。下文所揭示方法僅係用於例示，而非用做限制。
熟悉此項技藝人士會知道其他合成路徑可用於合成本發明化合物。可用於合成一些具體例之一些態樣的合成路徑包括類似於化學技藝中已知方法之方法，特別是此處說明中所涵蓋的。雖然明確的起始物料及試劑描繪於下文之反應式中並於下文討論，可輕易地用其他的起始物料及試劑將之取代，以提供各種衍生物及/或反應條件。起始物料通常可自市售來源，諸如Aldrich Chemicals(Milwaukee,Wis.)，取得， 或使用熟悉此項技藝人士所習知之方法輕易地製備，該習知之方法，例如，通常經由述於下列文獻之方法所製備：Louis F.Fieser及Mary Fieser，Reagents for Organic Synthesis,v.1-19,Wiley,New York(1967-1999 ed.)，或Beilsteins Handbuch der organischen Chemie,4,Aufl.ed.Springer-Verlag,Berlin，包括附錄(亦可經由Beilstein線上資料庫獲得)。另外，很多藉由述於下文之方法所製備之化合物可透過此揭示使用熟悉此項技藝人士所知之習知化學方法而被進一步修飾。
在第二通常態樣中，可合成式(I)化合物及其鹽類。
所用合成方法可包括：使式(III)化合物與烷基鋰反應，以產生一中間物，以及使中間物與式(IV)化合物反應，以產生式(I)化合物。
A可各自獨立地為任意經取代的共軛物或任意經取代的芳族 物。R及R3可各自獨立地為任意經取代的C1-C40直鏈型烷基鏈、任意經取代的支鏈型烷基鏈、任意經取代之包含雜原子的烷基鏈、經取代之烷基鏈、或H。R2可各自獨立地為任意經取代的C1-C40直鏈型烷基鏈、任意經取代的支鏈型烷基鏈、任意經取代之包含雜原子的烷基鏈、經取代之烷基鏈、H、或具有另一R2之環狀硼酸酯的部分。n可各自獨立地小於或等於3，且大於或等於1。x可各自獨立地小於或等於3。
在一些具體例中，任意經取代的共軛物可為選自由如下所組成之群組中之一者：乙烯、丁二烯、及乙炔。在一些具體例中，任意經取代的芳族物可為選自由如下所組成之群組中之一者：苯、萘、蔥、芘、噻吩、吡咯、卟啉、咔唑、呋喃、吲哚、及稠合噻吩。在一些具體例中，R、R2及R3可各自獨立地為任意經取代的C6-C24直鏈型烷基鏈。在一些具體例中，R、R2及R3可各自獨立地為任意經取代的C13-C19直鏈型烷基鏈。在一些具體例中，任意經取代之包含雜原子的烷基鏈可為選自由如下所組成之群組中之一者：寡(乙二醇)、寡(丙二醇)、及寡(乙二胺)。在一些具體例中，經取代之烷基鏈可包括：酮、胺、酯、一或多個不飽和基、鹵化物、硝基、醛、羥基、羧酸、烷氧基、或其之任何組合。在一些具體例中，x可各自獨立地小於或等於1。在一些具體例中，x可各自等於0。
在第三通常態樣中，可合成式(II)化合物及其鹽類。
所用方法包括：使式(V)化合物與烷基鋰反應，以產生一中間物，及使中間物與式(IV)化合物反應，以產生式(II)化合物。
A可各自獨立地為任意經取代的共軛物或任意經取代的芳族物。R及R3可各自獨立地為任意經取代的C1-C40直鏈型烷基鏈、任意經取代的支鏈型烷基鏈、任意經取代之包含雜原子的烷基鏈、經取代之烷基鏈、或H。R2可各自獨立地為任意經取代的C1-C40直鏈型烷基鏈、任意經取代的支鏈型烷基鏈、任意經取代之包含雜原子的烷基鏈、經取代之烷基鏈、H、或具有另一R2之環狀硼酸酯的部分。n可各自獨立地小於或等於3，且大於或等於1。x可各自獨立地小於或等於3。
在一些具體例中，任意經取代的共軛物可為選自由如下所組成之群組中之一者：乙烯、丁二烯、及乙炔。在一些具體例中，任意經取代的芳族物可為選自由如下所組成之群組中之一者：苯、萘、蔥、芘、噻吩、吡咯、卟啉、咔唑、 呋喃、吲哚、及稠合噻吩。在一些具體例中，R、R2及R3可各自獨立地為任意經取代的C6-C24直鏈型烷基鏈。在一些具體例中，R、R2及R3可各自獨立地為任意經取代的C13-C19直鏈型烷基鏈。在一些具體例中，任意經取代之包含雜原子的烷基鏈可為選自由如下所組成之群組中之一者：寡(乙二醇)、寡(丙二醇)、及寡(乙二胺)。在一些具體例中，經取代之烷基鏈可包括：酮、胺、酯、一或多個不飽和基、鹵化物、硝基、醛、羥基、羧酸、烷氧基、或其之任何組合。在一些具體例中，x可各自獨立地小於或等於1。在一些具體例中，x可各自等於0。
第二及第三通常態樣以及其具體例可用於合成描繪於下文之反應式1及2所示之實例。
在反應式1中，在-78℃下將3.8mL(9.2mmol)正丁基鋰(2.4M於己烷中)逐滴加至3.50g(3.95mmol)式(XIII)化合物於120mL無水己烷中。
然後將反應混合物溫熱至室溫，然後回流4小時。隨後將反應混合物冷卻至-78℃，之後逐滴加入1.83g(2.01mL,9.86mmol)之2-異丙氧基-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜硼烷(dioxaborolane)。然後將混濁的反應混合物溫熱至室溫並且攪拌8小時。隨後將100mL冰水加至混濁溶液，然後加入另外的200mL己烷。搖動此混合物，之後在減壓下收集己烷層，以產生固體殘餘物，隨後將固體殘餘物溶解於500mL熱丙酮中。然後進行熱過濾，並將濾液緩慢冷卻至室溫。自濾液形成之無色晶體經由過濾收集，並且在丙酮中再結晶數次，以形成2.70g無色晶體之式(XIV)化合物，產率70%。
在反應式2中，在-78℃下將3.1mL(7.78mmol)正丁基鋰(2.5M於己烷中)逐滴加至2g(2.24mmol)式(XV)化合物於200mL無水四氫呋喃。
所得溶液在室溫下攪拌4小時。然後冷卻至-78℃， 之後逐滴加入1.04g(8.28mmol)之2-異丙氧基-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜硼烷。將混濁的反應混合物溫熱至室溫並且攪拌8小時。將100mL冰-水加至混濁溶液，及在減壓下移除四氫呋喃以產生淡黃色固體於水性懸浮液中。自水相將固體過濾出，溶於乙酸乙酯，用水清洗，並用無水Na2SO4乾燥之。將溶劑蒸發後，殘餘物自20mL乙酸乙酯再結晶，以形成0.89g淡黃色固體之式(XVI)化合物，產率35%。
描繪於下文之反應式3及4所示為其中未形成所欲產物之相關技藝合成方法之比較例。
在反應式3中，1.48g(1.67mmol)之式(XIII)化合物、1.017g(4.004mmol)之雙(2,3-二甲基-2,3-丁二醇基)二硼(bis(pinacolato)diboron)、及0.959g乙酸鉀加至備有攪拌 棒之三頸燒瓶中。
氮氣流噴洗燒瓶5分鐘，之後，在氮保護下加入40mL無水1,4-二噁烷。將氮打入溶液歷時10分鐘，然後將燒瓶移至工作箱。在工作箱中，0.238g(0.292mmol)之PdCl2(dppf)(CH2Cl2)加至燒瓶(「dppf」為1,1’-雙(二苯膦基)二茂鐵(1,1’-bis(diphenylphosphino)ferrocene，C34H28FeP2)之常用縮寫)。然後將燒瓶從工作箱取出，維持在氮中，並在80℃下加熱20小時。粗產物之1H NMR顯示沒有任何所欲式(XIV)產物。
粗產物經由短路徑矽膠管柱層析純化(熱乙酸乙酯/己烷為洗提液)。純化後沒有得到所欲產物。
在反應式4中，於-78℃下，將1.14mL(2.85mmol)之正丁基鋰(2.5M於己烷中)於氮保護下逐滴加至於備有攪拌棒之燒瓶中之1.15g(1.30mmol)之式(XIII)化合物於40mL無水THF中之溶液。
所得溶液在室溫下攪拌4小時。然後再冷卻至-78℃，並逐滴加入0.53g(2.85mmol)之2-異丙氧基-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜硼烷。將混濁的反應混合物溫熱至室溫並且攪拌整夜。將100mL冰水加至混濁溶液，及在減壓下移除四氫呋喃以產生淡灰色固體，並經由過濾收集。經乾燥之淡灰色固體在熱CDCl2CDCl2中之1H NMR顯示僅有式(XIII)化合物。
在第四通常態樣中，可合成式(VI)化合物及其鹽類。
合成的方法可包括：使式(I)化合物在金屬催化劑之存在下與式(VII)化合物反應，以產生式(VI)化合物。
A及Ar可各自獨立地為任意經取代的共軛物或任意經取代的芳族物。R及X’可各自獨立地為任意經取代的C1-C40直鏈型烷基鏈、任意經取代的支鏈型烷基鏈、任意經取代之包含雜原子的烷基鏈、經取代之烷基鏈、或H。R2可各自獨立地為任意經取代的C1-C40直鏈型烷基鏈、任意經取代的支鏈型烷基鏈、任意經取代之包含雜原子的烷基鏈、經取代之烷基鏈、H、或具有另一R2之環狀硼酸酯的部分。n可各自獨立地小於或等於3，且大於或等於1。x可各自獨立地小於或等於3。b可各自獨立地小於或等於5，且大於或等於1。Z可各自獨立地為O、S、Se、或經取代之亞胺。C可各自獨立地選自由Br、Cl及I所組成之群組。m可在1至100的範圍內。
在一些具體例中，金屬催化劑可選自由Pt、Pd、Ru及Rh所組成之群組。在一些具體例中，b可各自等於1。在一些具體例中，Z可各自獨立地為O、S、或經取代之亞胺。 在一些具體例中，任意經取代的共軛物可為選自由如下所組成之群組中之一者：乙烯、丁二烯、及乙炔。在一些具體例中，任意經取代的芳族物可為選自由如下所組成之群組中之一者：苯、萘、蔥、芘、噻吩、吡咯、卟啉、咔唑、呋喃、吲哚、及稠合噻吩。在一些具體例中，R、R2及X’可各自獨立地為任意經取代的C6-C24直鏈型烷基鏈。在一些具體例中，R、R2及X’可各自獨立地為任意經取代的C13-C19直鏈型烷基鏈。在一些具體例中，任意經取代之包含雜原子的烷基鏈可為選自由如下所組成之群組中之一者：寡(乙二醇)、寡(丙二醇)、及寡(乙二胺)。在一些具體例中，經取代之烷基鏈可包括：酮、胺、酯、一或多個不飽和基、鹵化物、硝基、醛、羥基、羧酸、烷氧基、或其之任何組合。在一些具體例中，x可各自獨立地小於或等於1。在一些具體例中，x可各自等於0。在一些具體例中，m可在1至50之範圍內。在一些具體例中，Z可各自為O。
在第五通常態樣中，可合成式(VIII)化合物及其鹽類。
合成的方法可包括：使式(II)化合物在金屬催化劑之存在下與式(VII)化合物反應，以產生式(VIII)化合物。
A及Ar可各自獨立地為任意經取代的共軛物或任意經取代的芳族物。R及X’可各自獨立地為任意經取代的C1-C40直鏈型烷基鏈、任意經取代的支鏈型烷基鏈、任意經取代之包含雜原子的烷基鏈、經取代之烷基鏈、或H。R2可各自獨立地為任意經取代的C1-C40直鏈型烷基鏈、任意經取代的支鏈型烷基鏈、任意經取代之包含雜原子的烷基鏈、經取代之烷基鏈、H、或具有另一R2之環狀硼酸酯的部分。n可各自獨立地小於或等於3，且大於或等於1。x可各自獨立地小於或等於3。b可各自獨立地小於或等於5，且大於或等於1。Z可各自獨立地為O、S、Se、或經取代之亞胺。C可各自獨立地選自由Br、Cl及I所組成之群組。m可在1至100的範圍內。
在一些具體例中，金屬催化劑可選自由Pt、Pd、Ru、及Rh所組成之群組。在一些具體例中，b可各自等於1。在一些具體例中，Z可各自獨立地為O、S、或經取代之亞胺。在一些具體例中，任意經取代的共軛物可為選自由如下所組成之群組中之一者：乙烯、丁二烯、及乙炔。在一些具體例中，任意經取代的芳族物可為選自由如下所組成之群組中之一者：苯、萘、蔥、芘、噻吩、吡咯、卟啉、咔唑、呋喃、吲哚、及稠合噻吩。在一些具體例中，R、R2及X’可各自獨立地為任意經取代的C6-C24直鏈型烷基鏈。在一些具體例中，R、R2及X’可各自獨立地為任意經取代的C13-C19直鏈型烷基鏈。在一些具體例中，任意經取代之包含雜原子的烷基鏈可為選自由如下所組成之群組中之一者：寡(乙二醇)、寡(丙二醇)、及寡(乙二胺)。在一些具體例中，經取代之烷基鏈可包括：酮、胺、酯、一或多個不飽和基、鹵化物、硝基、醛、羥基、羧酸、烷氧基、或其之任何組合。在一些具體例中，x可各自獨立地小於或等於1。在一些具體例中，x可各自等於0。在一些具體例中，m可在1至50之範圍內。在一些具體例中，Z可各自為O。
第四及第五通常態樣可用於合成描繪於下文之反應式5及6所例示之實例。n可在1至100(例如，1至50)之範圍內。R可各自獨立地為任意經取代的C1-C40直鏈型烷基鏈、任意經取代的支鏈型烷基鏈、任意經取代之包含雜原子 的烷基鏈、經取代之烷基鏈、或H。Ar可各自獨立地為任意經取代的共軛物或任意經取代的芳族物。
例如，在反應式5中，333mg(0.34mmol)之2,6-二(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜硼烷-2-基)-3,7-二-十七基噻吩並[3,2-b]噻吩並[2’,3’：4,5]噻吩並[2,3-d]噻吩、308mg(0.34mmol)之3,6-雙(5-溴噻吩-2-基)-2,5-二-十六基吡咯並[3,4-c]吡咯-1,4-二酮、10mL甲苯、5mL脫氣之水、及0.3mL甲基三辛基氯化銨(Aliquat 336)加至備有機械攪拌棒之2頸圓底燒瓶中。然後將冷凝器及隔膜裝至燒瓶之頸。隨後打入氮之氣泡使之通過混合物(經由通過隔膜之針及通過冷凝器之出口)歷時30分鐘，此在加入15.6mg(17.0μmol)之參(二亞苄基丙酮)二鈀(0)及20.7mg(68.0μmol)之鄰-甲苯基膦 之前進行。之後持續打入氮氣泡持續10分鐘。混合物隨後在95℃下加熱3天，溫度係藉由經由隔膜直接浸入在反應混合物中之熱偶所控制的。混合物然後冷卻至室溫，並倒入100mL之乙醇中，之後攪拌混合物16小時。混合物然後用置入備有玻璃料索氏濾紙(Soxhlet thimble)之玻璃中之合成聚合物過濾。隨後聚合物在索氏抽提器(Soxhlet apparatus)中用250mL丙酮清洗24小時。然後聚合物從索氏抽提器被萃取至250mL三氯甲烷中。三氯甲烷溶液隨後被倒至400mL甲醇同時劇烈攪拌，接著溫和攪拌20分鐘。然後自混合物過濾聚合物，並在真空中乾燥，以產生200mg藍色固體之產物，聚[(3,7-二-十七基噻吩並[3,2-b]噻吩並[2’,3’：4,5]噻吩並[2,3-d]噻吩-2,6-二基)[2,5-二-十六基-3,6-二(噻吩-2-基)吡咯並[3,4-c]吡咯-1,4-二酮]-5,5’-二基]，產率40%。
在不悖離本發明之精神與範疇下，對本發明所實行之各種修飾與變化對於熟悉此項技藝之人士係顯而易見的。因此，本發明意欲涵蓋本文所述之各種修飾與變化，其被提供在隨附申請專利範圍與其等效物的範疇中。

Claims (57)

  1. 一種化合物，其包括：式(I)、式(II)、或其之組合，及其鹽類， 其中，A各自獨立地為任意經取代的共軛物或任意經取代的芳族物，其中R各自獨立地為任意經取代的C1-C40直鏈型烷基鏈、任意經取代的支鏈型烷基鏈、任意經取代之包含雜原子的烷基鏈、經取代之烷基鏈、或H，其中R2各自獨立地為任意經取代的C1-C40直鏈型烷基鏈、任意經取代的支鏈型烷基鏈、任意經取代之包含雜原子的烷基鏈、經取代之烷基鏈、H、或具有另一R2之環狀硼酸酯的部分，其中n各自獨立地小於或等於3，且大於或等於1，以及其中x各自獨立地小於或等於3。
  2. 如請求項1之化合物，該化合物由式(I)及其鹽類所組成。
  3. 如請求項1之化合物，該化合物由式(II)及其鹽類所組成。
  4. 如請求項1之化合物，其中該任意經取代的共軛物係選自由如下所組成之群組：乙烯、丁二烯、及乙炔。
  5. 如請求項1之化合物，其中該任意經取代的芳族物係選自由如下所組成之群組：苯、萘、蔥、芘、噻吩、吡咯、卟啉、咔唑、呋喃、吲哚、及稠合噻吩。
  6. 如請求項1之化合物，其中R及R2各自獨立地為任意經取代的C6-C24直鏈型烷基鏈。
  7. 如請求項6之化合物，其中R及R2各自獨立地為任意經取代的C13-C19直鏈型烷基鏈。
  8. 如請求項1之化合物，其中該任意經取代之包含雜原子的烷基鏈係選自由如下所組成之群組：寡(乙二醇)、寡(丙二醇)、及寡(乙二胺)。
  9. 如請求項1之化合物，其中該經取代之烷基鏈包括酮、胺、酯、一或多個不飽和基、鹵化物、硝基、醛、羥基、羧酸、烷氧基、或其之任何組合。
  10. 如請求項1之化合物，其中x各自獨立地小於或等於1。
  11. 如請求項1之化合物，其中x各自等於0。
  12. 一種製造式(I)化合物及其鹽類之方法， 該方法包括：使式(III)化合物 與烷基鋰反應以產生一中間物；以及使該中間物與式(IV)化合物反應， 以產生式(I)化合物，其中A各自獨立地為任意經取代的共軛物或任意經取代的芳族物，其中R及R3各自獨立地為任意經取代的C1-C40直鏈型烷基鏈、任意經取代的支鏈型烷基鏈、任意經取代之包含雜原子的烷基鏈、經取代之烷基鏈、或H，其中R2各自獨立地為任意經取代的C1-C40直鏈型烷基 鏈、任意經取代的支鏈型烷基鏈、任意經取代之包含雜原子的烷基鏈、經取代之烷基鏈、H、或具有另一R2之環狀硼酸酯的部分，其中n各自獨立地小於或等於3，且大於或等於1，以及其中x各自獨立地小於或等於3。
  13. 如請求項12之方法，其中該任意經取代的共軛物係選自由如下所組成之群組：乙烯、丁二烯、及乙炔。
  14. 如請求項12之方法，其中該任意經取代的芳族物係選自由如下所組成之群組：苯、萘、蔥、芘、噻吩、吡咯、卟啉、咔唑、呋喃、吲哚、及稠合噻吩。
  15. 如請求項12之方法，其中R、R2及R3各自獨立地為任意經取代的C6-C24直鏈型烷基鏈。
  16. 如請求項15之方法，其中R、R2及R3各自獨立地為任意經取代的C13-C19直鏈型烷基鏈。
  17. 如請求項12之方法，其中該任意經取代之包含雜原子的烷基鏈係選自由如下所組成之群組：寡(乙二醇)、寡(丙二醇)、及寡(乙二胺)。
  18. 如請求項12之方法，其中該經取代之烷基鏈包括酮、胺、 酯、一或多個不飽和基、鹵化物、硝基、醛、羥基、羧酸、烷氧基、或其之任何組合。
  19. 如請求項12之方法，其中x各自獨立地小於或等於1。
  20. 如請求項12之方法，其中x各自等於0。
  21. 一種製造式(II)化合物及其鹽類之方法， 該方法包括：使式(V)化合物 與烷基鋰反應以產生一中間物；以及使該中間物與式(IV)化合物反應 以產生式(II)化合物，其中A各自獨立地為任意經取代的共軛物或任意經取代的芳族物， 其中R及R3各自獨立地為任意經取代的C1-C40直鏈型烷基鏈、任意經取代的支鏈型烷基鏈、任意經取代之包含雜原子的烷基鏈、經取代之烷基鏈、或H，其中R2各自獨立地為任意經取代的C1-C40直鏈型烷基鏈、任意經取代的支鏈型烷基鏈、任意經取代之包含雜原子的烷基鏈、經取代之烷基鏈、H、或具有另一R2之環狀硼酸酯的部分，其中n各自獨立地小於或等於3，且大於或等於1，以及其中x各自獨立地小於或等於3。
  22. 如請求項21之方法，其中該任意經取代的共軛物係選自由如下所組成之群組：乙烯、丁二烯、及乙炔。
  23. 如請求項21之方法，其中該任意經取代的芳族物係選自由如下所組成之群組：苯、萘、蔥、芘、噻吩、吡咯、卟啉、咔唑、呋喃、吲哚、及稠合噻吩。
  24. 如請求項21之方法，其中R、R2及R3各自獨立地為任意經取代的C6-C24直鏈型烷基鏈。
  25. 如請求項24之方法，其中R、R2及R3獨立地為任意經取代的C13-C19直鏈型烷基鏈。
  26. 如請求項21之方法，其中該任意經取代之包含雜原子的 烷基鏈係選自由如下所組成之群組：寡(乙二醇)、寡(丙二醇)、及寡(乙二胺)。
  27. 如請求項21之方法，其中該經取代之烷基鏈包括酮、胺、酯、一或多個不飽和基、鹵化物、硝基、醛、羥基、羧酸、烷氧基、或其之任何組合。
  28. 如請求項21之方法，其中x各自獨立地小於或等於1。
  29. 如請求項21之方法，其中x各自等於0。
  30. 一種製造式(VI)化合物及其鹽類之方法， 該方法包括：使式(I)化合物 與式(VII)化合物 在金屬催化劑的存在下反應，以產生式(VI)化合物，其中A及Ar各自獨立地為任意經取代的共軛物或任意經取代的芳族物，其中R及X’各自獨立地為任意經取代的C1-C40直鏈型烷基鏈、任意經取代的支鏈型烷基鏈、任意經取代之包含雜原子的烷基鏈、經取代之烷基鏈、或H，其中R2各自獨立地為任意經取代的C1-C40直鏈型烷基鏈、任意經取代的支鏈型烷基鏈、任意經取代之包含雜原子的烷基鏈、經取代之烷基鏈、H、或具有另一R2之環狀硼酸酯的部分，其中n各自獨立地小於或等於3且大於或等於1，其中x各自獨立地小於或等於3，其中b各自獨立地小於或等於5，且大於或等於1，其中Z各自獨立地為O、S、Se、或經取代之亞胺，其中C各自獨立地為選自由Br、Cl及I所組成之群組，以及其中m是在1至100之範圍內。
  31. 如請求項30之方法，其中該金屬催化劑係選自由Pt、Pd、 Ru及Rh所組成之群組。
  32. 如請求項30之方法，其中b各自等於1。
  33. 如請求項30之方法，其中Z各自獨立地為O、S、或經取代之亞胺。
  34. 如請求項30之方法，其中該任意經取代的共軛物係選自由如下所組成之群組：乙烯、丁二烯、及乙炔。
  35. 如請求項30之方法，其中該任意經取代的芳族物係選自由如下所組成之群組：苯、萘、蔥、芘、噻吩、吡咯、卟啉、咔唑、呋喃、吲哚、及稠合噻吩。
  36. 如請求項30之方法，其中R、R2及X’各自獨立地為任意經取代的C6-C24直鏈型烷基鏈。
  37. 如請求項36之方法，其中R、R2及X’各自獨立地為任意經取代的C13-C19直鏈型烷基鏈。
  38. 如請求項30之方法，其中該任意經取代之包含雜原子的烷基鏈係選自由如下所組成之群組：寡(乙二醇)、寡(丙二醇)、及寡(乙二胺)。
  39. 如請求項30之方法，其中該經取代之烷基鏈包括：酮、胺、酯、一或多個不飽和基、鹵化物、硝基、醛、羥基、羧酸、烷氧基、或其之任何組合。
  40. 如請求項30之方法，其中x各自獨立地小於或等於1。
  41. 如請求項30之方法，其中x各自等於0。
  42. 如請求項30之方法，其中m是在1至50之範圍內。
  43. 如請求項30之方法，其中Z各自為O。
  44. 一種製造式(VIII)化合物及其鹽類之方法， 該方法包括：使式(II)化合物 與式(VII)化合物 在金屬催化劑的存在下反應，以產生式(VIII)化合物，其中A及Ar各自獨立地為任意經取代的共軛物或任意經取代的芳族物，其中R及X’各自獨立地為任意經取代的C1-C40直鏈型烷基鏈、任意經取代的支鏈型烷基鏈、任意經取代之包含雜原子的烷基鏈、經取代之烷基鏈、或H，其中R2各自獨立地為任意經取代的C1-C40直鏈型烷基鏈、任意經取代的支鏈型烷基鏈、任意經取代之包含雜原子的烷基鏈、經取代之烷基鏈、H、或具有另一R2之環狀硼酸酯的部分，其中n各自獨立地小於或等於3，且大於或等於1，其中x各自獨立地小於或等於3，其中b各自獨立地小於或等於5，且大於或等於1，其中Z各自獨立地為O、S、Se、或經取代之亞胺，其中C各自獨立地為選自由Br、Cl及I所組成之群組，以及其中m是在1至100之範圍內。
  45. 如請求項44之方法，其中該金屬催化劑係選自由Pt、Pd、 Ru及Rh所組成之群組。
  46. 如請求項44之方法，其中b各自等於1。
  47. 如請求項44之方法，其中Z各自獨立地為O、S、或經取代之亞胺。
  48. 如請求項44之方法，其中該任意經取代的共軛物係選自由如下所組成之群組：乙烯、丁二烯、及乙炔。
  49. 如請求項44之方法，其中該任意經取代的芳族物係選自由如下所組成之群組：苯、萘、蔥、芘、噻吩、吡咯、卟啉、咔唑、呋喃、吲哚、及稠合噻吩。
  50. 如請求項44之方法，其中R、R2及X’各自獨立地為任意經取代的C6-C24直鏈型烷基鏈。
  51. 如請求項50之方法，其中R、R2及X’各自獨立地為任意經取代的C13-C19直鏈型烷基鏈。
  52. 如請求項44之方法，其中該任意經取代之包含雜原子的烷基鏈係選自由如下所組成之群組：寡(乙二醇)、寡(丙二醇)、及寡(乙二胺)。
  53. 如請求項44之方法，其中該經取代之烷基鏈包括酮、胺、酯、一或多個不飽和基、鹵化物、硝基、醛、羥基、羧酸、烷氧基、或其之任何組合。
  54. 如請求項44之方法，其中x各自獨立地小於或等於1。
  55. 如請求項44之方法，其中x各自等於0。
  56. 如請求項44之方法，其中m是在1至50之範圍內。
  57. 如請求項44之方法，其中Z各自為O。
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