專(zhuān)利名稱(chēng)：具有二苯并基團(tuán)的化合物和它的衍生物、制備它們的方法和它們的用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有二苯并基團(tuán)的化合物和它的衍生物的二聚體(dimer)和使用它的有機(jī)半導(dǎo)體設(shè)備，尤其，包括上述化合物的有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管(OFET)。
背景技術(shù)：
自從1986年關(guān)于有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管(OFET)的第一個(gè)報(bào)告的出現(xiàn)，OFET已經(jīng)引起人們廣泛的注意，因?yàn)樗鼈兲峁┡c普通無(wú)機(jī)硅型晶體管相比的各種優(yōu)點(diǎn)-其中包括在大面積和柔性基材上的較低成本制造-并且顯示有潛力可用于許多的電子應(yīng)用如射頻鑒定 (RFID)標(biāo)簽，智能卡和卷起顯示器。M為了利用它們?cè)跐撛贠FET應(yīng)用中的固有屬性，OFET 設(shè)備的特性，尤其載流子遷移率，應(yīng)該與傳統(tǒng)硅型晶體管的特性相當(dāng)。許多的具有大的載流子遷移率的有機(jī)電子材料，大于1. Ocm2V-Is-1-可與無(wú)定形硅設(shè)備相當(dāng)-早已進(jìn)行說(shuō)明。Μ 盡管在獲得高性能的OFET方面已取得進(jìn)展，但是仍然沒(méi)有完全地揭示了在分子結(jié)構(gòu)和電子傳輸性能之間的關(guān)系的確定規(guī)則。結(jié)果，在這一領(lǐng)域中需要新類(lèi)型的具有改進(jìn)性能的用于OFET應(yīng)用的有機(jī)電子材料。具有充分延伸π-共軛的大環(huán)分子已經(jīng)在分子材料化學(xué)，超分子化學(xué)和納米技術(shù)中進(jìn)行廣泛研究，它已描述在a)A. Mishra, C. -Q. Ma, P. Bauerle, Chem. Rev. 2009，109， 1141 ；b) I. Hisaki，M. Sonoda, Y. Tobe, Eur. J. Org. Chem. 2006,833 ；c)ff. Zhang, J. S. Moore, Angew. Chem. 2006，118,4524 ；Angew. Chem. Int. Ed. 2006，45，4416 ；d)S. Hoger, Angew. Chem.，Int. Ed. 2005,44,3806 ；e)S. Hoger, Chem. Eur. J. 2004,10,1320 ；f) Y. Yamaguchi, Ζ. I. Yoshida, Chem. Eur. J. 2003, 9, 5430 ；g) D. Zhao, J. S. Moore, Chem. Commun. 2003, 807 ；h)C. Grave, A. D. Schluter, Eur. J. Org. Chem. 2002,3075 ；i)M. M. Haley, J. J. Pak, S. C. Brand, Top. Curr. Chem. 1999，201，81 ； j)S. Hoger, J. Polym. Sci.，Part A =Polym. Chem. 1999, 37, 2685 ；k) J. S. Moore, Acc. Chem. Res. 1997，30，402。與相應(yīng)的線性低聚物和聚合物相比，環(huán)狀η-共軛化合物具有主要?dú)w因于它們的獨(dú)特結(jié)構(gòu)的非常特殊特性，它同時(shí)兼顧了低聚物的定義明確的結(jié)構(gòu)和聚合物的無(wú)限η-共軛鏈，且排除了干擾性末端影響，它已描述在P. Bauerle，Adv. Mater. 1992，4，102。因此，這些π -延伸體系已經(jīng)對(duì)于它們用于有機(jī)電子設(shè)備中產(chǎn)生廣泛的利益。然而對(duì)于環(huán)狀共軛化合物在OFET中使用的研究已經(jīng)相當(dāng)受限制，因?yàn)樗鼈儍A向于具有小的遷移率，這已描述在a)A. Dadvand, F. Cicoira, K. Y. Chernichenko, Ε. S. Balenkova, R. Μ. Osuna, F. Rosei, V. G. Nenajdenkoc, D. F. Perepichka, Chem. Commun. 2008,5354 ；b) Y. Y. Noh ；J. J. Kim ；Y. Yoshida ；K. Yase, Adv. Mater. 2003，15，699。US20070112172A1公開(kāi)了由至少一種類(lèi)型的任選取代的吲哚并咔唑結(jié)構(gòu)部分和包括至少一個(gè)原子的至少一個(gè)二價(jià)連接鍵組成的一種化合物。W008156089A1公開(kāi)了在中心雙鍵結(jié)構(gòu)的兩側(cè)上具有環(huán)結(jié)構(gòu)的芳族胺衍生物，和包括芳族胺衍生物的有機(jī)電致發(fā)光設(shè)備，和有機(jī)電致發(fā)光設(shè)備。
然而，以上化合物的場(chǎng)效應(yīng)遷移率在有機(jī)半導(dǎo)體設(shè)備、尤其有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (OFET)的領(lǐng)域中不是令人滿(mǎn)意的。因此，在本領(lǐng)域中需要具有高的場(chǎng)效應(yīng)遷移率和大的電荷傳輸特性的化合物。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明已經(jīng)對(duì)于以上問(wèn)題進(jìn)行評(píng)述，并且本發(fā)明的目的是提供具有二苯并基團(tuán)的化合物和它的衍生物的環(huán)狀二聚體和使用該環(huán)狀二聚體的有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)設(shè)備，尤其具有上述化合物的有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管(OFET)。本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的目的能夠通過(guò)具有由以下通式(I)表示的特定結(jié)構(gòu)的具有二苯并基團(tuán)的化合物和它的衍生物的新環(huán)狀二聚體來(lái)實(shí)現(xiàn)。S卩，本發(fā)明提供由下列通式⑴表示的化合物
權(quán)利要求
1.由下列通式(I)表示的化合物
2.根據(jù)權(quán)利要求1的化合物，其中X和Y是雜原子M，它選自B，Si，Ge，Sn，N，P，0，S，Se。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的化合物，其中X和Y是氧化基團(tuán)Q(0)c，其中Q選自C，Si，Ge，Sn，Pj Sj S 。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3的化合物，其中R1和R2，在各情況下相同或不同，獨(dú)立地表示 -氫原子，-具有1-6個(gè)碳原子的取代的或未被取代的烷基， -具有1-6個(gè)碳原子的取代的或未被取代的烷氧基， -具有6-8個(gè)碳原子的取代或未被取代的芳基， -具有3-8個(gè)碳原子的取代或未被取代的環(huán)烷基，-具有2-8個(gè)碳原子的取代或未被取代的雜環(huán)基團(tuán)，其中雜原子M選自B，Si，Ge, Sn, N, P, 0，S, Se,-具有3-10個(gè)碳原子的取代或未被取代的雜芳基，-取代或未被取代的芳烷基，其中芳基部分具有6-8個(gè)碳原子和烷基部分具有1-6個(gè)碳原子，-具有6-8個(gè)碳原子的取代或未被取代的芳氧基。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的化合物，其中Ar1-Ar4,彼此相同或不同，各自獨(dú)立地表示具有6-8個(gè)碳原子的取代或未被取代的亞芳基，具有3-8個(gè)碳原子的取代或未被取代的雜亞芳基。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的化合物，其中X和Y，在各情況下相同或不同，獨(dú)立地表示-取代或未被取代的雜原子M，它選自元素B，Si，Ge，Sn，N，P，0，S，Se，其中X和Y不同時(shí)是N，或-取代或未被取代的氧化基團(tuán)Q(O) c，其中Q表示元素C，Si，Ge, Sn, P，S或Se，c滿(mǎn)足元素Q的相應(yīng)價(jià)數(shù)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的化合物，其中R1和R2表示氫原子。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的化合物，其中X和Y，彼此相同或不同，獨(dú)立地表示 -取代或未被取代的雜原子M，選自元素Si，N，0或S，其中X和Y不同時(shí)是N，或-取代或未被取代的氧化基團(tuán)Q(O) c，其中Q表示元素C，P，S或Se，c滿(mǎn)足元素Q的相應(yīng)價(jià)數(shù)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求1-7中任何一項(xiàng)的化合物，其中X和Y，彼此相同或不同，表示 -被芳族基取代的B，-被氫和/或烷基和/或芳族基取代的C，-被芳族基取代的Si，-被氫和/或烷基和/或芳族基取代的N，-被芳族基取代的P，-0，-S，-Se,-C(O),-C(O) -C(O),-S(O),-S(O)2,或-P(O)0
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的化合物，其中Ar1-Ar4,彼此相同或不同，獨(dú)立地表-具有3-8個(gè)碳原子的取代或未被取代的雜芳族基團(tuán)，其中該雜芳族基團(tuán)具有至少一個(gè)雜原子，這些雜原子在各情況下是相同的或不同的。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的化合物，其中Ar1-Ar4,彼此相同或不同，獨(dú)立地表示5員雜芳族環(huán)
12.根據(jù)前述權(quán)利要求1-10中任何一項(xiàng)的化合物，其中Ar1-Ar4,彼此相同或不同，獨(dú)立地表示6員雜芳族環(huán)
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的化合物根，其中它們是
14.根據(jù)權(quán)利要求13的化合物，其中X和Y，在各情況下相同或不同，獨(dú)立地表示 -S，-被氫和/或烷基和/或芳族基取代的C，-被芳族基取代的B，-被烷基和/或芳族基取代的Si，-被氫和/或烷基和/或芳族基取代的N，-被烷基或芳族基取代的P，-0，-Se,-C(O),-C(O) -C(O),-S(O),-S(O)2,-P(O)0
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14的化合物，其中Μ1，取代或未被取代的，在各情況下相同或不同，獨(dú)立地表示-S，-被氫和/或烷基和/或芳族基取代的C，-被烷基或芳族基取代的B，-被烷基和/或芳族基取代的Si，-被氫或烷基或芳族基取代的N，-被烷基和/或芳族基取代的P，-0，-Se,-C(O),-C(O) -C(O),-S(O),-S(O)2,或-P(O)0
16.根據(jù)權(quán)利要求13或14的化合物，其中Μ2，取代或未被取代的，在各情況下相同或不同，獨(dú)立地表示-B，-被氫或烷基或芳族基取代的C， -被烷基或芳族基取代的Si，-N， -P。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的化合物，其中用于取代在每一個(gè)通式(I)中的各基團(tuán)的取代基包括-烷基，如甲基，乙基，異丙基，叔丁基，正辛基，正癸基，或正十六烷基； -環(huán)烷基，如環(huán)丙基，環(huán)戊基，或環(huán)己基； -鏈烯基，如乙烯基，烯丙基，2- 丁烯基，或3-戊烯基； -炔基，如炔丙基或3-戊炔基， -芳基，如苯基，對(duì)-甲基苯基，萘基，或蒽基；-氨基，如氨基，甲基氨基，二甲基氨基，二乙基氨基，二芐基氨基，二苯基氨基，或二甲苯基氨基；-烷氧基，如甲氧基，乙氧基，丁氧基，或2-乙基己氧基；-芳氧基，如苯基氧基，1-萘氧基，或2-萘氧基；-雜芳氧基基團(tuán)，如吡啶基氧基，吡唑基氧基，嘧啶基氧基，或喹啉基氧基；-?；?，如乙?；?，苯甲?；?，甲?；?，或新戊?；?；-烷氧基羰基，如甲氧基羰基或乙氧基羰基；-芳氧基羰基，如苯基氧基羰基；-酰氧基，如乙酰氧基或苯甲酰氧基；-酰胺基，如乙酰氨基或苯甲?；被?；-烷氧基羰基氨基，如甲氧基羰基氨基；-芳氧基氧基氨基基團(tuán)，如苯基氧基羰基氨基；-磺?；被?，如甲烷磺?；坊虮交酋；被?；-氨磺?；?，如氨基磺?；谆被酋；?，二甲基氨基磺?；虮交被酋；?； -氨基甲?；绨被柞；谆被柞；?，二乙基氨基甲?；?，或苯基氨基甲?；?；-烷硫基，如甲硫基或乙硫基； -芳硫基，如苯硫基；-雜芳基硫基，如吡啶基硫基，2-苯并咪唑基硫基，2-苯并喵唑基硫基，或2-苯并噻唑基硫基；-磺?；缂谆酋；蚣妆交酋；?； -亞磺?；缂谆鶃喕酋；虮絹喕酋；?； -脲基，如脲基，甲基脲基，或苯基脲基； -磷酸酰胺基； -羥基； -巰基；-鹵素原子，如氟原子，氯原子，溴原子，或碘原子； -氰基； -磺基； -羧基；-硝基；-異羥肟酸基團(tuán)； -亞磺基； -胼基；-亞氨基；含有作為雜原子的例如氮原子、氧原子或硫原子的雜環(huán)基團(tuán)，和特定的例子包括咪唑基，吡啶基，喹啉基，呋喃基，噻吩基，哌啶基，嗎啉代，苯并〃惡唑基，苯并咪唑基，和苯并噻唑基；和-甲硅烷基，如三甲基甲硅烷基或三苯基甲硅烷基。
18.具有以下結(jié)構(gòu)的化合物
19.由以下通式(VI)表示的化合物
20.根據(jù)權(quán)利要求18的化合物，其中M選自B，Si，Ge，Sn，N,P，0，S，Se。
21.根據(jù)權(quán)利要求18的化合物，其中Q是選自B,C，Si，Ge，Sn，N, P，0，S，Se。
22.根據(jù)權(quán)利要求18或19的化合物，其中R1和R2，彼此相同或不同，各自獨(dú)立地表示-氫原子，-具有1-6個(gè)碳原子的取代的或未被取代的烷基， -具有1-6個(gè)碳原子的取代的或未被取代的烷氧基， -具有6-8個(gè)碳原子的取代或未被取代的芳基， -具有3-8個(gè)碳原子的取代或未被取代的環(huán)烷基，-具有5-8個(gè)碳原子的取代或未被取代的雜環(huán)基團(tuán)，其中雜原子M選自B，Si，Ge, Sn, N, P, 0，S, Se,-具有5-10個(gè)碳原子的取代或未被取代的雜芳基，-取代或未被取代的芳烷基，其中芳基部分具有6-8個(gè)碳原子和烷基部分具有1-6個(gè)碳原子，-具有6-8個(gè)碳原子的取代或未被取代的芳氧基。
23.根據(jù)前述權(quán)利要求18-21中任何一項(xiàng)的化合物，其中Ar1-Ar4,彼此相同或不同，各自獨(dú)立地表示-具有6-8個(gè)碳原子的取代或未被取代的(雜)亞芳基基團(tuán)， -具有5-8個(gè)碳原子的取代或未被取代的二價(jià)雜環(huán)基團(tuán)。
24.根據(jù)前述權(quán)利要求18-22中任何一項(xiàng)的化合物，其中X和Y，彼此相同或不同，表示-取代或未被取代的雜原子M，它選自元素B，Si，Ge，Sn，N，P，0，S，Se，其中X和Y不同時(shí)是N，或取代或未被取代的Q(0) c，其中Q表示元素B, C，Si，Ge，Sn，N, P，S,Se,c表示元素Q的相應(yīng)價(jià)數(shù)。
25.化合物根據(jù)前述權(quán)利要求18-23中任何一項(xiàng)的化合物，其中R1和R2，彼此相同或不同，各自獨(dú)立地表示氫原子。
26.根據(jù)前述權(quán)利要求18-24中任何一項(xiàng)的化合物，其中X和Y，彼此相同或不同，表示-取代或未被取代的雜原子M，選自元素N，S或％，其中X和Y不同時(shí)是N，或 -取代或未被取代的雜原子Q(O) c，其中Q選自元素N，S或％，c表示元素Q的相應(yīng)價(jià)數(shù)。
27.根據(jù)前述權(quán)利要求18-23中任何一項(xiàng)的化合物，其中X和Y，彼此相同或不同，表示-被芳族基取代的B，-被氫、烷基、芳族基取代的C，-被芳族基取代的Si，-被氫、烷基、芳族基取代的N，-被芳族基取代的P，-0，-S，-Se,-C(O),-C(O) -C(O),-S(O),-S(O)2,或-P(O)0
28.根據(jù)前述權(quán)利要求18-26中任何一項(xiàng)的化合物，其中Ar1-Ar4,彼此相同或不同，各自獨(dú)立地表示具有5-8個(gè)碳原子的取代或未被取代的雜芳族基團(tuán)，其中該雜芳族基團(tuán)具有至少一個(gè)雜原子，這些雜原子在各情況下是相同或不同的。
29.根據(jù)前述權(quán)利要求18-27中任何一項(xiàng)的化合物，其中Ar1-Ar4,彼此相同或不同，各自獨(dú)立地表示
30.根據(jù)前述權(quán)利要求18-26中任何一項(xiàng)的化合物，其中Ar1-Ar4,彼此相同或不同，各自獨(dú)立地表示
31.根據(jù)前述權(quán)利要求18-29中任何一項(xiàng)的化合物，其中它們是
32.根據(jù)權(quán)利要求30的化合物，其中X和Y，彼此相同或不同，表示 -S，-被氫、烷基、芳族基取代的C，-被芳族基取代的B，-被芳族基取代的Si，-被氫、烷基、芳族基取代的N，-被芳族基取代的P，-0，-Se,-C(O),-C(O) -C(O),-S(O),-S(O)2,或-P(O)0
33.根據(jù)權(quán)利要求30或31的化合物，其中Μ1，取代或未被取代的，彼此相同或不同，表示-S，-被氫、烷基、芳族基取代的C， -被芳族基取代的B， -被芳族基取代的Si， -被氫、烷基、芳族基取代的N， -被芳族基取代的P， -0，-Se,-C(O),-C(O) -C(O),-S(O),-S(O)2,或-P(O)0
34.根據(jù)權(quán)利要求30或31的化合物，其中M2，取代或未被取代的，彼此相同或不同，表示-被氫、烷基、芳族基取代的C， -被芳族基取代的B， -被芳族基取代的Si， -被氫、烷基、芳族基取代的N， -被芳族基取代的P， -C(O), -C(O) -C(O), 或-P(O)0
35.根據(jù)前述權(quán)利要求18-33中任何一項(xiàng)的化合物，其中用于取代在每一個(gè)通式(I)中的各基團(tuán)的取代基包括-烷基，如甲基，乙基，異丙基，叔丁基，正辛基，正癸基，或正十六烷基； -環(huán)烷基，如環(huán)丙基，環(huán)戊基，或環(huán)己基； -鏈烯基，如乙烯基，烯丙基，2- 丁烯基，或3-戊烯基； -炔基，如炔丙基或3-戊炔基， -芳基，如苯基，對(duì)-甲基苯基，萘基，或蒽基；-氨基，如氨基，甲基氨基，二甲基氨基，二乙基氨基，二芐基氨基，二苯基氨基，或二甲苯基氨基；-烷氧基，如甲氧基，乙氧基，丁氧基，或2-乙基己氧基；-芳氧基，如苯基氧基，1-萘氧基，或2-萘氧基；-雜芳氧基基團(tuán)，如吡啶基氧基，吡唑基氧基，嘧啶基氧基，或喹啉基氧基；-酰基，如乙?；郊柞；?，甲?；?，或新戊酰基；-烷氧基羰基，如甲氧基羰基或乙氧基羰基；-芳氧基羰基，如苯基氧基羰基；-酰氧基，如乙酰氧基或苯甲酰氧基；-酰胺基，如乙酰氨基或苯甲?；被?；-烷氧基羰基氨基，如甲氧基羰基氨基；-芳氧基氧基氨基基團(tuán)，如苯基氧基羰基氨基；-磺?；被?，如甲烷磺?；坊虮交酋；被?氨磺?；?，如氨基磺酰基，甲基氨基磺酰基，二甲基氨基磺酰基，或苯基氨基磺酰基；-氨基甲酰基，如氨基甲?；?，甲基氨基甲酰基，二乙基氨基甲?；虮交被柞；?烷硫基，如甲硫基或乙硫基； -芳硫基，如苯硫基；-雜芳基硫基，如吡啶基硫基，2-苯并咪唑基硫基，2-苯并喝唑基硫基，或2-苯并噻唑基硫基；-磺?；?，如甲磺?；蚣妆交酋；?； -亞磺?；缂谆鶃喕酋；虮絹喕酋；?； -脲基，如脲基，甲基脲基，或苯基脲基； -磷酸酰胺基； -羥基； -巰基；-鹵素原子，如氟原子，氯原子，溴原子，或碘原子； -氰基； -磺基； -羧基； -硝基；-異羥肟酸基團(tuán)； -亞磺基； -胼基；-亞氨基；含有作為雜原子的例如氮原子、氧原子或硫原子的雜環(huán)基團(tuán)，和特定的例子包括咪唑基，吡啶基，喹啉基，呋喃基，噻吩基，哌啶基，嗎啉代，苯并〃惡唑基，苯并咪唑基，和苯并噻唑基；和-甲硅烷基，如三甲基甲硅烷基或三苯基甲硅烷基。
36.根據(jù)前述權(quán)利要求18-34中任何一項(xiàng)的化合物，其中它們是
37.制備根據(jù)權(quán)利要求1-17中任何一項(xiàng)的化合物的方法，其中
38.制備根據(jù)權(quán)利要求18-35中任何一項(xiàng)的化合物的方法，其中當(dāng)Z表示
39.根據(jù)前述權(quán)利要求1-35中任何一項(xiàng)的化合物在有機(jī)半導(dǎo)體設(shè)備、尤其有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管OFET的用途。
40.有機(jī)半導(dǎo)體設(shè)備，尤其，有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管0FET，其中至少一個(gè)層含有根據(jù)前述權(quán)利要求1-35中任何一項(xiàng)的化合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有二苯并基團(tuán)的化合物和它的衍生物的環(huán)狀二聚體(dimmer)和使用它的有機(jī)半導(dǎo)體設(shè)備，尤其，包括上述化合物的有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管(OFET)。
文檔編號(hào)C07D333/76GK102442993SQ201010532580
公開(kāi)日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2010年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月12日
發(fā)明者喬雅麗, 張敬, 徐偉, 朱道本 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所