4,7-双(5-溴-4-辛基噻吩-2-基)-5,6-二氟苯并[c][1,2,5]噻二唑:OPV 和 OFET 构建单元
4,7-双(5-溴-4-辛基噻吩-2-基)-5,6-二氟苯并[c][1,2,5]噻二唑:OPV 和 OFET 构建单元
4,7-双(5-溴-4-辛基噻吩-2-基)-5,6-二氟苯并[c][1,2,5]噻二唑是一种二氟化、二溴化的给体-受体型小分子构建单元,专为合成用于有机光伏(OPV)和有机场效应晶体管(OFET)的高性能共轭聚合物及小分子而设计。
- 产品编号
- B290485
- 别名
- Lumtec / 大然化学 K0478
- 核心受体单元
- 5,6-二氟苯并[c][1,2,5]噻二唑(ffBT)
- 反应官能团
- 每个噻吩环5位各含一个C-Br键,可用于Stille、Suzuki或直接芳基化偶联反应
- 增溶基团
- 每个噻吩环4位各含一条正辛基链
- 主要应用
- 用于OPV和OFET器件中D-A共轭聚合物及小分子的单体
- 氟化效应
- 氟取代基可降低LUMO能级、增强分子间相互作用并提升载流子迁移率
化学特性与结构
4,7-双(5-溴-4-辛基噻吩-2-基)-5,6-二氟苯并[c][1,2,5]噻二唑是一种精密设计的给体-受体(D-A)型分子构建单元。其结构以强吸电子性的5,6-二氟苯并[c][1,2,5]噻二唑(ffBT)为核心,两侧对称连接着两个5-溴-4-辛基噻吩-2-基给体臂。
噻吩环末端的两个溴原子可作为金属催化交叉偶联反应的多用途官能团,适用于Stille缩聚、Suzuki–Miyaura偶联及直接芳基化聚合(DAP)等反应。正辛基侧链赋予化合物在常用有机溶剂(如氯仿、氯苯、THF)中良好的溶解性,有利于溶液相聚合物合成和薄膜加工。该化合物在Lumtec/大然化学的参考编号为K0478。
氟化对电子性能的作用
在苯并噻二唑环上引入两个氟原子以形成ffBT受体单元,是有机半导体设计中已被充分证实的策略。氟的强电负性使受体单元的LUMO能级相对于非氟化BT类似物进一步降低,从而减小光学带隙,并将光吸收延伸至更长波长——这是OPV活性层所期望的特性。
除电子效应外,氟原子还参与F···H、F···S和F···π等非共价相互作用。这些非共价力促进主链构象趋于平面化,并缩短固态下的π–π堆积距离,两者均有助于提升共轭聚合物薄膜中的载流子迁移率。因此,基于ffBT的聚合物在OPV光电转换效率和OFET场效应迁移率方面通常优于其非氟化BT对应物。
合成应用与交叉偶联兼容性
两个末端C–Br键使B290485成为通过以下方式构建D-A共轭聚合物的多用途AB2型单体:
- Stille偶联:在Pd催化下与二锡基给体单体(如双(三甲基锡基)噻吩衍生物)配对使用。
- Suzuki–Miyaura偶联:与双硼酸酯给体单体配对,适用于需要无锡条件的情况。
- 直接芳基化聚合(DAP):利用互补给体单元的C–H活化,无需预功能化的有机金属配体。
在小分子合成中,一个或两个溴原子可通过单硼化或单锡化选择性转化,以实现不对称拓展。正辛基侧链确保所得低聚物和聚合物在凝胶渗透色谱(GPC)表征及旋涂或刮涂等溶液沉积方法中保持足够的溶解性。
操作、储存与安全注意事项
作为含噻二唑杂环的卤代有机化合物,B290485的操作应遵循研究级有机试剂的标准实验室安全规程:
- 储存:在惰性气氛(氮气或氩气)下密封储存,避光、避热、防潮。建议低温储存(2–8 °C或−20 °C)以保持长期稳定性。
- 个人防护:佩戴丁腈手套、安全眼镜和实验室外套,在通风良好的通风橱中操作。
- 废弃处置:按照当地卤代有机废物法规进行处置。
注意:使用前应查阅完整的安全数据表(SDS)。该化合物的具体GHS危害分类应以Aladdin Scientific提供的现行SDS为准。
订购信息
4,7-双(5-溴-4-辛基噻吩-2-基)-5,6-二氟苯并[c][1,2,5]噻二唑可通过Aladdin Scientific以SKU B290485订购。该产品对应Lumtec/大然化学目录中的参考编号K0478。如需价格、货期及大批量采购咨询,请联系Aladdin Scientific销售团队或通过在线门户提交申请。如需分析证书(CoA)或安全数据表(SDS),可按要求提供。
常见问题
B290485适用于哪些交叉偶联反应?
B290485含有两个末端C–Br键,可兼容Stille缩聚(与二锡基共单体)、Suzuki–Miyaura偶联(与双硼酸酯共单体)以及通过C–H活化的直接芳基化聚合(DAP)。选择性单官能化也适用于不对称小分子合成。
在有机半导体单体中,为何二氟苯并噻二唑(ffBT)单元比非氟化BT更受青睐?
苯并噻二唑环上的氟化可降低LUMO能级、缩小光学带隙并将光吸收延伸至更长波长。此外,F···H、F···S和F···π非共价相互作用促进主链趋于平面构象,并在固态中实现更紧密的π–π堆积,从而提升载流子迁移率和整体器件性能。
应如何储存B290485以保持其完整性?
该化合物应在惰性气氛(氮气或氩气)下密封于小瓶中,在低温(2–8 °C或−20 °C)避光防潮条件下储存。这些条件可最大限度降低水解、氧化或脱溴的风险,从而保证纯度和反应活性。
该分子中正辛基侧链的意义是什么?
每个噻吩环4位的正辛基链提供了空间位阻保护,并赋予化合物在氯仿、氯苯、THF等常用有机溶剂中良好的溶解性。这种溶解性对于溶液相聚合、GPC表征以及旋涂和刮涂等薄膜沉积技术至关重要。
B290485与Lumtec/大然化学K0478是同一产品吗?
是的。Aladdin Scientific的SKU B290485对应Lumtec/大然化学目录中的参考编号K0478,两种编号均指同一化合物:4,7-双(5-溴-4-辛基噻吩-2-基)-5,6-二氟苯并[c][1,2,5]噻二唑。
参考文献
- Huo, L. et al. Replacing alkoxy groups with alkylthienyl groups: a feasible approach to improve the properties of photovoltaic polymers in bulk heterojunction solar cells. Angewandte Chemie International Edition, 2011.
- Li, W. et al. Efficiency of organic solar cells improved by fluorination of the donor polymer. Advanced Energy Materials, 2013.
- Lumtec / Dairan Chemical product catalogue, compound reference K0478, 4,7-Bis(5-bromo-4-octylthiophen-2-yl)-5,6-difluorobenzo[c][1,2,5]thiadiazole.
产品仅供科研与开发使用,不用于人体、动物、诊断或治疗。
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