以PDI為基礎(chǔ)的AcceptoR-Donor共軛芳香大環(huán)分子的合成及性能研究.pdf

1、近年來，有機(jī)光電材料在基礎(chǔ)研究和應(yīng)用方面取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，已經(jīng)成為一個(gè)較為成熟的跨學(xué)科新興領(lǐng)域。有機(jī)光電材料在光電器件方面得到了廣泛應(yīng)用，包括有機(jī)發(fā)光二極管、有機(jī)太陽能電池、有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管、有機(jī)生物化學(xué)傳感器、以及有機(jī)非線性光學(xué)材料等。
　　由于有機(jī)分子較無機(jī)材料具有密度小，價(jià)格低廉且結(jié)構(gòu)的易修飾性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，近年來在科研和工業(yè)界得到了廣泛的注意，化學(xué)家及材料學(xué)家從設(shè)計(jì)合成特殊的有機(jī)π-共軛體系出發(fā)，探索其在光電功能領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)

2、用，并以此為反饋指導(dǎo)分子設(shè)計(jì)。2008年，Jasti、Bertozzi利用順式-1，4-二甲氧基-2，5-環(huán)己二烯分子為橋梁首次成功的合成了環(huán)對(duì)苯撐類(cycloparaphenylenes，CPPs)化合物。但是CCP在可見光范圍內(nèi)沒有強(qiáng)烈的吸收，因此其在光電器件的應(yīng)用上受到限制。但這種化合物的合成方法為我們提供了一種合成環(huán)狀類化合物的策略。而這類完全共軛的兩種不同的芳香分子結(jié)合成的環(huán)狀化合物至今還沒有那個(gè)課題組合成出來過，因此，針對(duì)

3、這種情況，我們開展了以下兩個(gè)方面的研究工作。
　　利用合成CPP的方法，我們制備出了一種新型的環(huán)狀的共軛有機(jī)分子，它由兩個(gè)相同的電子給體分子和另兩個(gè)相同的電子受體分子組成，其中電子給體分子是聯(lián)噻吩，受體分子是花二酰胺衍生物。形成的大環(huán)分子具有一定尺寸的空腔，且噻吩上的硫原子朝向腔內(nèi)。利用手性的高效液相色譜成功的分離出三種立體異構(gòu)體，并研究了它們之間的互換現(xiàn)象。另外，這種獨(dú)特的環(huán)是一種黑的固體，在可見光范圍內(nèi)由明顯的光譜吸收。DFT

4、計(jì)算展現(xiàn)出了在光誘導(dǎo)下電子從聯(lián)噻吩轉(zhuǎn)導(dǎo)到花二酰胺上。
　　基于前面的研究，我們可以看出這種全新的大環(huán)分子具有獨(dú)特的光譜吸收特性，在可見光范圍內(nèi)具有較強(qiáng)的吸收，這使得這種分子在太陽能光伏器件上具有應(yīng)用的可能性。由于這種全新的共軛芳香大環(huán)分子是首次合成出。雖然我們對(duì)其空間結(jié)構(gòu)及光電特性有一定了解，但對(duì)于這類以PDI為受體，其他芳香物為給體的共軛大環(huán)分子，我們并沒有仔細(xì)研究過。為了弄清楚這類D-A型的環(huán)狀分子的成環(huán)規(guī)律、空間特性及光譜特