含吩噻嗪及其衍生物的對(duì)苯撐乙烯聚合物的合成與性質(zhì)研究.pdf

1、上世紀(jì)九十年代前后，C.WTang和J.H.Burroughes在有機(jī)小分子及聚合物電致發(fā)光二極管領(lǐng)域做出了開創(chuàng)性的工作，由于聚合物電致發(fā)光材料能夠制備大面積平板或柔性顯示器件，因而備受人們關(guān)注。 吩噻嗪是一類含有富電子的氮和硫原子的芳香雜環(huán)化合物。吩噻嗪被認(rèn)為是一種非常好的能夠降低發(fā)光材料離子化電勢(shì)(ionicpotential)的結(jié)構(gòu)基元。與吩噻嗪不同的是，吩噻嗪衍生物是在吩噻嗪分子結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上將給電子的硫原子氧化為拉電子的亞

2、砜或砜基團(tuán)，此外吩噻嗪衍生物是高度非共平面的的分子，其分子構(gòu)型為蝴蝶狀。本研究希望獲得吩噻嗪衍生物的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(亞砜基團(tuán)拉電子特性和分子構(gòu)型的非共平面性)與其光電性質(zhì)的關(guān)系，進(jìn)一步利用吩噻嗪和吩噻嗪衍生物制備具有優(yōu)異電致發(fā)光性能的材料。具體工作如下： 首先，合成了一種新的雙醛類單體M3(N-正辛基-3，7-二甲?；脏玎?5-亞砜)，具體過程包括：初始原料吩噻嗪的氮原子上的親核取代烷基化；Vilsmeier雙醛化；醛基的保護(hù)；

3、硫原子氧化為亞砜；縮醛的解脫。同時(shí)，我們還以對(duì)苯二酚為初始原料合成了含苯環(huán)的雙亞磷酸酯類單體。其中每一種單體的化學(xué)結(jié)構(gòu)都經(jīng)過了核磁(1HNMR)、熔點(diǎn)(m.p.)和/或紅外(IR)的測(cè)試。而且我們從單體M3的核磁譜圖中可以確認(rèn)吩噻嗪在進(jìn)行Vilsmeie反應(yīng)時(shí)醛基的取代位置。 然后，利用Wittig-Horner反應(yīng)制備了五種同系列的共軛聚合物(P1-P5)。并利用紅外(IR)，核磁(1HNMR)對(duì)聚合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。我們還

4、將這五種聚合物作為發(fā)光材料制備了單層LED器件(ITO/polymer/Ca)。 采用紫外可見吸收(UV-vis)、熒光光譜(PL)、循環(huán)伏安法(CV)、電致發(fā)光光譜(EL)等方法表征了聚合物材料的光物理、電化學(xué)、電致發(fā)光等性質(zhì)。聚合物(P1-P5)的紫外吸收有兩個(gè)獨(dú)立的吸收峰，分別歸屬于π-π*躍遷和n-π*躍遷，另外從紫外吸收起峰波長(zhǎng)計(jì)算出的幾種聚合物的帶隙基本相同。聚合物在氯仿溶液中的熒光峰值為546-553nm，薄膜態(tài)時(shí)

5、為574-589nm。以聚合物為發(fā)光層制備的單層器件發(fā)橙紅光，其峰值波長(zhǎng)為568-576nm。聚合物P1和P5的PL和EL都很相近，這說明了雖然吩噻嗪中的硫原子氧化為亞砜，但對(duì)聚合物主鏈共軛性的影響并不明顯。而且我們還發(fā)現(xiàn)五種共聚物的UV、PL和EL光譜中的紅移現(xiàn)象，證明了在聚合物P2-P5這四種具有“供-拉電子”結(jié)構(gòu)大分子中能夠發(fā)生分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移(intramolecularchargetransfer，ICT)效應(yīng)，這種效應(yīng)導(dǎo)致聚合