砜基取代芳香稠環(huán)酰亞胺設(shè)計合成與光電性質(zhì)研究.pdf

1、多萘嵌苯酰亞胺具有優(yōu)異的光、熱、化學(xué)穩(wěn)定性,高的摩爾吸光系數(shù)和熒光量子產(chǎn)率,是一類極具發(fā)展前景的有機光電材料。但是,分子內(nèi)大的π-π共軛體系使其更容易形成聚集體。隨著長軸方向π-π共軛體系的增長,在酰亞胺部位進行的修飾,對其溶解性的改善作用較小。
　　本文通過向苝酰亞胺(Perylene diimide,PDI)和三萘嵌二苯酰亞胺(Terrylene diimide,TDI)的海灣部位分別引入砜基團,得到了兩種砜基取代的芳香稠環(huán)酰

2、亞胺化合物(PDI-F和TDI-F)。其中TDI-F的吸收光譜在近紅外區(qū)域內(nèi),具有高摩爾吸光系數(shù)、高熒光量子產(chǎn)率和較好的光穩(wěn)定性。因而我們對TDI-F進行進一步修飾,在砜取代基末端引入支化的聚乙二醇鏈段(PEG),得到水溶性的PEG-TDI化合物。具體研究內(nèi)容如下:
　　1、通過在PDI和TDI的海灣部位引入砜取代基,得到了兩種砜基取代的芳香稠環(huán)酰亞胺化合物,并與氧醚基取代的芳香稠環(huán)酰亞胺(PDI-O、TDI-O)對比,對其光電性

3、質(zhì)進行了一系列測試。在芳香稠環(huán)酰亞胺的海灣部位引入氧醚、硫醚、砜取代基后,化合物的吸收峰均發(fā)生紅移。PDI-O仍有很高的熒光量子產(chǎn)率,但是氧醚取代的TDI化合物熒光量子產(chǎn)率降低至23％。而砜基取代的PDI和TDI均有很高的熒光量子產(chǎn)率,在0.6附近到1之間。另外,TDI-F的光穩(wěn)定性也較好,在長達55min的強光照射的條件下(功率為453mW),熒光量子產(chǎn)率仍高達0.8以上。此外,考察了幾種化合物的電化學(xué)性質(zhì),循環(huán)伏安曲線表明,在海灣部

4、位引入砜基后,最低占有軌道(LUMO)能級降低至-4.14V和-4.37V。
　　2、在TDI的海灣部位引入砜基,將0代、1代PEG短鏈接到取代基末端,獲得了8-PEG-TDI和16-PEG-TDI,并對其聚集行為進行了研究。隨著PEG鏈的引入,實現(xiàn)了化合物的水溶性,其中16-PEG-TDI在水中的溶解度高達24mg/mL。但化合物在水中仍然以聚集態(tài)存在,導(dǎo)致熒光淬滅,熒光量子產(chǎn)率下降。通過測定兩種化合物在不同配比的DMSO:H2