具有新結(jié)構(gòu)的苝衍生物的合成及研究.pdf

1、電子給體-電子受體(Donor-Acceptor)有機分子在光電材料方面的研究進展,并且根據(jù)大量有機光電材料領(lǐng)域相關(guān)文獻的閱讀,總結(jié)了這一領(lǐng)域目前所遇到的瓶頸:(1)大多有機光電材料對于太陽光的吸收只能在有限的范圍。由于不能夠充分的吸收太陽光,有機光電材料所能轉(zhuǎn)化的能量也就很低。(2)光電轉(zhuǎn)化過程中,由于電子的激發(fā)、傳輸和接受都意味著氧化和還原過程,這樣容易導致有機化合物結(jié)構(gòu)和性能的改變。(3)對于大多數(shù)的有機化合物來說,由于其結(jié)構(gòu)的規(guī)

2、整度不高,電子在化合物中傳導時容易發(fā)散或被空穴撲捉,這就導致電子遷移率的低下。
　　 由于擁有良好的電子傳輸特性,3,4,9,10-苝四羧基二酰亞胺是一類具有高耐熱性典型的n型有機半導體材料,并且它們已經(jīng)被證實了具有合成超分子和巨分子體系的潛能。因此,通過有機合成方法對苝酰亞胺改性從而改善其化學和物理特性,已經(jīng)引起人們越來越多的關(guān)注。對苝酰亞胺改性主要有兩個方法:在亞胺胺基或苝環(huán)的港灣位置改性。我們以3,4,9,10-苝四羧酸二

3、酐為原料,通過苝環(huán)的親核取代合成了1,6,7,12-四溴-3,4,9,10-苝四羧酸二酐,再與異辛胺反應合成了可溶于有機溶劑的N,N-二異辛基-1,6,7,12-四溴-3,4,9,10-花四羧基二酰亞胺。隨后以N,N-二異辛基-1,6,7,12-四溴-3,4,9,10-苝四羧基二酰亞胺為單體,通過Stille偶合在苝環(huán)的港灣位將N,N-二異辛基-1,6,7,12-四溴-3,4,9,10-苝四羧基二酰亞胺鏈接起來形成具有帶狀結(jié)構(gòu)的大π共軛

4、的聚合物。通過FI-IR,NMR等手段證實了其結(jié)構(gòu),并使用紫外-可見吸收光譜,發(fā)射光譜等手段研究了它的光學性能。
　　 我們還研究了Stille偶合反應過程中,反應時間和催化劑的量對產(chǎn)物的分子量的影響。通過一系列的實驗,確認反應時間為72小時,催化劑用量為52μmol時,聚合物聚合度較為合適。對這些實驗產(chǎn)物進行GPC檢測發(fā)現(xiàn),偶合形成的聚合物的聚合度不高,其因為是由于聚合物近平面的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生很大的張力。
　　 目標聚合物中

5、含有大量的苝環(huán)結(jié)構(gòu),這有利于分子間的堆積,從而使得電子在分子間的遷移更加容易,而且由于大π共軛結(jié)構(gòu)的存在,使得少量電子的得失對于聚合物的結(jié)構(gòu)與性能的影響很小。并且通過紫外-可見光譜的分析發(fā)現(xiàn),目標化合物能吸收波長在300nm-750nm(即太陽光主要分布的波段)的光。這些數(shù)據(jù)表明化合物具有成為n型電子傳輸有機材料的潛在能力。
　　 通過三種不同的方法合成了三種花酰亞胺橋聯(lián)硅氧烷。分析比較了這三種方法,發(fā)現(xiàn)丙酸溶劑法得到單體品質(zhì)較