氫化六氮雜并五苯和芘類有機(jī)半導(dǎo)體材料的設(shè)計(jì)與合成.pdf

1、有機(jī)半導(dǎo)體材料相對(duì)于無機(jī)半導(dǎo)體材料而言，具有可化學(xué)調(diào)控、易制備等優(yōu)點(diǎn)。有機(jī)半導(dǎo)體材料在輕便、柔性的有機(jī)光電器件中顯示出光明的應(yīng)用前景，引起了人們的廣泛研究，并取得了突破性的發(fā)展。主要表現(xiàn)在具有優(yōu)異性能的有機(jī)半導(dǎo)體分子骨架不斷豐富、器件制備工藝不斷完善等方面。但是目前仍然存在一些挑戰(zhàn)，如具有良好空氣穩(wěn)定性、高性能的有機(jī)半導(dǎo)體材料還不是很多，而且對(duì)材料結(jié)構(gòu)-性質(zhì)的關(guān)系的研究還不夠深入。因此，設(shè)計(jì)合成新型的有機(jī)共軛骨架對(duì)理解結(jié)構(gòu)-性質(zhì)關(guān)系有著

2、重要的意義。
　　在本論文中，我們主要致力于新型、穩(wěn)定的稠環(huán)并苯有機(jī)半導(dǎo)體材料的設(shè)計(jì)與合成。設(shè)計(jì)合成了一種新型的、穩(wěn)定的六氮雜并五苯骨架，深入研究了該化合物的物理化學(xué)性質(zhì)；同時(shí)，設(shè)計(jì)合成了具有二維結(jié)構(gòu)的芘和苝二酰亞胺衍生物。具體包括以下幾個(gè)部分：
　　1.合成了新型的氫化六氮雜并五苯（Dihydro-1,5,8,12,14-hexaazapentacene,DHHAP）化合物，并研究了其互變異構(gòu)、加酸變色效應(yīng)和芳香性。采用無

3、溶劑的固-固加熱反應(yīng)，制備了含有吡啶和吡嗪環(huán)的DHHAP化合物。紫外吸收光譜和核磁共振氫譜研究表明DHHAP在極性溶液中存在benzenoid和quinonoid兩種異構(gòu)體，在酸性介質(zhì)中會(huì)發(fā)生benzenoid構(gòu)型向quinonoid構(gòu)型的轉(zhuǎn)變，并存在兩種質(zhì)子化的醌式結(jié)構(gòu)[DHHAP-q]H22+。DHHAP分子具有很好的穩(wěn)定性，密度泛函理論計(jì)算，包括氫化能、核獨(dú)立化學(xué)位移和各向同性磁感應(yīng)電流密度，表明具有4nπ電子體系的DHHAP化合

4、物具有“全局域芳香性”，因此具有良好的穩(wěn)定性。為了提高DHHAP化合物的溶解性，設(shè)計(jì)了6,13-雙（三異丙基硅基乙炔基）-1,5,7,8,12,14-六氮雜并五苯(TIPS-HAP)骨架，對(duì)兩條合成路線進(jìn)行了探索。
　　2．設(shè)計(jì)了具有二維結(jié)構(gòu)的芘和苝二酰亞胺類化合物。采用簡潔的Suzuki偶聯(lián)、分子內(nèi)合環(huán)方法，制備了2,9-二叔丁基二苯并[fg,op]并四苯化合物。對(duì)Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)條件進(jìn)行了優(yōu)化探索，并成功合成了2,9-二叔