含苝單元的梯形共軛齊聚物及聚合物的設(shè)計(jì)與合成.pdf

1、苝酰亞胺類(lèi)化合物及其衍生物不僅具有較強(qiáng)的紫外吸收而且還具有優(yōu)良的熒光特性、熱穩(wěn)定性，苝酰亞胺的這一系列特性滿(mǎn)足了紅色電致發(fā)光材料的要求.苝酰亞胺及其衍生物作為典型的稠環(huán)芳烴類(lèi)共軛聚合物單體，在電子器件包括有機(jī)電致發(fā)光二級(jí)管（OLED）、有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管（OFET）和有機(jī)太陽(yáng)能電池（OPVC）方面引起人們的日益廣泛關(guān)注。梯形共軛聚合物是一類(lèi)重要的共軛聚合物,由于其具有較大的π-共軛體系，使得以芘和苝為單元的聚合物在新型光電材料方面有較大的

2、應(yīng)用價(jià)值。此外，苝酰亞胺類(lèi)化合物因其具有較大的摩爾消光系數(shù)，強(qiáng)的吸光能力，較大的剛性平面，合適的能級(jí)，高熒光量子產(chǎn)率，良好的光穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，使得其在有機(jī)半導(dǎo)體領(lǐng)域也具有較大應(yīng)用價(jià)值。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴以對(duì)叔丁基芘和聯(lián)硼酸頻哪醇酯為原料合成了4-硼酸酯-2,7-二叔丁基芘（B1）、4,9-二硼酸酯-2,7-二叔丁基芘（B2）,然后以苝酐為原料，合成了 N,N-二戊基-3,4,9,10-苝四羧酸亞胺，將其溴化得到單溴代N

3、,N-二戊基-3,4,9,10-苝四羧酸亞胺（B3）和1,7-二溴-N,N-二戊基-3,4,9,10-苝四羧酸亞胺（B4），然后將這四種單體用美國(guó) PE公司的微波反應(yīng)釜進(jìn)行一系列Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)及關(guān)環(huán)反應(yīng)得到四種梯形共軛齊聚物W1、W2、W3、W4，并用600M核磁、高分辨質(zhì)譜儀等方法對(duì)其分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。⑵以1,7-二溴-N,N-二戊基-3,4,9,10-苝四羧酸亞胺經(jīng)過(guò)多步反應(yīng)，最后硼酸酯化并與1,7-二溴-N,N-二戊基-3,

4、4,9,10-苝四羧酸亞胺經(jīng)過(guò)偶聯(lián)得到聚合物W。⑶W1、W2、W3、W4四種齊聚物均能溶解在常見(jiàn)的有機(jī)溶劑里，比如CH2Cl2、CHCl3、甲苯和四氫呋喃，但會(huì)隨著平面的增大，剛性增大，溶解度降低；對(duì)四種化合物進(jìn)行紫外（UV-Vis）、熒光（PL）光學(xué)性質(zhì)的測(cè)試，結(jié)果顯示不管在溶液中還是在薄膜中都會(huì)發(fā)射出很強(qiáng)的紅色熒光，并且梯形共軛齊聚物關(guān)環(huán)后的吸收峰和發(fā)射峰都產(chǎn)生了紅移現(xiàn)象(520-660 nm)；通過(guò)熱失重分析儀（TGA）、示差掃描

5、量熱計(jì)（DSC)對(duì)其四種齊聚物進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，它們的熱分解溫度都在350oC以上，表明我們合成的這四種齊聚物都具有良好的熱穩(wěn)定性，而W4的熱穩(wěn)定性相對(duì)較差；四種齊聚物有著高效的量子產(chǎn)率，并隨著平面的增大量子產(chǎn)率提高。⑷用B3LYP/6-31+G*的計(jì)算方法得出，W1的LUMO能級(jí)在-2.962 eV，HOME能級(jí)是-5.302 ev。W2的LUMO能級(jí)在-3.434 eV，HOME能級(jí)是-5.874 eV。通過(guò)一系列的表征表明與常用的電子