新型雜稠環(huán)化合物的合成、光電性能和自組裝研究.pdf

1、稠環(huán)結(jié)構(gòu)的梯形π-共軛體系由于具有穩(wěn)定的并環(huán)分子骨架,有效地擴展了整個分子的共軛效應(yīng),在有機光電材料方面有巨大的應(yīng)用價值。本論文合成并表征了兩類新型稠環(huán)化合物,包括硅雜并五噻吩和磷雜并五噻吩及其衍生物,并詳細研究了硅雜并五噻吩和磷雜并五噻吩的光電性能。另外,對磷雜并五噻吩衍生物在不同環(huán)境下的自組裝行為進行了系統(tǒng)的研究,得到了系列創(chuàng)新性結(jié)果。主要內(nèi)容包括以下幾個方面:(1)合成并表征了一系列硅雜并五噻吩(Si-PTA)(化合物7和8)。通

2、過對化合物7a和化合物8單晶結(jié)構(gòu)的研究,發(fā)現(xiàn)此類化合物具有較強的剛性平面且分子與分子之間形成了面-面堆積結(jié)構(gòu),而且烷基鏈的長短大大地影響了分子堆積,含較短烷基鏈的化合物8具有較短的分子面之間的距離(3.66(A)),而含較長烷基鏈的化合物7a具有較長的分子面之間的距離(7.99(A))。同時,得到的光譜試驗和電化學(xué)試驗也能與其單晶結(jié)構(gòu)很好地吻合。此外,通過光學(xué)和電化學(xué)測試還發(fā)現(xiàn),在并五噻吩中插入Si原子后,形成σ*-π*共軛,使得HOM

3、O軌道能級發(fā)生了較大的變化。
　　 (2)合成并表征了磷雜并五噻吩(PO-PTA)(化合物3)。通過對化合物3’a單晶結(jié)構(gòu)的研究,發(fā)現(xiàn)此類化合物也是通過平面共軛體系形成π-π堆積,其中面-面之間的距離為3.63(A)。通過光學(xué)和電化學(xué)測試,發(fā)現(xiàn)梯形化合物中的氧化態(tài)P原子可以有效調(diào)節(jié)π共軛體系的電子性能。研究發(fā)現(xiàn),通過引入長烷基鏈后得到的磷雜并五噻吩(PO-PTA)衍生物能自組裝成不同超分子結(jié)構(gòu)的纖維和單層形態(tài),更有趣的是,纖維能