含吩噻嗪及其衍生物的對苯撐乙烯聚合物的合成與性質研究.pdf

1、上世紀九十年代前后，C.WTang和J.H.Burroughes在有機小分子及聚合物電致發(fā)光二極管領域做出了開創(chuàng)性的工作，由于聚合物電致發(fā)光材料能夠制備大面積平板或柔性顯示器件，因而備受人們關注。 吩噻嗪是一類含有富電子的氮和硫原子的芳香雜環(huán)化合物。吩噻嗪被認為是一種非常好的能夠降低發(fā)光材料離子化電勢(ionicpotential)的結構基元。與吩噻嗪不同的是，吩噻嗪衍生物是在吩噻嗪分子結構基礎上將給電子的硫原子氧化為拉電子的亞

2、砜或砜基團，此外吩噻嗪衍生物是高度非共平面的的分子，其分子構型為蝴蝶狀。本研究希望獲得吩噻嗪衍生物的分子結構特點(亞砜基團拉電子特性和分子構型的非共平面性)與其光電性質的關系，進一步利用吩噻嗪和吩噻嗪衍生物制備具有優(yōu)異電致發(fā)光性能的材料。具體工作如下： 首先，合成了一種新的雙醛類單體M3(N-正辛基-3，7-二甲酰基吩噻嗪-5-亞砜)，具體過程包括：初始原料吩噻嗪的氮原子上的親核取代烷基化；Vilsmeier雙醛化；醛基的保護；

3、硫原子氧化為亞砜；縮醛的解脫。同時，我們還以對苯二酚為初始原料合成了含苯環(huán)的雙亞磷酸酯類單體。其中每一種單體的化學結構都經過了核磁(1HNMR)、熔點(m.p.)和/或紅外(IR)的測試。而且我們從單體M3的核磁譜圖中可以確認吩噻嗪在進行Vilsmeie反應時醛基的取代位置。 然后，利用Wittig-Horner反應制備了五種同系列的共軛聚合物(P1-P5)。并利用紅外(IR)，核磁(1HNMR)對聚合物的結構進行了表征。我們還

4、將這五種聚合物作為發(fā)光材料制備了單層LED器件(ITO/polymer/Ca)。 采用紫外可見吸收(UV-vis)、熒光光譜(PL)、循環(huán)伏安法(CV)、電致發(fā)光光譜(EL)等方法表征了聚合物材料的光物理、電化學、電致發(fā)光等性質。聚合物(P1-P5)的紫外吸收有兩個獨立的吸收峰，分別歸屬于π-π*躍遷和n-π*躍遷，另外從紫外吸收起峰波長計算出的幾種聚合物的帶隙基本相同。聚合物在氯仿溶液中的熒光峰值為546-553nm，薄膜態(tài)時

5、為574-589nm。以聚合物為發(fā)光層制備的單層器件發(fā)橙紅光，其峰值波長為568-576nm。聚合物P1和P5的PL和EL都很相近，這說明了雖然吩噻嗪中的硫原子氧化為亞砜，但對聚合物主鏈共軛性的影響并不明顯。而且我們還發(fā)現(xiàn)五種共聚物的UV、PL和EL光譜中的紅移現(xiàn)象，證明了在聚合物P2-P5這四種具有“供-拉電子”結構大分子中能夠發(fā)生分子內電荷轉移(intramolecularchargetransfer，ICT)效應，這種效應導致聚合