硼氮杂薁基[4]螺烯的设计合成及性质研究※

本工作设计合成了分别含有B—N键和C=C键的薁基[4]螺烯类分子1a/1b和2, 其中B—N键和C=C键互为等电子体. 紫外-可见吸收光谱、电化学循环伏安测试和理论计算结果表明B—N键可以调控共轭骨架的电子结构及芳香性. 单晶结构表明1a具有螺旋几何构型, 晶体中存在P和M两种对映异构体. B—N键具有部分双键性质, 硼氮六元环具有一定的芳香性. 大位阻基团2,4,6-三甲基苯基(Mes)使得1b在三氟乙酸(TFA)作用下不会发生类似于1a的脱硼化, 而是发生和2相似的可逆质子响应, B—N键对薁单元的质子响应性质无明显影响. 三配位的硼原子可以进一步和氟离子配位, 使得1a对氟离子有明显的选择性响应, 而1b则因大位阻的Mes取代基的存在对氟离子无明显的响应性. 本工作报道了新型薁基硼氮杂螺烯及全碳螺烯分子, 为薁基多环芳烃的“自下而上”合成及性质研究提供了参考.     

1,2,5,6-Naphthalenediimide-based conjugated copolymers linked by ethynyl units

Two copolymers of P1 and P2 comprising benzothiadiazole, 1,4-bis(dodecyloxy)-benzene units were synthesized by Sonogashira coupling polymerization based on ethynyl-linked 1,2,5,6-naphthalenediimide.Their thermal, optical,electrochemical as well as charge transport properties were studied. Bottom-gate top-contact organic field-effect transistors(OFETs) measurements of P1 and P2 thin films showed different charge transport behaviors. P1 displayed pure electron transport behaviors in OFETs with electron mobility up to 10~(-3 )cm~2·V~(-1)·s~(-1), while P2 exhibited hole transport features. The molecular structure analysis revealed that the structure of P1 has the acceptor-linker-acceptor′(A-L-A′) characteristic, and P2 possesses the donor-linker-acceptor(D-L-A) structure feature. The results demonstrate that different molecular structures lead them to have distinct charge transport behaviors. In particular, the first pure electron transport copolymer in OFETs based on 1,2,5,6-naphthalenediimide is achieved.     

芳基桥联的二薁二酰亚胺的设计合成及场效应晶体管性能研究

在本工作中,发展了一种新的合成策略,利用薁各位点的反应活性差异选择性地在薁的1-位进行官能团化,合成了由苯环（B）或噻吩并[3,2-b]噻吩基团（TT）桥联的二薁二酰亚胺化合物AzAzBDI-1、AzAzBDI-2和AzAzTTDI.AzAzBDI-2的单晶结构显示其具有扭曲的共轭骨架,相邻的两个分子通过分子间薁的七元环和五元环的π-π相互作用形成二聚体,二聚体与二聚体之间通过强的π-π相互作用形成滑移的一维堆积.用紫外-可见光吸收光谱和循环伏安法对三个化合物的光谱和电化学性质进行表征,计算出各分子的轨道能级和带隙.基于三个化合物的有机场效应晶体管器件（OFET）均表现出n-型主导的双极性有机半导体特性.其中AzAzTTDI表现出最优的OFET性能,其电子和空穴迁移率分别为0.087 cm²·V^－1·s^－1和8.8×10^－3 cm²·V^－1·s^－1.     

萘二酰亚胺同分异构体化合物的设计合成及其单分子导电性能研究

本文设计合成了两个4-甲硫基苯乙炔基取代的1,4,5,8-萘二酰亚胺(1,4,5,8-NDI)和1,2,5,6-萘二酰亚胺(1,2,5,6-NDI)同分异构体化合物1和2,并用紫外-可见吸收光谱、电化学等手段研究了其物理化学性质.化合物1和2结构上的差异导致其物理化学性质以及单分子器件性能表现出差异.密度泛函理论(DF...