萘二酰亚胺[3]轮烷的设计合成及发光性能研究

设计合成了以乙氧基柱[5]芳烃为环状分子,萘二酰亚胺衍生物为线性分子的[3]轮烷（[3]R和[3]R'）.其分离产率分别达到45%和62%.利用核磁氢谱和碳谱、二维旋转Overhause波谱（ROESY）以及高分辨质谱等对[3]R和[3]R'的轮烷结构进行了详细表征,并系统研究了轮烷分子的紫外吸收和荧光光谱.由于两侧大体积的乙氧基柱[5]芳烃阻止了[3]轮烷在高浓度下芳香环的过密堆积,使得[3]R和[3]R'即使在固体状态下都可以发射明亮的红色荧光.推测该轮烷分子在发光材料、光电器件等方面有潜在应用,同时本研究也对高效固体发光分子的制备提供了新思路.     

多元杂环萘二酰亚胺衍生物的合成及其场效应性能研究

杂环修饰的萘二酰亚胺(NDI)类化合物由于其独特的光电性能被研究人员广泛关注,并应用于有机场效应晶体管(OFETs)、有机太阳能电池中(OSCs)、传感器等领域。但是含有给受体单元的多元杂环萘二酰亚胺衍生物的合成并不容易,本文通过简单高效的方法设计合成了含有氮、硫原子的11个杂环类萘二酰亚胺衍生物,并通过紫外可见吸收光谱、循环伏安曲线和X射线衍射对其进行了物性研究。通过溶液旋涂法,制备了该材料的底栅底接触场效应晶体管器件,在空气中表现出p型半导体性能,当退火温度为140 ℃时性能达到最优,其空穴迁移率为0.2 cm_²?V_^-1?s_^-1。     

含硒杂环萘二酰亚胺衍生物的合成及其场效应性能研究

萘二酰亚胺(NDI)类化合物由于其较好的平面性和较强的接受电子能力,被广泛应用于有机场效应晶体管(OFETs)和有机太阳能电池中(OSCs).然而,高迁移率的n型和双极性NDI类半导体材料较少.基于此,本文设计合成了核位硒杂环修饰的NDI衍生物,通过引入1,2-二硒苯和1,2-二硒萘基团,对其能级进行了有效的调控,获得...     

萘二酰亚胺类锂离子电池有机正极材料的合成及储能机理研究

有机电极材料由于其高比容量、结构灵活和环境友好等优点逐渐成为研究的热点。通过在萘二酰亚胺（NDI）核位扩展吡嗪基团,我们合成了一种新型的多电子反应有机电极材料NDI-N,该分子具有良好的晶型以及电化学稳定性。电化学测试表明该分子的初始放电比容量达到155 mAh g-1,以0.2C的电流密度循环500圈之后仍有97%的容量保持率,非原位氢谱核磁测试和理论计算等研究发现NDI-N和锂离子的反应首先发生在吡嗪结构单元的C=N双键上,其次发生在NDI结构的C=O双键上,这一机理的阐明为NDI核位扩展的多电子有机电极材料研究提供了一种可行方案。     

二萘嵌苯二酰亚胺衍生物的半导体性质

应用密度泛函理论研究了四种二萘嵌苯二酰亚胺(PDI)(N,N'-二萘嵌苯-3,4,9,10-四羧酸二酰亚胺(1), N,N'-二(3-氯苯甲基)二萘嵌苯-3,4,9,10-四羧酸二酰亚胺(2), N,N'-二(3-氟苯甲基)二萘嵌苯-3,4,9,10-四羧酸二酰亚胺(3)和N,N'-二(3,3-二氟苯甲基)二萘嵌苯-3,4,9,10-四羧酸二酰亚胺(4))半导体材料的最高占据轨道和最低未占据轨道能量、离子化能和电子亲和能以及在电荷传导过程中的重组能. 与化合物2-4的最高占据轨道和最低未占据轨道能量变化相同, 在PDI分子外围引入氯苯甲基或氟苯甲基后导致化合物2-4的绝热电子亲和能有不同程度的增加. 应用Marcus电子传导理论, 计算了这四种半导体材料应用于有机场效应晶体管在电子传递过程中的电子耦合和迁移率. 计算结果表明:这四种化合物相对于金属金电极而言具有较小的电子注入势垒, 是优良的n型半导体材料. 计算的这四种半导体材料的电子传输迁移率分别为5.39, 0.59, 0.023和0.17 cm2·V-1·s-1. 通过研究化合物分子在还原过程中几何结构变化和在化合物3晶体中不同类型的电子传递路径, 合理地解释了化合物1-4在有机场效应晶体管电荷迁移过程中具有较高的电子迁移率.     

基于萘二酰亚胺衍生物的给受体共晶的分子自组装和荧光变化

由两种或两种以上不同组分通过π-π相互作用、电荷转移和氢/卤键等非共价相互作用形成的有机共晶体,因其在有机光电子领域中的应用而受到广泛关注.本文通过溶液共结晶的方法制备了三种电荷转移共晶体,以晕苯和芘作为给体,萘二酰亚胺衍生物N,N'-二甲基-1,4,5,8-萘四甲酸二酰亚胺(N,N'-dimethyl-1,4,5,8...     

基于萘二酰亚胺受体单元的n-型聚合物受体材料在光电领域的研究进展

近年来,n-型聚合物受体材料逐步在有机光电器件领域,尤其是全聚物太阳能电池领域,得到了广泛的研究。目前,报道较多的具有高的电荷迁移率和电子亲合性的n-型聚合物主要是基于萘二酰亚胺(NDI)的n-型聚合物受体材料,这类基于NDI的n-型聚合物材料表现出比富勒烯衍生物受体材料更好的热/机械性能及太阳光吸收,同时可以灵活的调节包括光学性能、电子结构、结晶性、溶解性和电荷传输等不同的内在特性从而提高器件的性能。本文根据聚合物结构组成的不同,归纳了近年来基于萘二酰亚胺的D-A聚合物受体材料的研究进展,详细描述了其相对应的给体材料和器件结构及后处理条件对器件性能的影响。同时,总结评述了针对基于萘二酰亚胺的D-A聚合物作为受体材料的全聚物太阳能电池器件工艺条件,最后展望了基于萘二酰亚胺的D-A聚合物应用在全聚物太阳能电池领域的发展前景。     

苝四羧酸二酰亚胺衍生物的合成及其性能研究

以苝四羧酸二酐为原料,设计并合成了3个苝四羧酸二酰亚胺类化合物[1,7-二溴-3,4,9,10-苝四酸酐(1), N,N′-二(十二烷基)-1,7-二溴-3,4,9,10-苝四羧酸二酰亚胺(2)和N,N′-二(十二烷基)-1,7-二对叔丁基苯氧基-3,4,9,10-苝四羧酸二酰亚胺(3)],其结构经1H NMR和MS表征.用循环伏安法和热分析法研究了2和3的电化学性质和热学性质.结果表明:2和3的氧化电位分别为931.6 mV, 170.1 mV,还原电位分别为-1 028 mV, -1 941 mV;2和3具有高的分解温度(>300 ℃),有良好的热稳定性.     

苝二酰亚胺/聚噻吩复合膜的光电性能研究

在有机光电材料领域,光稳定性好、光谱吸收范围宽、光电转换效率高的材料是研究工作者不断追求的目标．近年来,导电聚合物研究的不断进展使得开发低成本太阳电池成为可能．共轭导电高分子材料由于在一定程度上同时具有聚合物的柔韧性和可加工性、以及无机半导体特性或金属导电性,因而具有巨大的潜在商业应用价值．     

N-羟基丁二酰亚胺的合成

N 羟基丁二酰亚胺是一种重要的有机中间体 ,可用于多肽合成中的外消旋抑制剂[1 ] 和一些抗菌素的合成 ,也可用于制备活性酯[1～ 3] 。近年来在生物活性分子的合成[4] 及乙烯型聚合物的分子量控制[5]上也获得了广泛的应用。N 羟基丁二酰亚胺的合成早已有报道[6] ,但收率较低。Hoppe Seyler′s[7] 以水和二氧六环作为丁二酸酐与羟胺反应的混合溶剂 ,加热环合脱水 ,然后用乙酸乙酯反复提取 ,虽可得到75 %收率 ,但产物中往往混有 5 %～ 1 0 %的丁二酸难以除去 ,若要获得商品级产物 ,后处理过程复杂 ,且要损失 1 5 %～ 2 0 %的产物[8] 。Cherut…     

基于侧链为烷基硫苯的萘二酰亚胺单元的新型聚合物受体的合成及其光电性能

以N-（4-巯基苯基）乙酰胺、7-（溴甲基）十五烷和二溴萘二羧酸酐为原料合成了侧链为烷基硫苯的萘二酰亚胺（NDI）衍生物,将其作为受体单元,硒吩衍生物为给体单元,合成了基于NDI的新型聚合物受体(PNDI PSHD),同时合成了基于苯并二噻吩的D-A型共聚物PBDT(T) TPD作为给体材料,将聚合物给体、受体混合制备聚合物太阳能器件。聚合物的结构和光电性能经¹H NMR、 GPC、 UV、 CV和荧光发射光谱表征,并测试了器件的光伏性能。结果表明：给受体聚合物均具有较高的相对分子量,在太阳光范围具有强而宽的吸收,同时具有相对较低的最高电子占用轨道（HOMO）和最低电子未占用轨道（LUMO）能级,给受体聚合物混合后引起荧光猝灭,器件的能量转换效率（PCE）达到0.72%。     

聚(对苯醌二亚胺-萘)和聚(对苯醌二亚胺-蒽)的合成及其性能研究

采用镍(Ⅱ)催化剂1,3-双(二苯基膦)丙烷二氯化镍(Ⅱ)的催化下,制备出了聚(对苯醌二亚胺-萘)和聚(对苯醌二亚胺-蒽)两种新型共聚物并及其进行了性能对比研究.采用FT-IR,UV-Vis,CV,XRD和TG等方法对其进行表征.结果表明:合成的两种共聚物在三氟乙酸(TFA)溶液中,紫外可见吸收光谱的吸收波长分别为52...     

桥位二级胺基取代的苝二酰亚胺的合成及其能级结构研究

通过简易的乌尔曼反应, 合成出了一系列桥位二级胺基取代的苝二酰亚胺衍生物2a～2d, 并对其能级结构进行了表征. 紫外-可见光吸收光谱表明, 桥位经过二级胺基取代后苝二酰亚胺的带隙变窄, 最大吸收峰出现了100 nm以上的红移, 从而使吸收范围覆盖到了近红外区. 循环伏安测试表明, 桥位经过二级胺基取代后的苝二酰亚胺同时呈现出可逆的还原峰和氧化峰, HOMO能级大幅上升, 具有双极性半导体特性. 初步探讨了桥位吗啡啉基团取代的苝二酰亚胺2d在有机光伏器件中的应用, 证明其既可以用作电子受体, 也可以用作电子给体.     

N-芳基马来海枞酸单甲酯二酰亚胺位阻异构化反应及其动力学特性

在合成松香基手性试剂(4a~4f)的过程中,首次发现N-(1-萘基)-马来海枞酸二酰亚胺(4f)的位阻异构现象,而与其结构类似的N-苯基-马来海枞酸二酰亚胺(4a)、N-(2-羧基苯基)-甲酯化马来海松酸二酰亚胺(4b)、N-(2-硝基苯基)-甲酯化马来海松酸二酰亚胺(4c)、N-(2-氯苯基)-甲酯化马来海松酸二酰亚胺(4d)和N-[1-(2-氨基)-苯基]-甲酯化马来海松酸二酰亚胺(4e)则没有该位阻异构现象.化合物4a~4f的结构通过核磁共振、质谱和红外光谱等方法进行了表征.采用变温条件下的1H NMR谱图研究了化合物4f的位阻异构化动力学特性.     

萘酰亚胺类荧光分子探针的研究进展

荧光分子探针作为一种有效的金属离子检测手段,不仅使用方便,而且具有高灵敏度,高选择性等突出的优点.作者综述了萘酰亚胺类荧光分子探针的最新研究进展;指出萘酰亚胺化合物具有独特的荧光化学性质(如荧光量子产率高、荧光发射波长适中、斯托克斯位移大、光稳定性好、结构易于修饰等),因此被广泛应用于荧光探针研究领域,并且在合成、离子识别、检测及细胞成像等方面不断取得新的应用.     

二氯马来酰亚胺有机锡化合物的合成和结构表征

合成了１４个１－三羟锡基－３，４－二氯马来酰亚胺有机锡化合物，研究了它们的核磁共振谱（＾１Ｈ，＾１３Ｃ，＾１１９Ｓｎ），外光谱质谱，并且得出，锡原子上的烃基对化合物的生物活性有很大的影响。     

N-羟乙基-1,8-萘二酰亚胺探针与核苷间电子转移的激光闪光光解研究

核酸与核酸前体参与的电子转移(ET)作用能够直接或间接导致核酸主链和碱基侧链的断裂,因此对核酸碱基光动态损害机理的深入研究具有重要的理论和实际意义．其中,核酸荧光探针逐渐成为研究生物分子的主要技术之一,借助于时间分辨的瞬态吸收光谱技术,检测荧光探针激发态物种及其与核酸之间发生电子转移作用而产生的活性中间体,能够深入了解光断裂反应的最初步骤,揭示核酸断裂电子转移反应的微观机理．     

用于检测单硫醇和二硫醇化合物：芘-马来酰亚胺二元化合物

本文设计、合成了芘-马来酰亚胺二元化合物1。化合物1可以选择性的检测溶液体系中的半胱氨酸，而且还可以与二硫醇类化合物反应，并发现与二硫醇反应产生特征的芘的激基复合物的发射峰。因此，应用化合物1通过荧光信号的不同可以区分单硫醇和二硫醇化合物。     

新型萘酰亚胺类衍生物的合成及发光性能的研究

以二芳胺和4-溴-1,8-萘酰亚胺体系为原料, 经CuI/18-crown-6/K₂CO₃和Pd(OAc)₂/P(t-Bu)₃/NaOt-Bu两种不同反应催化制备了一系列萘酰亚胺衍生物, 经NMR, MS, 元素分析等表征了其结构, 并用UV-vis和PL (photoluminescence)测定了此类化合物的发光性能.     

基于吡咯并吡咯二酮核心的苝二酰亚胺类受体分子的合成及光伏性能

苝二酰亚胺类小分子由于其固有的强分子聚集特性,导致活性层形貌难于调控,器件效率相对于近年来报道的受体-给体-受体型稠环小分子受体一直处于劣势.针对这一关键问题,我们设计并合成了三个以吡咯并吡咯二酮为中心核的双臂型和四臂型苝二酰亚胺类小分子受体.其中,c-PDI2和nc-PDI2两个双臂型分子分别将两个苝二酰亚胺臂置于吡咯并吡咯二酮核心骨架的碳取代位和氮取代位;四臂型PDI4是将四个苝二酰亚胺臂置于吡咯并吡咯二酮核心骨架的四个取代位.通过对三个受体小分子的光谱吸收、能级水平、薄膜形貌以及光伏性能的详细研究,发现三个受体小分子都拥有扭曲的分子结构并由此带来无定形薄膜形貌,表明其分子聚集趋势得到了有效的抑制.相对于双臂型受体分子,四臂型PDI4具有更强的光吸收能力和电子传输性能,从而获得了8.45%的最高光电转换效率,是c-PDI2器件效率的2倍和nc-PDI2器件效率的1.5倍.