结构规整有序的寡聚噻吩修饰9,9'-螺二芴衍生物的光物理性质及其电化学聚合

研究了结构规整有序的寡聚噻吩修饰的9,9'-螺二芴衍生物在溶液中和在固体膜状态下的光物理性质, 发现在四氢呋喃的稀溶液中, 随着有效共轭长度的增加这些化合物的最大吸收峰和发射峰发生了明显的红移. 实验结果表明, 9,9'-螺二芴骨架中的9位螺碳原子明显地阻断了二个共轭片段的共轭效应, 使它们成为了二个独立的共轭链节. 此外, 还进一步研究了这些化合物的电化学聚合性质.     

固相合成法制备组氨酸-苯丙二肽及其自组装研究

本文以组装性能良好的苯丙氨酸二肽(FF)为母体分子,用组氨酸对其进行化学修饰,通过多肽固相合成法合成了组氨酸-苯丙二肽(HisFF)凝胶因子。合成的HisFF分子通过质谱(MS)、核磁共振(NMR)和液相色谱(HPLC)方法测试确定精确的结构和纯度。HisFF聚集体的形貌结构通过透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)观察。HisFF分子在甲苯、氯仿和乙酸乙酯溶剂中形成凝胶强度不同,TEM实验结果表明纤维强度和聚集形态影响其凝胶的强度。组氨酸-苯丙二肽在多种溶剂中,通过不同组装方法可以组装成各种各样的纳米结构。例如,HisFF在丙酮、甲醇和乙酸乙酯溶剂中可组装成纳米颗粒、纳米管和螺旋状纳米纤维;组氨酸-苯丙二肽先经HFIP溶解再通过溶剂稀释后,可得到不同直径的纳米纤维。但是在四氢呋喃、乙醇和乙腈溶剂中,两种方法组装的形貌几乎无变化。     

New π-conjugated cyanostilbene derivatives:Synthesis,characterization and aggregation-induced emission

Two novel π-conjugated cyanostilbene derivatives,FLU-CNPH and TPE-CNPH,were designed and synthesized by introducing the strong electron donor 1,4-dihydropyrro[3,2-b]indole and AIE electron donor tetraphenylethylene(TPE)to the(3',5'-bis(trifluoromethyl)-biphenyl-4-yl)-acetonitrile,respectively.Both of them were fully characterized and their AIE behaviors were investigated using fluorescence spectroscopy and FE-SEM images.Their optimized structures and frontier molecular orbitals were calculated with the DFT by using Materials Studio 7.0 software to study the relationship between the structure and properties.     

供/吸电子基团共轭桥联的双BODIPY衍生物的合成及性能

设计合成了4种对称的以不同供/吸电子基团为共轭桥、两端连接meso位苯或噻吩取代的新型氟化硼二吡咯甲川(BODIPY)衍生物;通过1H NMR,13C NMR和MS等手段对其进行了结构表征;并采用紫外吸收光谱、荧光发射光谱及循环伏安(CV)等方法研究了其光电性能.紫外光谱数据表明,BODIPY结构具有明显的特征吸收,中间的桥联基团无论是强供电子的苯并二噻吩(BDT)还是强吸电子的苯并噻二唑(BT)均不能使整个分子产生明显的分子内电子迁移(ICT).另一方面,meso位的取代基可与BODIPY核产生微弱的ICT,且meso位噻吩取代的分子比meso位苯环取代的分子表现出更强的ICT.紫外光谱数据和电化学测试结果表明,meso位噻吩取代的分子比meso位苯环取代的分子具有更低的氧化电位和更窄的能隙.     

Anthrathiadiazole Derivatives: Synthesis,Physical Properties and Two-photon Absorption

Anthrathiadiazole is a key synthon for the construction of large azaacenes, however, the attachment of different substituents onto the skeleton of anthrathiadiazole is difficult but highly desirable because it could be easy to enrich the structures of azaacenes. Here, it is demonstrated that anthrathiadiazole derivatives with −Br, −CN, and −OCH₃ groups could be easily constructed through a simple [4+2] cycloaddition reaction between a,a,a’,a’-tetrabromo-o-xylenes derivatives and benzo[c][1,2,5]thiadiazole-4,7-dione. The structures of the as-prepared compounds with different substituents were carefully characterized. Moreover, the basic physical properties of the as-prepared anthrathiadiazole derivatives were fully investigated, where the cyano-substituted derivative (BTH - CN) has the highest stability and the methoxy-substituted derivative ( BTH - OCH₃) is easy to be oxidized. Moreover, the two-photon absorption (TPA) characteristics of different anthrathiadiazoles are also studied by using the femtosecond Z-scan technique. The results show that the fused anthrathiadiazole skeletons possess large TPA cross-section values δ₂ in the range of 3000–5000 GM, where the nature, position and strength of the substituted groups have strong effect on these values.     

两个新的双二茂铁硫脲衍生物FcL1和FcL2的合成、结构及电化学性质

以二茂铁苯甲酰氯和二茂铁间(对)苯胺为原料,合成了两个新的双二茂铁硫脲衍生物FcL₁和FcL₂.通过IR,¹HNMR和元素分析等手段确定了标题化合物的结构.X射线单晶结构分析表明,FcL₁属于三斜晶系,P1空间群,R₁=0.0786,wR=0.1762.电化学分析结果表明,FcL₁和FcL₂的电化学性质相似,说明化合物中的两个二茂铁基所处的化学环境基本相同.间苯胺取代和对苯胺取代对化合物在电极表面的扩散系数影响不大,但对其反应速率常数则有较大的影响.     

柔性四硫富瓦烯(TTF)的制备、结构及自组装

具有适中氧化还原电位和良好柔韧性的平面有机电子给体是有机分子材料和自组装化学的研究基础.本文以易得的原料和简便的操作方法合成了一系列含有亚乙二氧/硫基和邻苯二巯基的不对称四硫富瓦烯（TTF）衍生物.两种取代基团的引入明显增大了TTF的氧化还原半电位,进而提高了有机电子给体的光电稳定性.与刚性TTF不同本文所设计和合成出的TTF衍生物是一类具有一定柔韧性的有机电子给体.实验证明,通过在TTF外围引入C-S键可明显增强化合物的柔韧性.在复合物（TTF4）（C₆₀）中,TTF4的中心C₂S₄平面与外围C₂S₂平面之间的二面角比中性分子的增加了5.87°,这充分说明柔韧性有机电子给体能够在自组装化学中发挥独特的作用.     

Salen型化合物的合成、表征及性质

设计合成了两种新型Salen配体H2L1(N,N?-3-二甲氧基-邻羟苯亚甲基-4,5-二甲氧基-1,2-苯二胺)、H2L2(N,N?-3-二甲氧基-邻羟苯亚甲基-4,5-二硝基-1,2-苯二胺)及相应的镍、铜、锌金属配合物ML1、ML2(M=Ni,Cu,Zn),并分别采用核磁共振(1HNMR)波谱、紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱、红外(IR)光谱、质谱(MS)和元素分析进行了表征.探究了配体及其配合物的荧光性质.研究发现,与H2L1相比,配体H2L2由于引入强的吸电子基团―NO2,其荧光强度减弱.相对于配体,锌离子的配位则导致其配合物的荧光强度增强,而镍和铜离子的嵌入则使得配合物ML1、ML2(M=Ni,Cu)荧光猝灭.对电化学性质的研究表明,CuL1的氧化还原过程为准可逆的单电子过程;与H2L2相比,配体H2L1由于引入强的给电子基团―OCH3,其溶液的导电性降低.     

基于苯并噻唑的新型双硼桥联梯形共轭骨架的合成、结构及其性质

设计合成了一个新型双硼桥联梯形分子.该有机分子拥有一个拓展的π共轭骨架结构.通过真空升华方法,得到了这个化合物的单晶.单晶X射线衍射分析表明该化合物拥有一个完全共平面的并七环梯形骨架.与每一个硼配位的米基基团可以有效地隔离发光单元,避免聚集诱导淬灭.化合物具有非常高的熔点和热分解温度,表明其拥有良好的热稳定性.电化学、光物理性质和理论计算研究表明,我们设计的双硼梯形共轭化合物在有机电子发光二级管器件中具有潜在的应用价值.因此,构筑了以该分子为发光层和电子传输层的器件,得到了不错的电致发光效果.     

以偶氮苯基团为周边取代基的锌酞菁的合成及光物理性质

合成了两种带有偶氮苯周边取代基的锌酞菁化合物,并对其进行了结构表征.与一般酞菁的吸收光谱相比,偶氮苯酞菁的UV-Vis光谱的B带吸收峰强度明显强于Q带.该类化合物在光照条件下表现出重复性较好的顺反异构化性质.Z-扫描结果表明,这类化合物的三阶非线性光学性能主要来源于酞菁的非线性折射率,且β位取代的酞菁的三阶非线性效应大于α位取代的,顺反异构对酞菁的三阶非线性光学性能的影响不大.     

自主体发光的蓝绿色磷光Ir(Ⅲ)配合物的合成及光电特性

合成了一类自主体蓝绿色磷光铱(Ⅲ)配合物(CzPhBI)₂Ir(tfmptz), (CzPhBI)₂Ir(tfmpptz)和(CzPhBI)₂Ir(fpptz)[其中CzPhBI, tfmptz, tfmpptz和fpptz分别为9-[6-(2-苯基-1-苯并咪唑基)己基]-9-咔唑、 2-(5-三氟甲基-1,2,4-三唑基)吡啶、 2-(5-[4-(三氟甲基)苯基]-1,2,3-三唑)吡啶和2-[5-(4-氟苯基)-1,2,3-三唑]吡啶]. 通过核磁共振氢谱和氟谱及元素分析确定其分子结构, 并对其光物理性能进行了研究. 利用该类配合物作为单发光层制备了器件结构为氧化铟锡(ITO)│N,N'-二苯基-N,N'-二(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺(NPB)(30 nm)│4,4'-N,N'-二咔唑基联苯(CBP)(15 nm)│Ir配合物(30 nm)│1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TBPI)(30 nm)│LiF(1 nm)│Al(100 nm)的电致发光器件, 其最大亮度为6913 cd/m², 最大发光效率达13.9 cd/A.     

卟啉修饰冠醚环的合成、性能及其自组装应用

采用金属离子为模板合成了-类由无金属或金属卟啉修饰的冠醚大分子环,并通过1HNMR、MS、紫外、荧光等方法对其进行了结构表征和性能测试.采用具有4,4,-联吡啶的客体分子与冠醚环进行组装,以荧光滴定法测定了主客体分子问的结合常数.结果表明,这种冠醚环不仅具有卟啉优异的光电性质而且能与客体分子形成了1:1的类轮烷体系.     

Synthesis, Mesogenic and Spectroscopic Properties of 2,5-Disubstituted Thiophene Derivatives

Two series of 2,5-disubstituted thiophene derivatives （series 1： 2,5-bis（p-alkoxyphenylethynyl）thiophene and series 2： 2,5-bis[p-（p-alkoxyphenylethynyl）（phenylethynyl）]thiophene） were synthesized and characterized by ^1H NMR, ^13C NMR, HRMS and elemental analysis. The relationship between the structure and the mesogenic and spectroscopic properties has been discussed. The results show that compounds 1a-1f all exhibited an enantiotropic nematic mesophase, which was confirmed by the polarized optical microscopy （POM）, differential scanning calorimeter （DSC） and variable temperature powder X-ray diffraction （PXRD）. In contrast, the extended conjugated analogues 2a-2b had no liquid crystal properties. As for the spectroscopic properties, incorporating more phenylethynyl units results in red-shifted absorption and emission spectra, greatly enhanced quantum efficiency.     

Benzimidazole Derivatives: Synthesis,Physical Properties,and n‐Type Semiconducting Properties

A series of new benzimidazole derivatives were synthesized by the solid‐state condensation and direct sublimation (SSC‐DS) method and their physical properties were investigated. The reaction yields and product stability were significantly affected by the identity of the diamine and anhydride substituents. On the other hand, the substituents of the benzimidazole ring allowed fine tuning of the emission maxima, fluorescence quantum yields, and redox potentials. The HOMO–LUMO levels were estimated by cyclic voltammetry in film on indium tin oxide (ITO) and compared with values obtained by other methods. The described benzimidazoles showed high crystallinity, which is attributed to a high planarity and interactions between carbon and heteroatoms. These compounds showed n‐type semiconducting behavior in organic field‐effect transistors (OFETs). Optimized devices for fluorinated NTCBI (naphthalene tetracarboxylic bisbenzimidazole) showed respectable electron mobilities of ～10^?2 cm² V^?1 s^?1.     

新型亲脂性菲啰啉衍生物的合成及其自组装性能

以1,10-菲啰啉为起始原料,经溴代、氧化、Suzuki偶联等反应合成了新型亲脂性菲啰啉衍生物——3,8-二(4-联苯基)-5,6-二(十二烷氧基)-1,10-菲啰啉(1),总收率11.24%,其结构经1H NMR,13C NMR和MALDITOF-MS表征。自组装性能研究结果表明,1的自组装体呈规整的微米球状结构。     

新型含N-杂环卡宾二硫化碳配体的锰铼金属双核化合物的合成、表征及电化学性质

合成了一系列含N-杂环卡宾二硫化碳加合物配体的锰铼金属有机化合物, 其中包括3种单核化合物和3种双核化合物, 对它们的结构进行了表征, 并研究其反应性和电化学性质. 与三烷基膦二硫化碳配体相比, 含N-杂环卡宾二硫化碳加合物配体的锰铼金属有机化合物展现出不同的反应特性. 研究结果表明, [MnRe(CO)₆(μ-H){μ-CH₃SC(S)IMes₂}]配合物具有催化质子还原成氢气的能力.     

N-苯甲酰胺基取代的双吲哚马来酰亚胺类化合物的合成与荧光性质研究

以琥珀酰亚胺为原料,经溴代、吲哚加成、与水合肼反应、酰基化和烷基化等反应,设计合成了6a～6c和7a～7b共5个新型N-苯甲酰胺基取代的双吲哚马来酰亚胺类化合物,其结构经IR,1H NMR和HRMS等进行了表征,并研究了该类化合物的紫外、荧光性能和热性质.研究表明,N-苯甲酰胺基取代的双吲哚马来酰亚胺类化合物的紫外吸收光谱在360～400和450～500 nm显示两个主要吸收峰,将N原子甲基化和苄基化后,紫外吸收峰波长发生红移.以化合物紫外最大吸收波长为激发波长,目标化合物的荧光发射光谱在560～620 nm有最大发射峰,7a有最大的荧光量子产率,7a在不同溶剂中随溶剂极性的增大,量子产率没有明显的变化规律,讨论了化合物的结构对荧光性能的影响.热学性质研究表明,化合物7a和7b的玻璃化转变温度(Tg)分别为116和80℃,目标化合物的分解温度接近400℃.     

Synthesis and Third‐Order Nonlinear Optical Properties of Triphenylene Derivatives Modified by Click Chemistry

A series of asymmetric triphenylene derivatives containing typical D –π–A structures is successfully synthesized by means of [2+2] cycloaddition–cycloreversion click reactions. The photophysical and electrochemical properties, as well as the click reactions, are characterized by means of UV/Vis absorption spectroscopy, cyclic voltammetry, and DFT modulations. In addition, the third‐order nonlinear properties, including the nonlinear absorption and the nonlinear susceptibilities, are investigated by using Z‐scan techniques. A typical reverse saturable absorption–saturable absorption behavior is observed for the third‐order nonlinear absorption, with the third‐order nonlinear susceptibilities of the compounds being 1.05×10^?12, ?1.50×10^?12, and ?0.52×10^?12 esu, respectively.     

含烷基柔性链的n型刚棒-线团分子的合成、表征与自组装

含多个对苯撑作为刚棒,齐聚烷基或烷氧基作为柔性链的刚棒-线团(rod-coil)分子,由于具有很强的微相分离和π-π堆积作用,可以在本体和溶液中产生有效的自组装。研究表明,刚棒嵌段的形状影响着分子排列的方式、自组装性能和微结构,因此本文设计了n型芳香嵌段、柔性链全部为烷基的n型刚棒-线团分子,通过红外光谱、NMR和MALDI-TOF-MS对其结构进行了表征,利用DSC、POM和SAXS对此化合物的自组装行为进行了研究。结果表明,含烷基柔性链的n型分子在固态时能形成双分子的层状结构。     

含咪唑基配体的Co(Ⅱ)超分子配合物的合成、晶体结构和光谱性质

采用改进的固相Wittig反应, 合成了一种新型的具有电子给受体和π共轭结构的咪唑衍生物1-{反式4-[4-(-N,N-二乙基氨基)苯乙烯基]苯}咪唑(C21H23N3, 简作L). 室温下, 将L与Co(SCN)2在甲醇中反应, 合成了配合物Co(SCN)2(C21H23N3)4. X射线单晶衍射分析结果表明, 该晶体属于三斜晶系, P1空间群, 晶胞参数a=0.931 7(3) nm, b=1.275 3(4) nm, c=1.669 1(5) nm, α= 89.521(5)°, β=84.591(5)°, γ=80.052(5)°, V=1.944 6(11) nm3, Z=1, μ=0.329 mm-1, Dc=1.234 Mg/m3, F(000)=765, R1=0.060 1, wR=0.138 1, GOF=1.030, 中心原子Co(Ⅱ)的配位数为6, 分别与来自4个L的咪唑N及2个SCN-的N配位, 形成八面体的空间构型. 配合物分子通过非典型氢键和π-π堆积作用形成三维超分子结构. 研究结果表明, 配合物具有很好的光学性质.