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.     

可溶性苝四羧酸二酰亚胺发光材料的合成及表征

以苝四酸酐为原料合成了1,7-二溴-3,4,9,10-苝四酸酐(PeryBr₂)、N,N′-二(十二烷基)-1,7-二溴-3,4,9,10-苝四羧酸二酰亚胺(DD-PeryBr₂)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(DD-PeryBp₂) 3种苝四羧酸二酰亚胺类化合物,并对其结构和性能利用紫外-可见吸收光谱、傅立叶红外光谱、核磁共振、质谱、热分析和荧光光谱测试技术进行了表征和测试。 结果表明,DD-PeryBp₂能很好的溶于甲苯、氯仿、四氢呋喃等常用有机溶剂。 紫外可见最大吸收波长和荧光最大发射波长分别为548和576 nm。 DD-PeryBp₂具有很好的热稳定性,质量损失5%时的温度为433 ℃。     

电照相用苝四羧酸二酰亚胺系有机光导材料

苝四梭酸二酞亚胺系(PTCDI)化合物具有较强的荧光性能和光稳定性.是一类非常适合作为光电转化材料的有机化合物.目前,该化合物的应用已涉及到太阳能转化材料、电子照像用材料、液晶材料等领域^[1,2],象酞菁、方酸类化合物一样^[3,4],目前国际上已有以苝类化合物制备的有机光导鼓(OPC),但对这类化合物的研究,仅局限在少数几个化合物上,搞清结构与性能之间的关系,对苝类化合物作为光导材料的应用,就显得尤为重要.     

可溶性的含羧基苝酰亚胺类化合物的合成及其光谱性质研究

本文主要以酐(1)为起始物,通过在环母体结构的1、6、7、12位上引入苯氧基和对甲基苯氧基合成了另外两种酐化合物(2a和2b);所得到的酐化合物与6-氨基已酸进行反应,合成了3种可溶性的含有羧基的酰亚胺化合物(3a、3b和3c),使用红外、紫外、荧光、¹H-NMR,元素分析对所合成的化合物进行了表征.经研究发现,环母体结构的1、6、7、12位上苯氧基和对甲基苯氧基的引入,能使得所合成的含羧基酰亚胺类化合物的最大吸收波长分别红移了44.1 nm和50.1 nm;Stokes位移变大,分别为34.1 nm和30.0 nm;而荧光量子产率有所降低但下降趋势不明显.     

苝四羧酸二酰亚胺系有机光导材料的光敏性与结构的关系研究

用AM1和CNDO方法优化得PTCAs可能存在的稳定结构.对比晶体结构发现化合物3-5晶体中以成键能较高的共面结构存在,该结构有利于形成分子的紧密堆积.最小二乘法拟合结果表明单取代化合物的光敏性与分子激发跃迁能(△E_L-H)存在定量构效关系(QSPR),r＞0.95;双取代化合物的光敏性与从CGL到CTL的空穴注入效率(△E_T-G)存在QSPR,r＞0.97.表明光电转换两个过程在不同类型PTCAs的光敏性产生过程中占据的作用不同:分子激发难易是影响单取代化合物光敏性的主要因素;而空穴注入效率是影响双取代化合物光敏性的主要因素.     

新型酞菁-苝分子异质结的合成及其光伏性能研究

通过酰胺键将酞菁(电子给体单元)和苝二酰亚胺(电子受体单元)偶联,合成了新型的酞菁-苝分子异质结,其在二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃等常用溶剂中有较好的溶解度.紫外光谱分析表明其吸收光谱是酞菁和苝二酰亚胺信号的叠加,出现在300～780 nm之间.该分子摩尔消光系数高达105L mol-1 cm-1数量级,说明具有较宽的太阳光谱覆盖范围和很高的吸光系数.基于这些良好的光谱响应特性,制备了以该分子与[6,6]-苯基-C61-丁酸酸甲酯(PC61BM)为光活性层的有机太阳能电池(OSCs),该电池器件结构为ITO/聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)/酞菁-苝给受体分子:PC61BM/Ca/Al,光电转换效率(PCE)为0.009%,对应的开路电压(Voc)为0.472 V,短路电流(Jsc)为0.104 mA/cm2,填充因子(FF)为0.18.     

响应范围可调的pH荧光传感器的构建及其性能研究

合成并表征了化合物N,N'-二谷氨酸铵盐-3,4,9,10-苝四羧酸二酰亚胺(PTCDG).此化合物水溶性好,荧光量子产率高.基于此,设计了一组新颖的响应范围可调的pH荧光传感器.PTCDG与顺磁性的Fe3+可按1∶1络合,络合常数为6.5×105,考察了其它金属离子的影响,表明PTCDG对Fe3+有良好的选择性.PTCDG与Fe3+结合后,由于PET效应,荧光猝灭,伴随pH值增大,Fe3+与OH-形成Fe(OH)3,从体系中沉淀出来,荧光团被释放,从而荧光恢复.在不同的Fe3+的良好配体存在条件下,形成Fe(OH)3的pH范围向碱性方向移动.PTCDG,PTCDG/Fe3+,PTCDG/Fe3+/三乙胺,PTCDG/Fe3+/吡啶、PTCDG/Fe3+/邻菲罗啉的响应范围分别为4.0～6.0,5.0～10,5.0～7.0,6.0～8.0和7.0～9.0,涵盖了pH值4.0～10的区间,实现了响应范围的可调.考察了内在的干扰物对该传感器的效能的影响,探讨了此体系的荧光传感机理.此传感器具有很多优异的性能,响应的范围可调且近中性,荧光和颜色变化明显,响应快,具有较高的灵敏性.     

新型苝酰亚胺衍生物的合成及其光学性能

以3,4,9,10-苝四酸二酐为原料,设计并合成了三个新型的苝酰亚胺衍生物———N,N’-二(1-戊基己基)-3,4,9,10-苝四羧酸二酰亚胺,N,N’-二(1-戊基己基)-1,6,7,12-四(对叔丁基苯氧基)-3,4,9,10-苝四羧酸二酰亚胺和N,N’-二(4-六氟异丙醇基苯基)-1,6,7,12-四(对叔丁基苯氧基)-3,4,9,10-苝四羧酸二酰亚胺,其结构经1H NMR和MS表征。用UV-Vis和荧光光谱研究了他们的光学性质。     

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,N′-二-(2-吡啶基)苝四羧酸二酰亚胺的合成及性能研究

合成了N,N′ 二 (2 吡啶基)四羧酸二酰亚胺,并纯化、调晶.对产物进行了元素分析和IR光谱研究(环状二酰亚胺的CO以双峰1708.8cm-1、1664 5cm-1).α晶型产物溶液的紫外可见光谱(最大吸收波长为526.00nm)和荧光光谱(最大发射波长为538.0nm)存在很好的镜像对称关系.薄膜紫外可见光谱图在450—570nm范围内,α晶型比β晶型有较强的吸收峰.X粉末衍射也反映出α晶型在2θ为25.5°、26.3°上的衍射峰强度分别为1954、2603.α、β晶型分别作为电荷产生材料制得的功能分离型有机光导体,在光源波长λ=532nm曝光下,测得含α的感光体达到饱和电位的时间45s、半衰曝光量5.7μJ/cm2、残余电位22V等数据.测得含β的感光体达到饱和电位的时间49s、半衰曝光量9.9μJ/cm2、残余电位22V等性能数值.     

卟啉化合物的研究 ⅩⅢ.取代四苯基卟啉蒽醌化合物的合成和光谱性质研究

本文报道了一组取代四苯基卟啉蒽醌化合物的合成和光谱性质研究,并根据波谱数据和各化合物荧光猝灭程度的不同,讨论了化合物的结构以及取代基,卟啉和蒽醌之间的距离对分子内电子传递产生影响的内在因素。     

多足开链化合物的分子内光诱导电子转移及pH对其荧光的影响

本文合成了含有1～3个萘基取代的脲类柔性开链化合物.通过对该类化合物在溶液中的光物理行为以及受溶液酸度影响的比较研究,发现多足化合物的发光性质强烈地依赖于化合物本身存在的构象形式;同时观察到以叔胺为骨架的三足化合物存在分子内光诱导电子转移反应(PET),且这一过程强烈地依赖于介质的pH值;而叔胺基的氮原子质子化将会减弱这一PET过程.     

Distance Matters: Effect of the Spacer Length on the Photophysical Properties of Multimodular Perylenediimide–Silicon Phthalocyanine–Fullerene Triads

A multimodular donor–acceptor conjugate featuring silicon phthalocyanine (SiPc) as the electron donor, and two electron acceptors, namely tetrachloroperylenediimide (PDI) and C₆₀, placed at the opposite ends of the SiPc axial positions, was newly designed and synthesized, and the results were compared to the earlier reported PDI-SiPc-C₆₀ triad. Minimal intramolecular interactions between the entities was observed. Absorption, fluorescence, computational and electrochemical studies were performed to evaluate the excitation energy, geometry and electronic structure, and energy levels of different photoevents. Steady-state absorption, fluorescence and excitation spectral studies revealed efficient singlet–singlet energy transfer from ¹PDI* to SiPc in the PDI-SiPc dyad and the PDI-SiPc-C₆₀ triad. The measured rates for these photochemical events were found to be much higher than those reported earlier for the triad, due to closer proximity between the PDI and SiPc entities. The distance also affected the charge separation path in which involvement of PDI, and not C₆₀, in charge separation in the present triad was witnessed. The present investigation brings out the importance of donor–acceptor distances in channeling photochemical events in a multimodular system.     

多足化合物的分子内激基缔合物形成及pH对其荧光的影响

研究了含萘脲基多足化合物溶液的稳态和瞬态光物理行为.由于分子内不同足间脲基的相互作用干扰了萘基的π-π叠合,使分子内萘基的激基缔合物生成受到影响.实验表明:由于三足化合物存在着给电子叔胺基团,因此当萘基被激发时、可因分子内的光诱导电子转移而导致荧光猝灭.正因如此,在三足化合物归一化后的稳态光谱中激基缔合物的发光强度很弱.用皮秒级单光子记数技术测得该化合物的瞬态荧光为三指数衰变过程.其中最长寿命的物种,即属于生成激基缔合物后再分解为萘激发态的部分仅占总量的4%,与稳态的结果相一致.工作表明对这类可用作荧光化学敏感器的三足化合物,如利用其激基缔合物的强度变化为其识别外来物种的敏感部位并不适合.相反,如引入的外来物种能影响化合物的分子内光诱导电子转移,进而影响萘基的发光强度,则是一较好的判别外来物种是否已进入主体的标志.     

带取代基硝酮化合物光环化反应的研究

本工作合成了一系列取代的硝酮类化合物。其中部分化合物仅一侧的苯环上带有取代基,而另部分化合物则两个苯环上均带有取代基。研究工作表明:取代基处于一侧的硝酮类化合物,不论取代基是给出电子或接受电子的,均有利于化合物光环化反应的进行。而当两个苯环分别带有给电子及接受电子的取代基形成推拉结构时,则大大减弱了化合物光环化反应的发生。文章对上述结果进行了初步讨论。     

尿素与Keggin结构磷钼酸电荷转移盐的合成与表征

在水中合成了两种新的有机 金属氧酸盐电荷转移配合物H3 PMo12 O4 0 ·4.5CO(NH2 ) 2 ·2 .5H2 O和H3 PMo12O4 0 ·12CO (NH2 ) 2 ,用IR、UV、TG、XRD及元素分析对其进行了表征。结果表明两种化合物中均存在[(H2 N) 2 COH]+ ,阴离子保持Keggin结构 ,但Keggin结构由于尿素的有机给体作用发生了不同程度的畸变。H3 PMo12 O4 0 ·4.5CO(NH2 ) 2 ·2 .5H2 O在固态 ,H3 PMo12 O4 0 ·12CO(NH2 ) 2 的水溶液具有光致变色效应     

轻希土与2－噻吩甲酰三氟丙酮和1，10－二氮杂菲配合物的合成及荧光光谱

本文采用溶剂萃取法和乙醇－水溶液析出法合成了六种轻希土与２－噻吩甲酰三氟丙酮（ＨＴＴＡ）和１，１０－二氮杂菲（ｐｈｅｎ）三元配合物．通过元素分析、红外光谱、热重及荧光光谱等测试手段，考察了配合物有关性质，并确定了其组成为ＲＥ（ＴＴＡ）３ｐｈｅｎ和ＲＥ（ＴＴＡ）３ｐｈｅｎ·Ｈ２Ｏ（ＲＥ＝Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ）．     

水滑石无机阴离子交换剂的合成与表征

采用水热法制成了镁铝碳酸盐型、镁铝硝酸盐型、镁铝盐酸盐型、镁铝羟基型等插层镁铝类水滑石,比较了层间含不同阴离子类水滑石的结构差异和高温热处理后的结构稳定性.通过离子交换方式以镁铝羟基型为基材插层组装无机阴离子基团MoO42-、WO42-、CO32-和NO3-制得不同的阴离子插层类水滑石.通过XRD、TEM、XPS和热分析方法对镁铝类水滑石和阴离子插层类水滑石进行了表征.     

星形支化聚苯乙烯模型化合物的合成及表征

本文用阴离子聚合方法,首先合成了线形‘活’的聚苯乙烯大分子阴离子,然后用二乙烯基苯为偶联成核剂,制备了十三个4-80臂较窄分子量分布的等臂长规则星形支化聚苯乙烯的模型化合物,并用GPC—粘度计联用装置对之进行了表征。     

轻希土与2－噻吩甲酰三氟丙酮和1, 10－二氮杂菲配合物的合成及荧光光谱

本文采用溶剂萃取法和乙醇-水溶液析出法合成了六种轻希土与2-噻吩甲酰三氟丙酮(HTTA)和1,10-二氮杂菲(phen)三元配合物.通过元素分析、红外光谱、热重及荧光光谱等测试手段,考察了配合物有关性质,并确定了其组成为RE(TTA)₃phen和RE(TTA)₃phen·H₂O(RE=La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu).