含烷基、烷氧基侧基聚噻吩的合成、表征与发光性能

摘要

以噻吩,48%(w/w)氢溴酸水溶液,35%(w/w)过氧化氢水溶液成功地合成了2-溴噻吩和2,5-二溴噻吩的基础上,通过氨基钠重排反应成功地合成了3-溴噻吩和3,4-二溴噻吩.实验显示,当该反应中使用更多量的氢溴酸水溶液时,产物中3,4-二溴噻吩的产率将提高,相应地3-溴噻吩的产率将下降.重排反应中使用过多的液氨不利于产物的生成.以3-溴噻吩和3,4-二溴噻吩为反应物,以(dppp)NiCl<,2>为催化剂分别合成了3-异戊基取代噻吩、3-正戊基取代噻吩、3-十二烷基取代噻吩、3,4-二(异戊基)取代噻吩、3,4-二(十二烷基)取代噻吩单体,以CuI和NaHSO<,4>为催化剂合成了3-甲氧基取代噻吩、3-戊氧基取代噻吩、3-辛氧基取代噻吩、3-(2-乙基)己基取代噻吩单体.并用核磁共振谱,质谱和元素分析方法对各产物进行了严格的结构表征和纯度测试.结果证明产物具有较高的产率和较高的纯度.在进行格氏反应时,反应物溴代烷烃中碳原子越少,反应速度越快,产物产率也越高.实验发现合成3-甲氧基取代噻吩时CuI和CuBr具有同样的催化作用.烷氧基取代噻吩单体的合成比烷基取代噻吩单体的合成难,所需操作技巧更复杂.Fe(Ⅲ)氧化催化法合成了多种烷基取代和烷氧基取代聚噻吩均聚物和共聚物,如3-异戊基聚噻吩(Piat5)、3-正戊基聚噻吩(Pat5)、3-十二烷基聚噻吩(Pat12)、3-戊氧基聚噻吩(Paot5)、3-辛氧基聚噻吩(Paot8)、3-(十二烷基)噻吩-3-(戊氧基)噻吩共聚物(CoPt12-o5)、3-(十二烷基)噻吩-3-(辛氧基)噻吩共聚物(CoPt12-o8)、3,4-二(异戊基)聚噻吩(Pat55)和3,4-二(十二烷基)聚噻吩(Pat1212)等.发现这些聚合物易溶于氯仿,二氯甲烷,苯,四氢呋喃,环己烷,甲苯等多种常用有机溶剂.用GPC法测定了各聚合物分子量,用<'1>H NMR法表征了各聚合物化学结构.结果证明我们合成的聚合物具有较高的分子量和很高的纯度.对比研究了这些聚合物紫外-可见吸收性能,光致发光性能和能隙.证明这些聚合物在稀溶液和薄膜状态下都具有不同程度的发光活性.用电化学方法测定烷基取代聚噻吩和烷氧基取代聚噻吩性能的结果表明,烷氧基取代聚噻吩比烷基取代聚噻吩更易失去电子.烷氧基取代聚噻吩的空穴输运能力优于烷基取代聚噻吩,但电子输运能力不如烷基取代聚噻吩好.所以我们认为提高烷氧基取代聚噻吩发光器件发光性能的有效途径之一是在金属电极和发光层间加一电子输运层或空穴锁定层.

目录

文摘

英文文摘

前言

第一章绪论

1.1导电聚合物

1.2导电聚合物电子状态的理论思考

1.2.1导电聚合物电子状态之《一维势箱》模型

1.2.2导电聚合物电子状态之HMO模型

1.3导电聚合物的掺杂与能带变化规律

1.4导电聚合物的发光机理

1.4.1光致发光机理

1.4.2电致发光机理

1.5导电聚噻吩的化学合成

1.6导电聚噻吩的发光性能

1.6.1光学性能

1.6.2电致发光机理

1.7本论文研究目标及主要设计思想

1.8本论文主要研究内容

参考文献

第二章3-烷基取代噻吩单体和聚合物的合成、表征和聚合物发光性能

2.1实验部分

2.1.1试剂

2.1.2仪器与测试方法

2.1.3 3-溴噻吩和单体的合成

2.1.4聚合物的合成

2.2结果和讨论

2.2.1 3-溴噻吩和单体表征

2.2.2聚合物表征

2.2.3聚合物溶解性

2.2.4聚合物光学性能

2.2.5聚合物电致发光性能

2.3本章结论

参考文献

第三章3-烷氧基取代噻吩单体和聚合物的合成、表征和聚合物发光性能

3.1实验部分

3.1.1试剂

3.1.2仪器与测试方法

3.1.3单体的合成

3.1.4聚合物的合成

3.2结果和讨论

3.2.1单体表征

3.2.2聚合物表征

3.2.3聚合物溶解性

3.2.4聚合物光学性能

3.2.5聚合物电致发光性能

3.3本章结论

参考文献

第四章3-烷基、3-烷氧基取代噻吩共聚物的合成、表征与光学性能

4.1实验部分

4.1.1试剂

4.1.2仪器与测试方法

4.1.3单体的合成

4.1.4共聚物的合成

4.2结果和讨论

4.2.1单体表征

4.2.2聚合物表征

4.2.3聚合物溶解性

4.2.4聚合物光学性能

4.3本章结论

参考文献

第五章3，4-二烷基取代噻吩单体和聚合物的合成、表征和聚合物发光性能

5.1实验部分

5.1.1试剂

5.1.2仪器与测试方法

5.1.3单体的合成

5.1.4聚合物的合成

5.2结果和讨论

5.2.1单体表征

5.2.2聚合物表征

5.2.3聚合物溶解性

5.2.4聚合物光学性能

5.2.5聚合物电致发光性能

5.3本章结论

参考文献

第六章Pat12，Paot8，Peaot6，Pt12-o8和Pat1212性能的对比研究

6.1光吸收和光致发光性能的对比研究

6.2 Pat12，Paot8,Pat1212电致发光性能的对比研究

6.3 Pat12，Paot8，Peaot6，Pt12-O8和Pat1212热致变色性能的对比研究

6.4光谱法和循环伏安法协同确定Pat12、Paot8和Peaot6的能带参数

6.5本章结论

参考文献

第七章聚噻吩，3-乙基聚噻吩，3-乙氧基聚噻吩和3，4-二乙基聚噻吩电子性质的密度泛函理论研究

7.1密度泛函理论的基本思想

7.2计算模型和方法

7.3结果与讨论

7.3.1几何结构

7.3.2电子性质

7.4本章结论

参考文献

论文主要结论

本论文工作的创新点

论文发表和获奖情况

本人简历及以前已发表过的论文

致谢

附录1

附录2

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