两种含s,s-二氧-二苯并噻吩单元的齐聚物的合成与表征

摘要

稠环类齐聚噻吩衍生物具有大的刚性共轭平面结构、高的载流子迁移率、优异的光电性能和良好的环境稳定性，可应用于有机发光二极管(OLED)、有机场效应晶体管(OFET)和有机太阳能电池(OSC)等有机半导体器件。 本文通过溴化、锂化、氧化、还原和Stille偶合等反应，设计合成了两种分别以(2-乙基己氧基)苯并[1，2-b:4，5-b']二噻吩和N-异辛烷基二噻吩并[3，2-b:2'，3'-d]吡咯给电子单元为分子中心，以2-(4-正己基苯基)噻吩基为端基，中间嵌入两个S,S-二氧-二苯并噻吩受电子单元的给-受(D-A)型齐聚噻吩衍生物新材料：4，8-二[7-(2-正己基苯基-噻吩)-S，S-二氧-二苯并噻吩]二(2-乙基己氧基)苯并[1，2-b:4，5-b']二噻吩(BDT(DBTOTPH)2)和4，8-二[7-(2-正己基苯基-噻吩)-S，S-二氧-二苯并噻吩]N-异辛烷基二噻吩并[3，2-b:2'，3'-d]吡咯 (DTP(DBTOTPH)2)；采用傅里叶红外吸收光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1H NMR)、核磁共振碳谱(13C NMR)等表征手段确认了两种新材料的化学结构，并采用紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、光致发光光谱(PL)、循环伏安法(CV)以及差示扫描量热法(DSC)等分析方法对材料的理化性能进行了表征。 [BDT(DBTOTPH)2]和[DTP(DBTOTPH)2]薄膜状态的UV-Vis和PL光谱相较于其稀溶液都表现出一定程度的红移，表明两种齐聚噻吩衍生物的分子间存在一定的π-π相互作用；通过UV-Vis光谱吸收波边，确定两种齐聚物的光学带隙分别为2.57 eV和2.43 eV：通过CV曲线起始氧化/还原电位确定齐聚物[BDT(DBTOTPH)2]和[DTP(DBTOTPH)2]最高占据分子轨道(HOMO)能级分别为-5.47 eV和-5.40 eV，及其最低未占据分子轨道(LUMO)能级分别为：-2.92 eV和-2.96 eV;此外，DSC曲线表征两种齐聚物的熔点分别为238.88℃、268.37℃。 这两种稠环类齐聚噻吩衍生物新材料均具有较为适宜的能级和带隙，且固体状态下分子间都存在一定π-π堆积，是两种有望应用于OLED、OFET和OSC等有机半导体器件制备的新材料。

目录

第一个书签之前

目 录

1 前 言

1.1 有机半导体概述

1.2 噻吩类有机半导体材料

1.2.1 线型噻吩类齐聚物

1.2.2 稠环噻吩类齐聚物

1.2.3 含S,S-二氧-二苯并噻吩单元的齐聚物材料

1.3 齐聚噻吩衍生物的合成

1.3.1 Stille偶合反应

1.3.2 Suzuki偶合反应

1.3.3 Wittig-Horner偶合反应

1.4 选题意义与主要研究内容

1.4.1 选题意义

1.4.2 主要研究内容

2.1 实验试剂

2.2 实验仪器

2.3 溶剂产物纯化

3 齐聚物[BDT(DBTOTPH)2]的合成及表征

3.1 引言

3.2 齐聚物[BDT(DBTOTPH)2]的合成路线

3.3 结果与讨论

3.3.1 单体及齐聚物的结构表征

3.3.2 齐聚物的光物理性能

3.3.3 齐聚物的电化学性能

3.3.4 齐聚物的热分析

3.4 本章小结

4 齐聚物[DTP(DBTOTPH)2]的合成及表征

4.1 引言

4.2 齐聚物[DTP(DBTOTPH)2]的合成路线

4.3 结果与讨论

4.3.1 单体及齐聚物的结构表征

4.3.2 齐聚物的光物理性能

4.3.3 齐聚物的电化学性能

4.3.4 齐聚物的热分析

4.4 本章小结

5 结论

论文创新性及后续展望

致 谢

参考文献：

作者在攻读硕士期间参与发表的论文及专利

附录