聚(4,7-二(4-己基噻吩-2-基)-2,1,3-苯并噻二唑)的合成及光/电化学性质研究

本文通过Still偶联反应合成了4,7-二(4-己基噻吩-2-基)-2,1,3-苯并噻二唑,进一步经Fe Cl3氧化法合成得到聚(4,7-二(4-己基噻吩-2-基)-2,1,3-苯并噻二唑)(PHB),并利用紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、发光光谱、循环伏安曲线及热重(TG)进行表征.与聚3-己基噻吩(P3HT)的光/电化学性质比较表明,共轭链中D-A推拉电子结构的形成能显著提高共轭高分子聚合物最大吸收波长,降低带隙.     

二苯并噻吩砜类化合物的合成和光学性能

采用Suzuki偶合、傅-克酰基化反应合成3种新化合物:(Ⅰ)3,7-双噻吩基二苯并噻吩砜、(Ⅱ)3,7-双(5-乙酰基噻吩)二苯并噻吩砜、(Ⅲ)3,7-双(对三氟甲基苯基)二苯并噻吩砜;并利用核磁共振氢谱(1H NMR)和碳谱(13C NMR)及元素分析方法表征结构,研究3化合物膜及溶液的光学性质。结果显示:新化合物分子具有C2对称性;3,7-双(5-乙酰基噻吩)二苯并噻吩砜在不同溶剂中存在溶剂化效应,其膜的荧光光谱出现非常明显的红移现象。     

1,4-二(5''-醛基噻吩基-2'')-2,5-二辛氧基苯的合成、表征及荧光性质

设计、合成了结构新颖的1,4-二(5'-醛基噻吩基-2')-2,5-二辛氧基苯,并对其结构进行了表征.应用钯催化剂以三丁基锡噻吩与取代的对-二溴苯(3)反应(Stille偶合)生成取代的苯基噻吩(4),产率达到95.2%.由于目标产物(5)本身具有多芳环共轭体系.其荧光效应相当强烈,在氯仿溶液中紫外-可见吸收(UV-vis)和荧光发射(PL)的最大波长分别为413 nm和477 nm,固态荧光发射(PL)波长为504 nm.     

四（2’-己基）-Δ7,7′-双环戊[1,2-b:4,3-b’]并二噻吩的合成、表征及晶体结构

以2-己基噻吩为起始原料,经溴代、溴迁移、氯化铜氧化偶联、羰基化、成烯偶联制备了四(2’-己基)-Δ7,7′-双环戊[1,2-b:4,3-b’]并二噻吩(1),总产率为18.1%.产物通过了核磁共振、高分辨质谱、红外光谱的表征.X-射线单晶衍射分析确定了该化合物分子的晶体属于三斜晶系,P-1空间群,晶胞尺寸:a=0.8464(5)nm,b=0.9131(5)nm,c=1.3963(9)nm,α=89.873(11)°,β=84.604(10)°,γ=62.711(9)°.该化合物分子是平面型的大π键共轭分子结构.     

D-π-D-π-A型三苯胺衍生物的合成及三阶非线性光学性质

合成一种新颖D-π-D-π-A型(Donor-π-Donor-π-Accept)化合物N1-4-(4’-(二乙基氨基)苯乙烯基)-N1-(4(-乙氧基苯基)-N4-(4(’-吡啶亚甲基)-1,4二苯胺(L),其结构通过了1H NMR、IR、ESI-MS及元素分析的表征;通过紫外可见吸收光谱、荧光光谱及Z扫描测试技术,结合理论计算对化合物L的光学性质进行了研究.结果表明:化合物L具有较好的三阶非线性光学性质.     

哒嗪与3-庚基噻吩共聚物的合成及其表征

在二价镍配合物催化剂存在下,用3,6-二氯哒嗪与3-庚烷基-2,5-二溴噻吩格氏试剂共聚合成了哒嗪与烷基噻吩共聚物,并利用红外光谱(FT-IR),核磁共振谱(1H-NMR)等对其结构和性能进行了表征。该合成方法所得共聚物的收率为75%,而且溶解于DM F、DM SO、CHC l3等普通溶剂中。共聚物的紫外-可见吸收光谱(UV-v is)中在405 nm处观察到最大吸收峰。用荧光光谱(PL)和热重分析(TGA)对所得聚合物的荧光特性和热稳定性作了初步探讨。     

多功能材料DSTPA结构和光谱性质的理论研究

4,4′-二(硫芴-S,S-二氧化物-2-)三苯胺(DSTPA)是一种新双极化合物,其主要由二苯并噻吩砜和三苯胺组成.它具有适宜的HOMO和LUMO能级,易于接受空穴和电子,并具有较高的荧光量子效率和三线态能量.因此,DSTPA可在有机电致发光二极管(OLEDs)中作为多功能材料.文章采用量子化学方法研究了其结构和光谱性质.     

5,5'-二辛基-2,2'-联二噻吩并[2,3-b:3',2'-d]噻吩的合成、表征及其晶体结构

以二噻吩并[2,3-b:3',2'-d]噻吩为原料,在无水无氧低温条件下经辛基化与偶联两个步骤,制备了5,5'二辛基-2,2'-联二噻吩并[2,3-b:3',2'-d]噻吩,总产率为11.3%.产物通过了核磁共振、质谱的表征.X射线单晶衍射分析确定了该化合物分子的晶体属于三斜晶系,P-1空间群,晶胞尺寸:a＝0.575 1(8)nm,b＝0.725 1(10)nm,c＝1.975(3)nm,α＝93.502(15)°,β＝90.393(16)°,γ=101.533(14)°:该化合物分子属平面型共轭分子结构,分子间存在π-π相互作用和S-S相互作用.此外,通过吸收光谱与荧光光谱对目标化合物的光谱性质进行了表征.     

一种新型寡聚噻吩类有机小分子DHOT的合成及其光伏性能

合成一种新型寡聚噻吩类有机小分子2,5-二[5-(4′-辛基-[2,2′-二噻吩]-5-基)-3-己基-1,3,4-噁二唑-2-硫酮]噻吩(DHOT),并将其应用于太阳能电池中。研究结果表明:DHOT具有较好的热稳定性、良好的溶解性能和成膜性能;在薄膜状态下,DHOT的吸收光谱范围为300~600 nm,其最大吸收峰在425 nm处,相应的光学带隙为2.17 e V;用DHOT组装太阳能电池,其结构为ITO/PEDOT:PSS/DHOT:PC71BM/Zr Acac/Al;当DHOT与PC71BM质量比为1:1时,其能量转换效率为1.03%,对应的开路电压为0.84 V,短路电流密度为3.99 m A/cm2,填充因子为30.7%。     

一种苯并噻吩双膦的合成与表征

苯并噻吩及其衍生物在光电材料领域的应用受到广泛关注.本研究以苯并噻吩为原料，与NBS发生卤代反应得到2,3-二溴苯并噻吩，然后与正丁基锂、二苯基氯化膦反应生成苯并噻吩双膦配体2,3-二（二苯基膦基）苯并噻吩.用核磁共振谱(¹H、¹³C、³¹P NMR)、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、高分辨电喷雾质谱（HRMS-ESI）等对目标化合物进行表征，确证了结构，为后续合成苯并噻吩金属配合物发光材料提供一种新的配体.该化合物目前鲜见报道.     

新结构四联噻吩:5,5'-二[2,5-二(三甲基硅)-3-噻吩]基-2,2'-联噻吩的合成与晶体结构(英文)

一种结构明确的新结构四联噻吩化合物:5,5'-二[2,5-二(三甲基硅)-3-噻吩]基-2,2'-联噻吩(1)被有效合成出来。以2,3'-联噻吩(4)为建筑模块,通过NBS选择性溴代高产率得到5-溴-2,3'-联噻吩(5),进而通过氯化铜氧化偶联有效的合成出1。本文还对目标产物的单晶结构和紫外吸收光谱进行了分析。     

含有dithiole-2-one的苯并噻吩基乙烯化合物光致变色反应的溶剂效应

采用B3LYP/6-311G方法及溶剂效应中的极化连续模型,对含有dithiole-2-one的二苯并噻吩基乙烯化合物(BTDO)进行了理论计算研究.并运用TD/B3LYP/6-311G方法计算了其电子吸收光谱,得到的最大吸收波长与气相中所得到的实验值相吻合;研究还发现第一激发三重态对应的是分子的HOMO→LUMO(π→π*)电子跃迁.通过分析其前线分子轨道,解释了不同溶剂下吸收光谱的差异.     

一种含噻吩环的咔唑衍生物的合成及其光学性质和理论计算

以咔唑为原料,经甲酰化、碘代和Suzuki等反应合成了咔唑衍生物3-羟甲基-6-(5-甲酰基-2-噻吩)-N-正己基咔唑(M),其结构经核磁氢谱、红外和元素分析表征,并对M的紫外-可见光谱和荧光光谱进行了研究,对M的紫外吸收性质进行理论计算结论.结果表明:噻吩的引入使M的紫外可见吸收波长发生了红移,且理论计算也证实了紫外可见吸收光谱结果.     

取代基对苯并噻吩芳香性的影响

含金属杂原子的共轭体系因在生物医药、化学反应催化等领域展现出广阔的应用前景而备受关注.过渡金属取代的苯并噻吩是一类重要的反应中间体,同时具有孤对电子和芳香性π电子,因此显示出特殊的性质.在M06-L/aug-cc-pVDZ(过渡金属采用aug-cc-pVDZ-pp)水平上,通过核独立化学位移(NICS)、π轨道及各向异性磁感应电流密度(AICD)等分析,研究了包括过渡金属在内的不同基团取代的苯并噻吩芳香性,讨论了不同种类、不同位置取代对噻吩环芳香性的影响.计算结果表明:苯并噻吩具有很强的芳香性,噻吩环上C3位过渡金属及S位取代基的引入使芳香性明显降低,但C3位取代的金属种类及S原子上取代基变化对芳香性影响较小;C2上连接H原子时,金属取代苯并噻吩为芳香性,连接体积较大的nPr基时为反芳香性.     

一种新型噻吩双膦配体的合成与表征

噻吩及其衍生物因其独特的结构和光电性能广受关注.本文中以2,5-二甲基噻吩为原料,通过卤代、与正丁基试剂反应合成噻吩双锂试剂,再与二苯基氯化膦发生亲核取代反应合成目标化合物3,4-二(二苯基膦基)-2,5-二甲基噻吩.采用核磁共振(~1H、~(13)C、~(31)P NMR)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、液质联用飞行时间质谱(LC-MS-TOF)等对目标化合物进行表征,确证了结构,为后续合成金属配合物发光材料提供了前体.该化合物目前鲜见报道.     

P3HT-MWCNTs光敏性复合薄膜的制备和性能

采用化学氧化法,合成一种聚(3 - 己基噻吩),即P3HT,将之与多壁碳纳米管(MWCNTs)有效复合,最后形成一种透明的电子给体--受体异质结型P3HT - MWCNTs光敏性纳米复合薄膜.采用核磁共振、红外光谱、紫外-可见光谱和透射电镜等测试手段,对合成产物进行表征和分析.研究表明,己基的引入使得聚噻吩的溶解性能明显改善,同时通过对碳纳米管的表面修饰和改性,碳纳米管与P3HT具有较好的相容性.紫外-可见光吸收光谱显示,P3HT薄膜比其相应的溶液具有更高的电子共轭效应,随着氧化剂用量的提高,有助于提高其电子共轭效应.在一定范围内,随着MWCNTs含量的增加,P3HT - MWCNTs光敏薄膜发生红移,提高了对太阳能的利用率.     

取代基位置对含异噁唑二芳烯化合物性质的影响研究

本文合成了三种含异噁唑二芳基乙烯光致变色化合物{1-(3,5-二甲基异噁唑-4-基),2-[2-甲基-5-(2-甲氧基苯基)噻吩-3-基]}全氟环戊烯(1o),{1-(3,5-二甲基异噁唑-4-基),2-[2-甲基-5-(3-甲氧基苯基)噻吩-3-基]}全氟环戊烯(2o)和{1-(3,5-二甲基异噁唑-4-基),2-[2-甲基-5-(4-甲氧基苯基)噻吩-3-基]}全氟环戊烯(3o),研究了取代基位置对三种化合物的UV/Vis光谱和荧光性质的影响。实验结果表明,化合物1–3具有良好的光致变色性质和荧光性质;取代基的位置对化合物的性质有显著影响。     

新型八元噻吩-乙炔-乙烯环状共轭低聚物的合成及其超分子行为

通过噻吩-乙炔-乙烯交替构建的环状共轭低聚物,因其具有独特的π共轭体系和内部空腔,表现出非线性光学、双光子吸收等特殊光电性质.通过引入联噻吩基团,制备出一种新型的八元噻吩-乙炔-乙烯环状共轭低聚物,其晶体结构表明,该大环分子之间存在不常见的S-π弱相互作用,并且存在有序的分子内通道和分子间通道.扫描电镜显示该环状共轭低聚物能自组装成纤维状固体,长度可达几厘米.荧光光谱研究证实了C_(60)对该环状共轭低聚物具有显著的荧光淬灭作用,说明作为电子给体的该环状共轭低聚物与作为电子受体的C_(60)之间存在超分子行为和电子转移现象.     

新型多色共聚物的电化学合成及性质表征

通过耦合反应合成1-(3-甲基噻吩-2-基)芘(MTP)的单体,应用电化学方法合成一种基于1-(3-甲基噻吩-2-基)芘(MTP)和3,4-乙烯二氧噻吩(EDOT)的新型共轭共聚物,并对其进行表征。采用循环伏安法(CV)、紫外-可见光谱(UV-vis)和扫描电镜(SEM)表征合成的共聚物P(MTP-co-EDOT)。结果表明:与MTP和EDOT均聚物相比,P(MTP-co-EDOT)薄膜电致变色特性明显,在不同的电势下,可以显示出紫色、棕色、草绿色和灰蓝色4种不同的颜色;共聚物薄膜光学对比度高、响应时间短。     

不同π链的芳胺类敏化剂性质的理论研究

基于3-(4-(5-(4-(二-(4-甲氧基-苯基)-氨基)-苯乙炔)-噻吩-2-基)-2-氟代苯)-2-氰基-丙烯酸(AS5)敏化剂的D-π-A结构,通过修改π链,设计了2组新型的芳胺类敏化剂.采用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TDDFT)分析了该敏化剂的基态和激发态,同时研究了其几何结构、前线分子轨道、内部电荷转移过程及紫外可见吸收光谱等,此外还计算了该敏化剂的电子注射驱动力、再生效率和光捕获效率等一系列影响敏化效率的理论参数,对所设计分子作为染料敏化太阳能电池敏化剂的性能进行了有效的评估.计算结果表明,当噻吩基团处于敏化剂锚定基团附近位置时,其所对应敏化剂拥有较强的吸收带及较大的内部电荷转移量以及足够大的注射驱动力和再生驱动力等优点.