氟原子对光伏聚合物性能的影响

以二(2-辛基十二烷氧基)苯并二噻吩(ODBDT)为供体单元,分别与受体单元二噻吩苯并噻二唑(DTBT)和二氟代二噻吩苯并噻二唑(DTffBT)共聚,合成了两种具有给-受体(D-A)结构的共轭聚合物PODBDT-DTBT和PODBDT-DTffBT。利用紫外-可见吸收光谱、循环伏安法研究了聚合物的光物理与电化学性能,并通过光伏性能测试研究了氟原子对聚合物太阳能电池的影响规律。结果表明,氟原子的引入使得聚合物的光学带隙变窄,溶解性变差;基于PODBDT-DTBT或PODBDT-DTffBT与PC71BM共混制备的本体异质结太阳能电池,光电转化效率分别为3.01%和2.00%。     

两种单取代二噻吩并[2,3-b:3′,2′-d]噻吩衍生物的开环反应的研究

以2,5-二(三甲基硅基)二噻吩并[2,3-b:3′,2′-d]噻吩为原料,有效地制备了两种单取代的二噻吩并[2,3-b:3′,2′-d]噻吩衍生物,2-三甲基硅基二噻吩并[2,3-b:3′,2′-d]噻吩与二噻吩并[2,3-b:3′,2′-d]噻吩-2-甲酸乙酯.研究了这两种非对称产物在一当量正丁基锂存在条件下的不对称开环现象,中间体锂盐经DMF猝灭可各自有效地得到两种同分异构体,即丁硫基[3,3′]联噻吩醛衍生物,同时发现具给电子基团(三甲基硅基)的底物具有较显著的开环选择性,而具吸电子基团(酯基)底物的开环选择性不太显著.     

二噻吩并吡咯基聚合物膜的合成及其电致变色性能研究

以噻吩并吡咯为主要结构单元,分别在侧链上键合不同基团,合成了4-(4H-二噻吩[3,2-b:2′3′-d]吡咯-4-苯基)-N,N-甲基胺(TPDA)、4-(4H-二噻吩[3,2-b:2′3′-d]吡咯-4-苯基)-N,N-二苯胺(TPPA)和4-(4-(9H-咔唑)苯基-4H-)二噻吩[3,2-b:2′3′-d]吡咯(CPTP)3种单体化合物.通过电化学聚合法,利用3种单体分别制备得到的聚合物薄膜均表现出良好的电化学性能.同步原位电化学-紫外可见吸收光谱联用测试结果表明,TPDA聚合物(PTPDA)薄膜在不同的外加电压下可以显示橘红色(0.0 V)到蓝色(1.0 V)的变换;TPPA聚合物(PTPPA)薄膜可在不同的电压下在浅黄色(0.0 V)、浅绿色(0.6 V)、紫色(1.0 V)和蓝色(1.3 V)之间进行切换;CPTP聚合物(PCPTP)薄膜可在黄色(0.0 V)、黄绿色(0.4 V)、绿色(0.6 V)和浅蓝色(0.8 V)之间变换.3种聚合物薄膜均显示出良好的响应时间,PTPDA为0.50和1.68 s(470 nm),PTPPA为1.41和0.44 s(650 nm),...     

聚合物/富勒烯太阳能电池形貌优化研究

选用苯并二噻吩和噻吩并吡咯(PBDTTPD)作为给体材料,和经典的受体材料富勒烯衍生物PC61BM/PC71BM搭配制作如下器件结构:氧化铟锡导电玻璃ITO(160nm)/阳极修饰层PEDOT:PSS(40nm)/活性层PBDTTPD:PCBM(90nm)/阴极修饰层LiF(0.5nm)/金属阴极Al(120nm).采用溶剂退火和添加剂后处理方法,利用有机溶剂慢蒸发过程以及溶剂和添加剂不同的沸点,使得给体和受体材料完成自组装,形成有序的给受体互联贯穿网状结构.结果表明,溶剂退火可以极大地优化PBDTTPD:PCBM活性层的形貌,最高能量转换效率(Power Conversion Effciency,PCE)达到4.95%.该实验成果可以为进一步提高聚合物/富勒烯有机太阳能电池的效率,提供有力的理论依据和实验指导.     

N-苯基富勒烯吡咯烷的合成及其光伏性能

采用Prato反应合成了一系列N-苯基取代的富勒烯吡咯烷衍生物并将其作为电子受体材料应用于聚合物太阳能电池.实验结果表明,N-苯基-2-(3-甲氧基苯基)[60]富勒烯吡咯烷(FP2)和N-苯基-2-(4-甲氧基苯基)[60]富勒烯吡咯烷(FP3)可以通过一锅法合成,其合成过程简单,成本较低且产率较高.以聚(3-己基噻吩)(P3HT)为给体,FP2和FP3为受体的聚合物太阳能电池的能量转换效率分别为3.27%和3.30%.该效率接近在相同实验条件下的P3HT∶[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯(PC_(61)BM)器件以及文献报道的P3HT∶PC61BM器件的效率.     

基于双阳极界面修饰层有机太阳能电池研究

为提高有机太阳能电池的能量转换效率,提出一种基于双阳极界面修饰层的有机太阳能电池优化方案。该方法主要采用四氟乙烯( PTFE: Polytetrafluoroethylene) 和五氧化二钒( V2O5: Vanadiumpentoxide) 作为阳极界面修饰层,制备了器件结构为ITO/PTFE/V2O5 /PCDTBT ∶ PC71 BM/LiF/Al 的有机太阳能电池。测试结果表明,引入PTFE/V2O5双阳极界面修饰层的有机太阳能电池的能量转化效率最高可达6． 52%。相比于V2O5单阳极界面修饰层器件效率提高了11． 5%。测试结果证明双阳极界面修饰层的功函数与PCDTBT 材料的HOMO 能级更加匹配,有利于空穴的传输和提取。同时PTFE/V2O5 改善了氧化铟锡( ITO) 表面形貌,减少界面缺陷,抑制了界面处载流子的复合。     

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.     

一种新型十元噻吩大环化合物的合成及晶体结构

以2,2′-二溴-5,5′-二(三甲硅基)-[3,3′]联噻吩为原料,在无水无氧低温条件下制备出一种新的十元大环低聚噻吩化合物,并用核磁共振、红外光谱以及高分辨质谱对其结构进行了表征.X射线单晶衍射分析确定了其晶体属于单斜晶系,C2/c空间群,分子中心为十元大环结构呈"扭船型"构象,平均内径约为0.3970 nm.     

胸苷酸合成酶抑制剂雷替曲塞的合成

以L-谷氨酸二乙酯为手性元,采用汇聚合成法分剐以2-氨基-5-甲基-苯甲酸为原料经环合、溴化制得2-甲基-6-溴甲基-3-氢-喹唑啉-4-酮(4),收率为69．1％;以2-噻吩甲醛为原料经硝化、氧化、酰氯化、缩合、还原及N-甲基化制得N—[5-(N-甲氨基)-2-噻吩甲酰基]-L-谷氨酸二乙酯(3),收率为25．4％;2-噻吩甲醛以硝酸-乙酸酐硝化后再经过氧化氢氧化制备5-硝基噻吩-2-甲酸,收率为62．2％;N-(5-氨基-噻吩-2-甲酰基)-L-谷氨酸二乙酯(10)的N-甲烷化反应中采用胺与碘甲烷摩尔比1：1．1,一次性加入碘甲烷,收率为79．9％。化合物3与化合物4缩合生成N—[5-[N—[(3,4-二氢-2-甲基-4-氧-6-喹唑啉基)-甲基]-N-甲氨基]-2-噻吩甲酰基]-L-谷氨酸二乙酯(2),继而水解即得目标化合物雷替曲塞(1),总收率为22．5％。其结构经红外光谱、核磁共振谱、高分辨质谱及元素分析确证。     

N,N-二甲基-2-[(5'-甲基-4'-噻吩-2"-基嘧啶-2'-基)硫]-乙基胺与DNA嵌插结合的研究

通过利用实验室自编程序CNDO/2计算了N,N-二甲基-2-[(5′-甲基-4′-噻吩-2′-基嘧啶-2′-基)硫]-乙基胺的电荷分布和总的Mulliken交迭布居,利用计算机分子绘图绘制了其分子的静电势图。该分子中,噻吩环上S的电荷分布值较正,分子的构象中又能很好地裸露在分子外,噻啶环上C的电荷分布值也较正,这些都有利于同DNA相互作用。     

2-(3-噻吩并[2,3-b]吡啶基)-3-羟基噻吩并[2,3-b]吡啶的合成及表征

以2-羧甲基硫代烟酸为原料,水热法一步合成了一个新的噻吩并[2,3-b]吡啶类化合物——2-(3-噻吩并[2,3-b]吡啶基)-3-羟基噻吩并[2,3-b]吡啶,并通过单晶X-射线衍射实验、红外光谱等对其结构进行了表征.单晶X-射线衍射分析结果表明,该化合物属于单斜晶系,Pn空间群,a=1.225 76(4)nm,b=0.391 24(0)nm,c=1.354 28(5)nm,β=113.715(2)°,V=0.594 62(3)nm~3,Z=2,F(000)=294.运用逆合成分析法推测了由2-羧甲基硫代烟酸合成联二噻吩并[2,3-b]吡啶类化合物的反应机理.     

取代基位置对含异（口恶）唑二芳烯化合物性质的影响研究

本文合成了三种含异（口恶）唑二芳基乙烯光致变色化合物{1-（3,5-二甲基异（口恶）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（口恶）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（口恶）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.     

二噻吩并[2,3-b:3′,2′-d]噻吩与二噻吩并[3,2-b:2′,3′-d]噻吩单醛与双醛的合成(英文)

二噻吩并[2,3-b:3′,2′-d]噻吩单醛与双醛的制备首先通过两种方法产生芳基负离子:1)溴代并三噻吩在四氢呋喃中与正丁基锂发生的溴锂交换;2)用LDA对二噻吩并[2,3-b:3′,2′-d]噻吩去质子化作用.其后经无水DMF猝灭制备出目标化合物.并利用正丁基锂对二噻吩并[3,2-b:2′,3′-d]噻吩进行去质子化,从而制备相应的单醛与双醛产物.通过红外、核磁、质谱、高分辨质谱以及元素分析等手段对目标产物进行了表征.     

基于螺二芴的深蓝光材料的设计合成及其表征

以芴和2-溴-芴酮为原料,通过Buchwald-Hartwig等一系列反应合成了一种具有螺二芴类的有机发光材料N-([1,1′-联苯]-3-基)-N-(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-2′-苯基-9,9′-螺二[芴]-2-胺,可用作蓝光OLED发光材料以及空穴传输材料.通过研究表明：目标化合物具有较好的热稳定性,其热分解温度以及熔点分别为459℃和257℃;目标化合物具有深蓝光发射（415 nm）,且具有高的三线态能级,有助于增强其作为OLED发光材料的发光性能.     

氟原子对光伏聚合物性能的影响

以二（2-辛基十二烷氧基）苯并二噻吩（ODBDT）为供体单元，分别与受体单元二噻吩苯并噻二唑（DTBT）和二氟代二噻吩苯并噻二唑（DTffBT）共聚，合成了两种具有给-受体（D-A）结构的共轭聚合物PODBDT-DTBT和PODBDT-DTffBT。利用紫外-可见吸收光谱、循环伏安法研究了聚合物的光物理与电化学性能，并通过光伏性能测试研究了氟原子对聚合物太阳能电池的影响规律。结果表明，氟原子的引入使得聚合物的光学带隙变窄，溶解性变差；基于PODBDT-DTBT或PODBDT-DTffBT与PC₇₁BM共混制备的本体异质结太阳能电池，光电转化效率分别为3.01%和2.00%。     

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。     

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.     

缩醛酯在Perkin类反应中的形成及其晶体结构

通过Perkin类反应得到3个新的化合物1,2和3. 利用X-射线单晶衍射仪测定化合物1和2的晶体结构.实验表明:化合物1,(E)-2-{2′-[3″-(1″-乙酰基-吲哚)基]乙烯}基-8-羟基喹啉乙酸酯为单斜晶系,空间群为P2(1)/c,晶胞参数为:a＝2.265 66(9) nm, b＝2.019 90(8) nm,c＝0.794 45(3) nm,α＝90°,β＝90.715(2) °,γ＝90°,V＝3.635 4(2) nm3,Z＝8,Dc＝1.353 mg/m3,μ＝0.091 mm-1,F(000)＝1 552,R1＝0.052 6 and wR2＝0.140 9.化合物2,1-(1′,1′-二乙酰基)甲基苯并噻吩为斜方晶系,空间群为Pccn,晶胞参数为:a＝1.701 16(8) nm,b＝2.001 71(8) nm,c＝0.766 28(3) nm,α＝90°,β＝90°,γ＝90°,V＝2.609 36(19) nm3,Z＝8,Dc＝1.345 mg/m3,μ＝0.251 mm-1,F(000)＝1 104,R1＝0.034 2 and wR2＝0.098 5. 本文报道了这2个化合物的晶体结构.化合物1、2和3的形成表明,在这类Perkin反应中,酸的存在将导致缩醛酯的形成,从而降低了缩合产物的产率.     

新型2-氨基噻吩并[2,3-d]嘧啶-4(3H)-酮衍生物的合成与杀菌活性

以四甲基哌啶酮为底物,合成一系列噻吩并嘧啶酮衍生物,该方法应用膦亚胺4与芳基异氰酸酯的氮杂wittig反应,得到的碳二亚胺5再与仲胺反应。以72%～81%的总产率合成了8种未见文献报道的2-二烷氨基噻吩并[2,3-d]嘧啶-4(3H)-酮衍生物7a～7h。其结构经1H NMR、13C NMR和元素分析表征。初步生物活性测试结果表明,部分7表现出一定的抑菌活性,其中7f在浓度为5×10-5 g/L时,对黄瓜灰毒菌的抑制率达到71%。     

苯并噻二唑为中心的A-π-A-π-A型小分子光伏材料合成与性能研究

以苯并噻二唑为中心给体,利用Suzuki偶联和Knoevengel缩合等经典有机反应将吸电子基团氟原子和氰基引入到分子末端,完成了两个未见报道的以苯并噻二唑为中心的A-π-A-π-A型小分子化合物2F-TT-BT和2CN-TT-BT的合成,其化学结构通过核磁和高分辨质谱予以证实.通过紫外-可见吸收光谱、电化学循环伏安法及密度泛函理论计算对其光物理和电化学性质进行了实验及理论的研究.研究表明,合成的小分子材料对太阳光的吸收可覆盖整个紫外-可见吸收范围,具有与PC61BM相匹配的HOMO和LUMO能级,满足了溶液过程有机太阳能电池制备的基本要求.初步探索了材料的光伏性能,以小分子2F-TT-BT为给体,制作了结构为ITO/PEDOT:PSS/2F-TT-BT:PC61BM(质量比1∶2)/Al的体异质结(BHJ)太阳能电池,能量转换效率为0.53%,实验结果表明此类小分子是潜在的有机太阳能电池材料.