炔基PDI衍生物的合成与性质研究开题报告

 2021-08-08 14:03:24

1. 研究目的与意义

苝二酰亚胺类化合物具有着色性能好,光稳定性强,荧光量子产率高的优点,苝二酰亚胺在自组装超分子聚集体方面的研究成为新的热点,通过分子识别诱导苝二酰亚胺的自组装,控制苝二酰亚胺聚集体的聚集方式及尺寸大小,进而获得新颖、优良的光电性能。

基于其出色的性能和广泛的应用,合成具有特殊官能团的苝二酰亚胺新型化合物具有重要研究价值

2. 国内外研究现状分析

胡小链等合成出的桥位二级氨基取代的苝二酰亚胺在保留吸电子能力的同时具有很强的给电性,桥位吗啡啉基团取代的苝二酰亚胺衍生物作为电子受体和给体时,虽然电转换效率低,但证明了其具有双极性半导体的特性。

马永山等合成的n,n'-二天冬氨酸基-3,4,9,10-苝四羧酸二酰亚胺(ptcda)作为一个水溶性ph荧光探针。随ph值减小,ptcda的苝四羧酸单体发生π-π作用而聚集,从而阻止了光的通过。在强碱性溶液中荧光强度最强,在较宽的中性区域环境溶液中荧光较弱且稳定,而在强酸性溶液中荧光被猝灭。

俞孝伟等合成的酞菁-苝-酞箐分子异质结包含酞菁和苝二酰亚胺两个单元,homo为-5.07 ev,保证了材料的空气稳定性。lumo 为-3.36 ev,与 pc61bm的lumo相比高出0.55ev,制成异质结活性层保证了给受体之间有效的激子分离。

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3. 研究的基本内容与计划

研究内容:1、以具有长链烷基的PDI类化合物为原料,通过溴化反应、Suzuki反应,引入羟基和苯羟基,合成具有氢键作用的大π共轭的自组装行为的PDI衍生物,探讨最佳实验条件和分离方法。

2、使用核磁共振谱、质谱、元素分析等对合成的化合物进行结构表征,并使用扫描隧道显微镜、荧光光谱仪、紫外可见光谱仪等研究其物理化学性质。

研究计划:2018.1.10~2018.3.3:查阅文献,拟定实验方案,写开题报告,并进行英文翻译,准备实验仪器与实验试剂、材料;2018.2.26~2018.5.1:进行课题的实验部分,进行表征与测试;2018.5.1~2018.5.25:处理实验数据,完成毕业论文。

4. 研究创新点

现有的对pdi类的相关研究主要在其荧光性质和其聚集体的组装,以相关报道的纳米线,纳米棒,纳米棒,纳米球为代表,在有机晶体管,二极管领域发挥重要作用;这类化合物又在其它技术领域,如有机发光二极管、有机场效应晶体管、静电复印感光器、分子开关和分子电线、光收集体系以及有机太阳能电池等得到了应用,从而吸引了更多的研究者的兴趣。

近年来,由于出色的化学结构特点,逐渐应用于自组装结构的研究。

pdi类的化合物由于其苝分子的特殊的大共轭的平面结构,易于形成有规则的单分子膜,已有的研究仅仅在π-π堆叠作用上,却忽视了共轭的平面分子间作用力,该课题的研究着重放在pdi分子在固体表面的自组装现象,致力于开发新型的具有优良导电光敏性质的分子膜,对扩展pdi的利用具有重要价值。

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