【摘 要】
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苝是经典的多环芳烃分子之一。苝及其衍生物凭借其独特的光电性质在有机发光二极管、有机太阳能电池以及有机光敏染料等领域有广泛的应用价值。遗憾的是,苝分子母核的功能化修饰难,没有选择性,尤其是其ortho-位的化学修饰,从而极大地限制了苝核共轭功能分子的发展。目前,苝类化合物中研究最多的是苝二酰胺类化合物(PDIs),其功能化修饰也是一项挑战性的难题。开发新型苝类化合物,丰富苝类化合物的种类具有重要的意
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苝是经典的多环芳烃分子之一。苝及其衍生物凭借其独特的光电性质在有机发光二极管、有机太阳能电池以及有机光敏染料等领域有广泛的应用价值。遗憾的是,苝分子母核的功能化修饰难,没有选择性,尤其是其ortho-位的化学修饰,从而极大地限制了苝核共轭功能分子的发展。目前,苝类化合物中研究最多的是苝二酰胺类化合物(PDIs),其功能化修饰也是一项挑战性的难题。开发新型苝类化合物,丰富苝类化合物的种类具有重要的意义。值得注意的是,五元稠合的多环芳烃化合物,由于其独特的物理性质,如电子受体能力,低能级带隙等,是被广泛认可的、潜在的有机功能分子材料。然而由于此类功能分子的稠合方法有限、溶解性差、合成步骤较长等,限制了其发展与应用。在本文中,我们通过构建新型苝核,得到了2,5,8,11-四溴-1,6,7,12-四丁氧基-苝(Per-4Br)。在此基础上,对Per-4Br展开了功能化修饰及多环芳烃的构筑。本文主要内容如下:(1)在新型苝核Per-4Br基础上,我们探索了其取代反应和Suzuki偶联反应的兼容性,得到了ortho-位不同取代基(氰基、甲氧基、三苯胺基、对苯甲醛基)的修饰物。实验结果发现ortho-位的取代基可对新型苝核的光电等物理性质进行调控,且为构建稠合的高阶分子提供了可能。(2)在新型苝核(Per-4OMe)的基础上,我们在其peri-位引入稠合的五元环,构建了二茚并苝衍生物。实验发现五元环的引入,可以降低化合物的HOMO和LUMO能级,并减小其分子能级带隙差。这样不但增强了苝核多环芳烃良好的受电子能力,也发展了一类潜在的新型窄带隙功能分子材料。(3)通过共轭体系的延伸,我们设计了二茚并四萘嵌苯衍生物,进一步发展低带隙的近红外染料和有机电子材料。经过前期的探索,我们成功得到了环化前体,为后期目标分子的构建以及高阶萘嵌苯衍生物的合成提供了可能。此外,通过DFT和TD-DFT理论计算我们讨论了目标分子的优化结构和电子跃迁等特征。
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