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自1973年Ferraris等报道了第一个有机金属TTF-TCNQ以来,引起了国内外众多化学和物理学家的广泛兴趣。TTF及其衍生物不仅是分子导体的构成部分,而且作为构筑模块在材料化学领域显示出了诱人的应用前景。理论和实验研究证明,作为TTF构成单元的1,3-二硫杂环戊烯是更优良的电子给体。近年来,具有D-π-A共轭体系的1,3-二硫杂环戊烯衍生物的合成及其功能特性研究成为人们关注的热点。 本工作设计合成了6种具有D-π-A共轭体系的1,3-二硫杂环戊烯衍生物:1,3-二硫杂环戊烯-2-叶立德-(4-硝基-苯基)-亚胺;4,5-二-硫甲基-1,3-二硫杂环戊烯-2-叶立德-(4-硝基-苯基)-亚胺;4,5-二-硫亚甲基-1,3-二硫杂环戊烯-2-叶立德-(4-硝基-苯基)-亚胺;4,5-二-硫苄基-1,3-二硫杂环戊烯-2-叶立德-(4-硝基-苯基)-亚胺;4,5-二-硫十二烷基-1,3-二硫杂环戊烯-2-叶立德-(4-硝基-苯基)-亚胺和2-(4,5-二-硫十二烷基-1,3-二硫杂环戊烯-2-叶立德)-丙二腈。利用FT-IR,~1H NMR,MS(EI)和UV-Vis等进行了表征,确定了化合物的结构;利用循环伏安法对它们的电化学行为进行了研究。结果表明,当1,3-二硫杂环上的氢原子被烷基链取代后,化合物的氧化电位减小;而且随扫描速度的增加,各体系氧化还原过程的可逆程度减小。 运用量子化学密度泛函的方法,在6-31G~*水平上对分子的几何构型进行了优化,讨论了化合物的电子结构和前线分子轨道能级分布;在此基础上,运用TD-DFT方法计算了体系的电子光谱,计算结果和实验值基本一致;采用TDHF方法计算了体系的二阶非线性光学系数,通过结构-性能关系的讨论,发现增强化合物中电子给体和受体的性能都可以提高化合物的β值。