齐聚芴类化合物的设计与合成

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有机共轭高分子由于在有机电致发光二极管、有机太阳能电池以及有机场效应晶体管等领域的广泛应用,已成为一种重要的有机光电功能材料。随着光电材料的迅速发展,近几年来单分散共轭有机小分子聚合物(齐聚物)成为开发新型功能材料的研究热点。齐聚物相对分子质量介于小分子和高分子聚合物之间,和共轭高分子聚合物相比,齐聚物具有分子组成明确、缺陷少、易提纯、溶解性好等优点,不仅被广泛用于齐聚物构效关系研究以及光电器件制备,而且由于其确定的分子结构和分子长度,更易形成特定的凝聚态结构,在精确控制超分子结构方面显示出比聚合物更大的优势。更为重要的是,齐聚物不仅具有明确的相对分子质量,而且不存在高分子聚合物难以避免的端基效应,可以明显提高其荧光量子产率及光电性能。   课题组前期对芴类聚合物的研究结果表明,齐聚芴可作为导电高分子的理想替代物制备一系列性能优良的光电材料及电活性材料。本课题采用发散/收敛方法制备末端含缺电子基团的齐聚芴,首先通过发散式的逐步增长过程合成含有重复单元的共轭齐聚芴的分子片段,再将片段官能化后通过Suzuki交叉偶联反应制备共轭齐聚芴分子。这种合成路线要求在分子片段的发散合成过程中,每一步都可以在分子结构端基保留一个可继续反应或可转变为反应活性基团的端基。在实验过程中发现,分子结构中含溴碘两种取代基的芴衍生物可通过高选择性Suzuki交叉偶联反应制备保留溴取代基的芴衍生物关键中间体,此项研究结果解决了本课题后续研究中涉及齐聚芴分子合成的关键问题。利用Suzuki钯催化交叉偶联反应的高选择性(主要针对于溴碘取代基),通过合理的合成路线设计,制备出分子末端为吸电子基团(氟苯)的目标分子齐聚芴,并通过NMR对合成的目标产物进行表征和确认。
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