【摘要】：稠合噻吩類化合物作為一類新型的有機(jī)半導(dǎo)體材料,受到人們廣泛的關(guān)注。其中并五噻吩是由五個(gè)噻吩環(huán)稠合在一起,S原子的聚集程度非常高,容易形成多種分子間作用力,且具有很好的穩(wěn)定性和平面性。本論文以三種并三噻吩為構(gòu)筑模塊,合成了六種新的并五噻吩同分異構(gòu)體,并對(duì)部分目標(biāo)化合物的OFETs性能進(jìn)行了初步表征。論文主要分為以下幾個(gè)部分:1)以二噻吩并[3,2-b:2',3'-d]噻吩(tt-DTT)為構(gòu)筑模塊,與單噻吩硼酸酯經(jīng)Suzuki偶聯(lián)得到三種偶聯(lián)(α-β偶聯(lián)、β-β偶聯(lián)、β-α偶聯(lián))產(chǎn)物。這三種偶聯(lián)產(chǎn)物分別通過(guò)不同的硫代試劑(Ph(SO_2)_2S、(SnBu_3)_2S)關(guān)環(huán),得到中間體TMS-PTA-1(7)、TMS-PTA-2(11)、TMS-PTA-3(15),其中使用(SnBu_3)_2S關(guān)環(huán)的產(chǎn)率相對(duì)(PhSO_2)_2S較高。這三種中間體在三氟乙酸的作用下,最終以18%、26%、12%的總產(chǎn)率分別得到PTA-1、PTA-2、PTA-3。所有中間體都經(jīng)過(guò)~1H NMR、~(13)C NMR、HRMS和IR的鑒定,目標(biāo)化合物PTA-1、PTA-2、PTA-3的結(jié)構(gòu)經(jīng)HRMS、IR和元素分析的鑒定。對(duì)目標(biāo)化合物PTA-1進(jìn)行真空梯度升華,并利用真空氣相沉積的方式制備薄膜,通過(guò)加工有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管對(duì)場(chǎng)效應(yīng)性能進(jìn)行初步表征,其遷移率為2.26×10~(-2) cm~2 V~-11 s~(-1),開(kāi)關(guān)電流比為10~4。2)以二噻吩并[2,3-b:3',2'-d]噻吩(bb-DTT)為構(gòu)筑模塊,分別通過(guò)NBS溴代、Suzuki偶聯(lián),C_2Br_2Cl_4溴代,(SnBu_3)_2S關(guān)環(huán)得到重要中間體TMS-PTA-4(23),最后在三氟乙酸作用下脫去TMS基團(tuán),以35%的總產(chǎn)率得到PTA-4。所有中間體都經(jīng)過(guò)~1H NMR、~(13)C NMR、HRMS和IR的鑒定,目標(biāo)化合物PTA-4的結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)HRMS、IR和元素分析的鑒定。對(duì)目標(biāo)化合物PTA-4進(jìn)行真空梯度升華,并利用真空氣相沉積的方式制備薄膜,通過(guò)加工有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管對(duì)場(chǎng)效應(yīng)性能進(jìn)行初步表征,其遷移率為5.51×10~(-2) cm~2 V~-11 s~(-1),開(kāi)關(guān)電流比為10~5。3)以二噻吩并[3,2-b:2',3'-d]噻吩(bt-DTT)為構(gòu)筑模塊,利用其兩側(cè)α位活性不同,在其兩側(cè)分別進(jìn)行溴代,溴遷移,Suzuki偶聯(lián),偶聯(lián)產(chǎn)物分別通過(guò)不同的硫代試劑(Ph(SO_2)_2S、(SnBu_3)_2S)關(guān)環(huán),得到中間體TMS-PTA-5(32)、TMS-PTA-6(40),其中使用(SnBu_3)_2S關(guān)環(huán)的產(chǎn)率都會(huì)比(PhSO_2)_2S高。這兩種中間體在三氟乙酸作用下脫去TMS保護(hù)基團(tuán),最終以25%、20%的總產(chǎn)率分別得到PTA-5、PTA-6。所有中間體都經(jīng)過(guò)~1H NMR、~(13)C NMR、HRMS和IR的鑒定,目標(biāo)化合物PTA-5、PTA-6的結(jié)構(gòu)都經(jīng)過(guò)HRMS、IR和元素分析的鑒定。
【圖文】：

07(electron)97(hole)PNBDOPN-DNBT - 為單晶器件；(v) 真空沉積法； (s)溶液加工法; (p) 噴墨打印法電流比 Ion/Ioff值是在不同柵壓范圍內(nèi)測(cè)得的，，因此相互之間沒(méi)有可對(duì)比.2 有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的基本結(jié)構(gòu)及性能參數(shù)FETs 的基本結(jié)構(gòu)場(chǎng)效應(yīng)晶體管由基底、柵極、絕緣層、有機(jī)半導(dǎo)體層、源漏電極極位置不同，它可分為底柵結(jié)構(gòu)和頂柵結(jié)構(gòu)，直接與基底連接的為頂柵結(jié)構(gòu)。根據(jù)電極與絕緣層的位置不同，可分為頂接觸和底與絕緣層挨著的為底接觸，反之為頂接觸。總的來(lái)說(shuō)，可以分為頂接觸、頂柵底接觸、底柵頂接觸、底柵底接觸，如圖 1-1 所示結(jié)構(gòu)是底柵頂接觸構(gòu)型。

圖 1-28 四個(gè)化合物分子間相互作用和場(chǎng)效應(yīng)性能個(gè)化合物，隨著分子結(jié)構(gòu)的變化，它們分子間作用力從 S-S 相互作用、S-π 相互作用、S-π 相互作用和 S-S 相互作用共存，變化，從沒(méi)有場(chǎng)效應(yīng)性能變?yōu)?0.52 cm2V-1s-1、2.2 cm2V-1s-1、0.我們發(fā)現(xiàn)：1）隨著取代基的變化，分子間作用力呈現(xiàn)規(guī)律性的用力為載流子的傳輸提供另外一個(gè)通道。bt-DTT 及其衍生物的有機(jī)半導(dǎo)體材料是合成還是 OFETs 的應(yīng)用，tt-DTT 和 bb-DTT 報(bào)道的已經(jīng)很報(bào)道的卻很少。有關(guān) bt-DTT 的合成，最早報(bào)道的是在 1971 年化合物 46 為原料，經(jīng)過(guò) NBS 溴代，n-BuLi 奪溴加入硫粉，生u2O 氧化得到 bt-DTT。
【學(xué)位授予單位】：河南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN386;O626.12

【參考文獻(xiàn)】

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1 高秀秀;聯(lián)噻吩雙負(fù)離子化策略應(yīng)用于新結(jié)構(gòu)環(huán)八四噻吩的合成及新結(jié)構(gòu)噻吩[7]螺烯的合成嘗試[D];河南大學(xué);2017年

2 韓輝;二噻吩并芳雜環(huán)化合物及五元噻吩螺烯的合成研究[D];河南大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2648415