本文關(guān)鍵詞：基于苯并噻二唑的二維多環(huán)芳烴共軛分子的設(shè)計合成及應用　出處：《南京郵電大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：近年來,隨著對多環(huán)芳烴研究的不斷深入,有機光電材料發(fā)展迅速。眾所周知對于多環(huán)芳烴材料,π共軛體系的增加可以提高分子的器件性能。而隨著π共軛程度不斷增加,穩(wěn)定性越來越差,目前的解決方式是通過在并苯體系中引入高電負性原子或強吸電子基團,降低HOMO能級,提高分子穩(wěn)定性,從而提高其器件性能。在此基礎(chǔ)上,為了獲得性能優(yōu)越的多環(huán)芳烴材料,我們以5,6-二溴苯并噻二唑為核心單元展開了工作,并取得了以下研究成果:(1)在確定了5,6-二溴苯并噻二唑為核心之后,因為5,6-二溴苯并噻二唑兩個溴相鄰,所以我們選擇通過炔鍵環(huán)化的方式來拓展二維共軛體系。為了保證材料的溶解性,和更有效的電荷傳輸,我們選擇了烷基噻吩和雙烷氧基苯為取代基,通過C-H活化,Suzuki偶聯(lián),Sonogashira偶聯(lián)等方法構(gòu)建了兩個炔偶聯(lián)中間體4a,4b。在二氯化鉑的作用下我們得到了炔鍵與一側(cè)取代基構(gòu)成六元環(huán)的產(chǎn)物5a,5b。我們通過Scholl反應進一步使其變成了產(chǎn)物6a,6b,當然其中有一些副反應的產(chǎn)生。而4a,4b在二氯化鈀催化作用下與兩邊取代基都構(gòu)成了五元環(huán)的結(jié)構(gòu)即8a,8b,但有異構(gòu)體的存在。最后通過芴酮偶聯(lián)的方法證實了炔鍵與兩邊取代基生成了雙邊五元環(huán)。這項工作使我們對炔鍵環(huán)化的特性有了深入了解,為以后使用該方法拓展π體系奠定基礎(chǔ)。(2)以Stille偶聯(lián)反應和Scholl反應為主要手段合成了16a和16b兩個螺烯類高度扭曲的共軛分子,二面角達到了44.8°。16a與16b主體結(jié)構(gòu)一樣,唯一區(qū)別在于烷基鏈的不同,16b選用C10支鏈,溶解性優(yōu)于16a,而兩個材料經(jīng)溶液(氯仿)旋涂方法制備了場效應晶體管器件卻差別很大,16b測得的空穴遷移率為3.27×10-2 cm2 V-1 s-1,16a測得的空穴遷移率為1.95×10-4 cm2 V-1 s-1。證明烷基鏈不光能影響溶解性,還能改變堆積方式。(3)設(shè)計并合成了一系列基于苯并噻二唑的線性晶體管材料,結(jié)構(gòu)簡單,合成簡便,但卻具有很好的晶體管性能,其中測得FTC8(7b)的空穴遷移率達到0.177 cm2 V-1 s-1,開關(guān)比為8.32×105。而化合物TFTC12(7a)的空穴遷移率測到0.070 cm2 V-1 s-1,開關(guān)比為2.92×104。這樣的簡單結(jié)構(gòu)獲得這樣的性能,性價比非常高。而且由于TFTC12(7a),FTC8(7b)是以芴酮的形式存在,HOMO分別為-6.13 e V和-5.85 e V,穩(wěn)定性非常好。
[Abstract]:In recent years, with the development of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), organic optoelectronic materials have developed rapidly. The increase of 蟺 conjugated system can improve the performance of molecular devices, but with the increasing of 蟺 conjugation degree, the stability becomes worse and worse. The current solution is to reduce the HOMO energy level and improve the molecular stability by introducing high electronegativity atoms or strong electron-absorbing groups in benzene system. In order to obtain high performance polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) materials, we have carried out the work with 5C6-dibromobenzo-thiadiazole as the core unit, and obtained the following research results: 1) in the determination of 5. After 6-dibromobenzo-thiadiazole is the core, because 5-bromo-6-dibromobenzo-thiadiazole is adjacent to two bromins, we choose to expand the two-dimensional conjugate system by cyclization of acetylene bond, in order to ensure the solubility of the material. And more efficient charge transport, we selected alkyl thiophene and dialkoxy benzene as substituents, and activated Suzuki coupling by C-H. Two alkyne coupling intermediates 4a- 4b have been constructed by Sonogashira coupling method. Under the action of platinum dichloride, we have obtained the product of acetylene bond and one substituent group to form a six-member ring for 5a. 5b.We further made the product 6aah6b by Scholl reaction, and of course there were some side reactions. And 4a. The structure of the quaternary ring is 8a ~ (8) b, which is composed of 4b and the substituents of both sides under the catalysis of palladium dichloride (PD _ (2)). But there are some isomers. Finally, it is proved by the method of fluorenone coupling that the acetylene bond and the two side substituents form a two-sided quaternary ring. This work has made us understand the characteristics of the ring of acetylene bond in depth. It will lay a foundation for the extension of 蟺 system by this method in the future. Two highly twisted conjugated spiroenes, 16a and 16b, were synthesized by Stille coupling reaction and Scholl reaction. The dihedral angle of 44.8 擄. 16a is the same as the main structure of 16b. The only difference is that the C10 branched chain is chosen for different alkyl chain and the solubility is better than that of 16a. However, the hole mobility measured by 16b is 3.27 脳 10 ~ (-2) cm2 V-1 s ~ (-1). The hole mobility measured in 16a is 1.95 脳 10 ~ (-4) cm2 V-1 ~ (-1) s-1.It is proved that alkyl chain can not only affect solubility. A series of linear transistors based on benzothiadiazole have been designed and synthesized, which are simple in structure and simple in synthesis, but have good transistor performance. The hole mobility of FTC8 (7b) was 0.177 cm2 V-1 s-1. The switching ratio is 8.32 脳 10 ~ 5. The hole mobility of compound TFTC _ (1210 ~ (7)) is 0.070 cm2 V ~ (-1) s ~ (-1). The switching ratio is 2.92 脳 10 ~ (4). The performance of this simple structure is very high. Moreover, the TFTC _ (12) / 7a ~ (-1) FTC _ (8) B) exists in the form of fluorenone. The HOMO is -6.13 EV and -5.85 EV, respectively, and the stability is very good.
【學位授予單位】：南京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN304;O621

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本文編號：1383815