新型多环芳烃Bisanthene衍生物的设计、合成与性质研究

Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) with extended π-conjugation play a significant role as novel organic functional materials on organic electronics. As a family member, bisanthene has good characters such as small band gap and planar diene structure, it can serve as a good building block to construct new PAHs by appropriate design and chemical modifications. In this project, we plan to synthesize the TTF and TCNQ derivatives with quinoid bisanthene as the core. On one hand, the π system of bisanthene can decrease the Coulombic repulsion in the ionized state. On the other hand, the π system of quinoid bisanthene could result in highly ordered molecular aggregation at solid state. Therefore, these TTF and TCNQ derivatives should be potential electron donor or acceptor materials. Lastly, they are potential aromatic near infrared dyes because the extention of π system could shift the absorption of quinoid bisanthene to the longer wavelength. In addition, we plan to introduce the heteroatoms into the meso-positions of quinoid bisanthene, and then study the effects of these heteroatoms on the photoelectronic properties and self-assembly behaviors of quinoid bisanthene. These bisanthene-based PAHs not only enrich the family of PAHs, but also provide new materials for organic electronics..

多环芳烃共轭体系作为一种新型的有机功能材料，在有机电子学领域占据着举足轻重的地位。其家族成员Bisanthene具有优异的特性，如相对较小的分子能级及平面共轭双烯结构，可以进行化学修饰来合成新型多环芳烃。本项目拟合成以醌式Bisanthene为核心的TTF,TCNQ衍生物：在离子状态下Bisanthene的大π体系能有效的降低双离子内部的库伦斥力,从而稳定双离子；醌式Bisanthene的π体系能促使分子在固体状态下的有序堆砌。因此，以醌式Bisanthene为核心的TTF,TCNQ衍生物应是较好的电子给体、电子受体材料。最后，由于醌式Bisanthene的共轭体系进一步扩大，其在近红外区应有较强的吸收，作为潜在的以芳香体系为骨架的近红外染料。另外，本项目拟在醌式Bisanthene的 meso-位置嵌入杂原子，研究杂原子对醌式Bisanthene的光电性质及自组装性能的影响。

共轭小分子作为一种新型的有机功能材料，在有机电子学领域占据着举足轻重的地位。本项目拟在醌式Bisanthene的 meso-位置嵌入杂原子（S、N、O），研究杂原子对醌式Bisanthene的光电性质及自组装性能的影响。首先制备硫酮和重氮化合物，然后再依次通过Barton-Kellogg反应、还原反应生成烯烃前体，最后进行光照关环反应，因为单边关环产物不具备均苯乙烯类结构骨架，不能进一步发生反应生成目标产物。另外，本项目还设计合成以苯基为中心，周围对称连接三个萘二酰亚胺侧臂的星状分子、二氰基取代的2,3-萘酰亚胺两种结构分子，其具有良好的电子受体特性，可作为潜在的n-型半导体材料。最后，本项目还合成了带有三个羧酸基的新型三维对称结构的 hexa-peri-hexabenzocoronene分子。发现该分子通过分子间氢键自组装成一种高度多孔和刚性的二维蜂窝状网络结构，这种网络结构因为具有足够大的内部空腔，可以作为主体分子来盛装尺寸相符的客体分子。