高压下芳香材料分子内、分子间π-π和CH-π相互作用研究

含有芳香基团的超分子体系在有机电光材料领域有重要的应用前景。其中的π-π和CH-π相互作用是有机超分子体系中重要的弱的相互作用，这种相互作用在很大程度上决定晶体材料的结构和性质。本课题拟以电子-声子相互作用和激子耦合为理论基础，以高压原位光谱（红外吸收、拉曼、紫外-可见吸收、荧光光谱和X射线同步辐射等）技术为主要手段，研究可控的分子内和分子间弱的相互作用模型，探索分子内π电子离域和分子间π-π和CH-π相互作用之间的协同和竞争机制，为新型有机功能材料的合成提供实验依据。本课题拟进行三方面的研究：[1]、高压下分子间π-π和CH-π相互作用的光谱依据及协同和竞争规律研究。[2]、非平面分子中各芳香基团间π-π共轭程度随压强变化关系及光谱依据。[3]、高压下有机发光材料发光性能随压强的变化规律及高压新材料的合成。本课题是具有内容和方法创新的前沿性工作。

芳香材料在有机光电领域有广泛的应用前景，分子间的π-π和CH-π相互作用是重要的分子间弱的相互作用，在很大程度上决定了材料的结构与性能。因此研究分子内和分子间的π-π和CH-π相互作用规律对有机芳香材料结构和性能的关系有一定的意义。同时原位拉曼光谱方法可以为深入研究芳香材料结构和性能提供研究手段。我们首先选取了苯，联苯和萘作为研究对象，利用高压拉曼光谱方法得到了相关分子内和分子间的π-π相互作用规律，得出了振动光谱的相关判据。其次在此基础上，我们选取了苯-二硫化碳和三氯甲烷-苯二元混合体系，得到了分子之间CH-π相互作用的规律。最后将总结的振动光谱规律和判据应用于三噁烷、4,4联吡啶有机金属配合物和四甲基脲等有机体系，为今后的高压有机材料研究提供基础和知识储备。