现代C−F键形成方法在含氟π-电子砌块设计合成中的应用研究

During the past several decades, the introduction of fluorinated units along the conjugated backbone has emerged as a successful strategy for further fine-tuning the physical and chemical properties of organic optoelectronic materials. Many fluorinated π-conjugated fragments have been designed and synthesized, however they still suffer some limitations: 1) the diversities of frameworks are still not enough; 2) multi-step synthesis (low yield & high cost). Herein, the project meet those challenges and focus on the discovery and efficient synthesis of fluorinated π-conjugated fragments by using modern carbon−fluorine bond forming Reactions. Furthermore, we will utilize these novel fluorinated π-conjugated fragments to construct high-performance fluorinated organic optoelectronic materials. In general, our research provides opportunities to cut the cost in the synthesis of well-known important fluorinated π-conjugated fragments and approach novel fluorinated π-conjugated fragments, which might be difficult or impossible to build by traditional methods.

由于在有机光电材料分子中存在明显“氟效应”，近年来设计合成新型含氟有机光电材料是有机光电材料开发中的热点之一。发展含氟有机光电材料分子的创新关键在于新型含氟π-共轭砌块的开发。然而，目前对含氟π-共轭砌块的研究依然存在一些问题：1）种类依然较少，多样性不够； 2）步骤繁琐、官能团兼容性差、收率低，成本高。基于此，本项目以在有机电子学中具有重要作用的“含氟有机电子砌块”为研究对象，从有机光电材料结构与性质之间的关系出发，拟利用目前涌现出来的许多现代C‒F键形成方法，发展高效、简捷的催化系统，实现己知重要含氟共轭砌块高效、简洁合成;设计合成新型含氟有机电子砌块。在此基础上，应用这些含氟有机电子砌块构筑具有优异光电性能的新型含氟有机光电材料特别是有机光伏材料其中包括有机小分子及高分子。

本项目以在有机电子学中具有重要作用的的“含氟有机电子砌块”为研究对象，拟发展现代C‒F键形成方法，发展高效、简捷的催化系统，完成新型含氟有机电子砌块的设计合成，实现己知重要含氟共轭砌块高效、简洁合成，为有机电子学中新材料的开发注入活力与源动力。研究中，我们侧重于“有机氟化学”与“有机硅化学”的有机结合，最终发展了一系列卓有成效的合成方法学，开发了一系列新颖的π-共轭骨架，并成功应用于有机太阳电池，作为受体或给体材料，取得了优异的光电转化效率。通过此项目的执行，我们发表了SCI 论文8 篇。其中包括Angew. Chem. Int. Ed.3 篇；Nat. Commun.2篇；ACS Catal. 1篇；Chem. Sci. 1篇；1篇Eur. J. Org. Chem.。