基于二氮杂环辛四烯结构的电化学驱动材料的合成及其驱动现象的研究

将电化学能转变为机械能的高分子材料一直是电化学驱动器件研究的热点。本项目拟以苯并二氮杂环辛四烯结构作为可发生可逆构象变化单元，构筑新型的导电高分子共聚物，研究其在电化学氧化还原条件下驱动现象。该类新型导电高分子共聚物的电化学驱动方式不同于传统的导电高分子：它不依赖于掺杂离子迁入迁出时发生的聚合物体积变化，而是取决于高分子链本身在不同氧化还原状态下的链长变化，因此在分子水平的电化学驱动器件的构筑方面有很大的优势。在我们前期工作的基础上，我们拟合成苯并二氮杂环辛四烯与四聚噻吩的共聚物及齐聚物，研究其电化学驱动行为；并通过EC-STM手段，实时、原位地研究其齐聚物在电化学过程中的分子构象及分子链长变化，验证其电驱动动机理，为单分子水平上的电化学驱动提供理论和实验依据。

本项目旨在合成以二氮芳辛为核心结构的高分子材料，研究其在电化学驱动条件下的构象变化，以探索其作为电化学驱动功能材料的可能性。取得的主要成果如下：1.进一步优化了二氮芳辛的合成方法；2.在酸催化条件下制备了基于二氮芳辛结构的梯形共聚物，并研究了其电化学响应过程，采用计算化学的方法预测了其稳定构象；3. 合成了基于二氮芳辛单元与噻吩单元的齐聚物，研究了其电化学行为； 4.合成了基于二氮芳辛单元与噻吩单元的环状结构，研究了其对C60的主客体相互作用；5. 发现了由二氯二氮芳辛制备二氢吡咯[3,2-b]并吡咯的合成方法，研究了芳香性的二氢吡咯[3,2-b]并吡咯向反芳香性的吡咯[3,2-b]并吡咯转化的条件，并对其结构-稳定性关系进行了深入研究。