新型硼桥联梯形pi-共轭分子材料的设计合成及性能研究

梯形pi-共轭分子和有机硼pi-共轭分子是当前有机光电功能材料研究领域备受关注的两个研究方向，本项目旨在将梯形pi-共轭分子的刚性共平面结构特性与硼元素的轨道特性相结合来构筑新型有机光电功能材料，即硼桥联梯形pi-共轭分子材料。基于该设计思想，本项目将设计合成一系列硼桥联梯形pi-共轭分子，如硼桥联LOPP（ladder-type oligo(p-phenylene)s）及其外围芳基取代的衍生物以及硼氮混合桥联LOPP等；在此基础上，系统研究所得pi-共轭分子的光电性能，结合理论计算，探讨分子结构与光电性能间相互关系的一些内在规律，从而为优化分子结构设计发展性能优异具有应用前景的有机光电功能材料提供指导；同时并对所得pi-共轭新材料的应用研究进行初步探索，如作为高效率发光材料、高迁移率载流子传输材料用于制备有机光电器件以及作为高灵敏度化学传感器用于选择性识别Lewis碱等。

在本项研究基金的支持下，我们设计合成了一类新型的同时含有给电性N原子和吸电性B原子作为桥原子的梯形π-共轭体系，B,N-桥联的对三联苯，N原子和B原子的引入使得该体系既具有氧化能力也具有还原能力，有望用作双极性载流子传输材料。另外我们利用硼元素在构建具有高固态荧光效率的发光材料方面也进行了一些探索，设计合成了侧链二米基硼取代的四联苯衍生物，侧链二苯氨基取代的三联苯衍生物以及o,o’-位含有给电性氨基和吸电性硼取代基的联苯化合物，其中o,o’-位含有给电性氨基和吸电性硼取代基的联苯化合物具有非常独特的光电性能，这类化合物不仅具有高的固态荧光量子效率，而且Stokes位移大，发射波长长，这些独特的光电性能是通过对其它的π-共轭体系进行结构上的修饰所难以获得的。这些系统的研究工作和结果将会为进一步设计开发新型的有机硼光电功能材料提供一定的依据和理论指导。