新型醌式exTTF超分子体系的构筑及光电功能研究

新型纳米电子给体（D）和电子受体（A）超分子体系的构筑是人工太阳能体系和光伏材料器件的重要研究内容。本申请根据有机D-A超分子体系中的电子转移基本原则，设计合成含功能链接基的Bis-exTTF和Tri-exTTF超分子主体化合物以及含有分子平台结构单元（如杯芳烃、硫桥杯芳烃和环三藜芦烃）的exTTF-Calix、exTTF-TCA和exTTF-CTV等超分子主体化合物。通过现代谱学、光谱电化学、LB膜和SAM膜技术研究他们作为电子给体（D）和有机电子受体（A）（如四氯苯醌、富勒烯和碳纳米管等）的分子间电子转移行为。结合量子化学计算结果，探讨离子、构象、弱相互作用和空间拓扑等因素对D-A超分子体系中分子间电子转移作用的影响。构筑基于exTTF的优良电子转移超分子体系，阐明有机D-A超分子作用体系过程中的识别、组装和能量转移规律，为人工光合作用、有机光电子及光伏器件提供模型和基础材质。

本项目合成了系列醌式exTTF化合物，主要包括含有吸电子基团的exTTF化合物、含有荧光基团的exTTF化合物以及具有杯芳烃或硫桥杯芳烃的分子平台exTTF化合物。在合成方法上进行了积极探索，尤其是利用Mitsunobu反应可以有效合成exTTF化合物。通过电化学方法、紫外和荧光光谱方法研究了基于合成的exTTF化合物和电子接受之间的分子间电子转移行为。结果表明特定的金属离子可以促进分子间的电子转移，电子转移不但与电子接受体的供电子能力有关，而且与电子接受体的接受能力、构象等有关。项目研究对于开发新型电子转移体系和在光伏材料的应用等方面具有重要的指导意义和研究价值。