硼氮/氮磷杂三角烯及衍生物:设计合成与可控超分子自组装研究

Organic functional materials are based on the assembly of organic molecules via intermolecular interactions, the starting, and innovation point for the development of organic functional materials is to design and synthesize organic molecules which have unique characters and assembly functions. Being as part of graphene, as well as one of the non-Kekule compounds, triangulene shows important research value and potential applications in the organic electronics area. All-carbon composited triangulene without substitution is unstable and decomposite very quickly, this hinders the further study. In the present proposal, we are aiming to induce different boron-nitrogen, nitrogen-phosphorus and substitutes which have various electric effects, volumes and stereoscopic structures to adjusting their physicochemical characters. The uniqueness of the target molecules lies in that the boron/ phosphorus atoms have empty orbitals for introducing many kinds of functional groups, and can form chiral enantiomers with different intrinsic cavities. With the help of intermolecular pi-pi interaction, coordination as well as charge transfer and other molecular interactions, we can realize the supermolecular self-assembly between the target molecules and transition/ rare earth metals through multi-component diffusion and electrochemical crystallization. We will get organic functional materials with the special performance, and establish the structure-effect relationship between material structure and its performance, then we can further explore the application of assembly materials in molecular devices.

有机功能材料是由有机分子通过分子间相互作用组装而成的，合成具有特殊本征性质和组装功能的有机分子，是当前有机功能材料领域研究的出发点和创新点。三角烯是一类 “非凯库勒”式的石墨烯片段，在有机电子学领域具有非常重要的研究价值和应用前景。纯碳基且无取代基的三角烯极不稳定，容易发生降解，从而限制了进一步的研究。本项目利用向三角烯中引入了具有不同电子效应、体积大小和立体结构的硼氮/氮磷体系和取代基，以期实现对其物理化学性质的有效调控。目标分子的独特性在于硼/磷原子都具有可供引入不同功能基团的空轨道，可形成具有不同内禀空腔的手性对映体，再借助分子间pi-pi作用、配位作用以及电荷转移等分子间相互作用，通过多组份扩散和电化学结晶等方法，实现目标分子与过渡/稀土金属和杂多酸客体分子的超分子自组装，最后得到具有特殊性能的有机功能材料，并建立材料结构与性能之间的构-效关系，深入探索组装材料在分子器件中的应用。

有机功能材料是由有机分子通过分子间相互作用组装而成的，合成具有特殊本征性质和组装功能的有机分子，是当前有机功能材料领域研究的出发点和创新点。三角烯是一类 “非凯库勒”式的石墨烯片段，在有机电子学领域具有非常重要的研究价值和应用前景。纯碳基且无取代基的三角烯极不稳定，容易发生降解，从而限制了进一步的研究。本项目利用向三角烯中引入了具有不同电子效应、体积大小和立体结构的硼氮/氮磷体系和取代基，以期实现对其物理化学性质的有效调控。目标分子的独特性在于硼/磷原子都具有可供引入不同功能基团的空轨道，可形成具有不同内禀空腔的手性对映体，再借助分子间pi-pi作用、配位作用以及电荷转移等分子间相互作用，通过多组份扩散和电化学结晶等方法，实现目标分子与过渡/稀土金属和杂多酸客体分子的超分子自组装，最后得到具有特殊性能的有机功能材料，并建立材料结构与性能之间的构-效关系，深入探索组装材料在分子器件中的应用。