含芳雜環(huán)不對稱二芳烯的合成、性質(zhì)及在光存儲中的應(yīng)用研究.pdf

1、二芳基乙烯因具有良好的光致變色性能，優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和抗疲勞性，在高密度光信息存儲、光控分子開關(guān)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。目前，新型二芳烯分子的設(shè)計(jì)合成及性質(zhì)研究是光電材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
　　 本論文設(shè)計(jì)合成了35種新型不對稱光致變色全氟二芳烯分子，其中25種培養(yǎng)成晶體，22種通過單晶衍射對其晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了解析。系統(tǒng)研究了芳雜環(huán)的種類、取代基的供/吸電子能力和取代位置對該類化合物光電性質(zhì)的影響，初步探索了吡咯—噻吩型二芳烯在全息

2、偏振光存儲中的應(yīng)用。取得的主要?jiǎng)?chuàng)新性成果如下：
　　 1．首次設(shè)計(jì)合成了系列吡咯—噻吩型不對稱二芳烯分子，并系統(tǒng)研究了其光化學(xué)和電化學(xué)性質(zhì)，結(jié)果表明：取代基的供/吸電子能力對該類化合物光電性質(zhì)有顯著影響。一方面，與末端苯環(huán)不含供/吸電子取代基的母體化合物相比，在末端苯環(huán)對位引入不同供/吸電子取代基，化合物的量子產(chǎn)率、最大吸收波長和熒光量子產(chǎn)率都有明顯的增大，并隨取代基供/吸電子能力的增大而增大。而其熒光發(fā)射波長明顯減小。另一方面

3、，相對于吸電子取代基，含供電子取代基的化合物具有較大的摩爾消光系數(shù)、熒光發(fā)射波長和閉環(huán)態(tài)能隙，而具有較小的熒光量子產(chǎn)率和開環(huán)態(tài)能隙。
　　 2．系統(tǒng)研究了取代基(氰基、氟原子、甲氧基)及其取代位置對吡咯—噻吩型二芳烯化合物光電性質(zhì)的影響，結(jié)果表明：取代基及其取代位置對該類化合物光電性質(zhì)有顯著影響。一方面，與末端苯環(huán)不含取代基的母體化合物相比，在末端苯環(huán)任一位置引入不同的取代基，化合物的最大吸收波長和量子產(chǎn)率都有明顯的增大，而其熒

4、光發(fā)射波長明顯減小。另一方面，取代基的取代位置對其光電性質(zhì)也有顯著影響。
　　 3．首次設(shè)計(jì)合成了吡咯—芳雜環(huán)型不對稱二芳烯化合物，并考察了芳雜環(huán)種類對該類化合物光電性質(zhì)的影響，結(jié)果表明：芳雜環(huán)種類對該類化合物光電性質(zhì)有顯著影響。與六元芳環(huán)相比，含五元芳雜環(huán)的二芳烯化合物具有較大的閉環(huán)量子產(chǎn)率、開環(huán)態(tài)最大吸收波長、熒光調(diào)制效率和熒光量子產(chǎn)率，而具有較小的開環(huán)量子產(chǎn)率及閉環(huán)態(tài)最大吸收波長；在五元芳雜環(huán)或六元芳環(huán)上引入N原子后，相應(yīng)

5、化合物的量子產(chǎn)率、熒光發(fā)射波長、熒光調(diào)制效率和熒光量子產(chǎn)率將有明顯增大；與含單環(huán)芳雜環(huán)(噻吩、噻唑、苯、吡啶)二芳烯化合物相比，含雙環(huán)芳雜環(huán)(苯并噻吩、苯并呋喃、吲哚、萘)二芳烯化合物具有較大的熒光量子產(chǎn)率。
　　 4．系統(tǒng)研究了氰基位置及吡咯環(huán)的特性對吡咯—噻吩型二芳烯分子光電性質(zhì)的影響，結(jié)果表明：氰基位置及吡咯環(huán)的特性對該類二芳烯分子光電性質(zhì)有顯著影響。一方面，當(dāng)氰基連接在吡咯環(huán)活性碳原子上時(shí)，化合物的摩爾消光系數(shù)、量子產(chǎn)率

6、、熒光發(fā)射波長、熒光調(diào)制效率和熒光量子產(chǎn)率顯著增加，而其閉環(huán)態(tài)最大吸收波長明顯減小。另一方面，吡咯—噻吩型二芳烯體系和對應(yīng)的雙噻吩二芳烯體系相比，具有較大的閉環(huán)態(tài)最大吸收波長、閉環(huán)量子產(chǎn)率、熒光發(fā)射波長和熒光調(diào)制效率。而具有較小的開環(huán)態(tài)最大吸收波長、開環(huán)量子產(chǎn)率和開閉環(huán)摩爾消光系數(shù)。
　　 5．首次設(shè)計(jì)合成了系列噻唑—噻吩型不對稱二芳烯分子，并系統(tǒng)研究了其光化學(xué)和電化學(xué)性質(zhì)，結(jié)果表明：取代基的供/吸電子能力對該類二芳烯化合物光電