齐聚对苯撑乙烯类衍生物的设计合成、光电性能及理论研究

【摘要】：随着信息社会的来到,功能分子材料对信息高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用,是当前国际上的研究热点之一。经过长期的实践,化学家虽然合成出成千上万的化合物,但由于对新材料的需求,人们期望有一套科学的方法来减少材料研究的盲目性,增加理论预见性。由于宏观体系的功能通常是微观分子性质的表现,微观分子的相互排列和组装对宏观体系的功能又有着重大影响。因此,从理论上探讨其电子结构及成键规律,从实验上确定其空间结构和键合方法是该领域研究的重要内容。 本文研究的内容主要包括以下部分: 1.以齐聚对苯撑乙烯为骨架,设计并合成了含有不同推拉电子基团的可用于制备电致发光器件的有机功能分子化合物。并用~1H NMR、IR、MS、~(13)C NMR对他们进行了结构表征。 2.研究了此类分子化合物的紫外光谱和荧光光谱,具有较高的荧光量子效应,随着取代基和共轭链长度的不同,其光致发光也表现出一定的差别;研究了此类分子化合物的稳定性,稳定性很好。 3.用新合成的分子化合物制备了不加电子传输层的电子器件,研究了它们的电致发光性能,启亮电压为3—5伏,说明该化合物发光的同时具有很好的电子传输性能。 4.运用Gaussian98量子化学程序包,采用量子化学方法,对新合成的化合物的基态和激发态进行了几何结构优化,分子轨道成分分析,讨论了不同取代基对分子性质的影响。采用TD-DFT方法计算了分子化合物的电子吸收和发射光谱,对发光和电子跃迁机理进行了理论分析。设计了齐聚苯撑乙烯主链中含有哒嗪环的化合物,从理论上研究了其电子吸收和发射光谱,说明该化合物具有发光性能。 5.利用从头算ab initio HF和密度泛函理论(DFT)/B3LYP方法。对有机功能分子哒嗪衍生物进行了电子性质和异构化反应的理论研究,获得了各反应通道的详细中间体,过度态,对中间体的稳定性以及异构化过程的结构改变进行了比较分析,确认最佳反应路径,合理的解释了已有的实验结果。