【摘 要】
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20世纪70年代初第一个“有机金属”TTF-TCNQ被发现以后,人们对TTF及其衍生物进行了广泛的研究。近年来,由于TTF独特的结构和性质在材料化学和超分子化学等诸多领域显示出诱人
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20世纪70年代初第一个“有机金属”TTF-TCNQ被发现以后,人们对TTF及其衍生物进行了广泛的研究。近年来,由于TTF独特的结构和性质在材料化学和超分子化学等诸多领域显示出诱人的应用前景。本文设计合成了一系列目标化合物,通过实验和量子化学计算,研究了其光物理性质和电化学性质。主要研究成果如下: 1.合成了具有D-π-A共轭体系的新型1,3-二硫杂环戊烯衍生物:10-(4,5-二硫苄基-1,3-二硫杂环-2-叶立德)蒽-9(10H)-酮,通过表征确定了其结构。光电流测试结果发现,化合物在70 mW·cm2的白光照射下可以产生快速、稳定和可逆的光电流,说明具有较好的光电转换性能,为开发新型光电材料提供了实验基础。 2.以对苯二胺和联苯胺为原料设计合成了9种新型π-extended TTF衍生物,获得到了系列单晶。通过晶体结构测试和分析表明,化合物为非平面构象,两个1,3-二硫杂环在同一个平面上。其中,合成的含氰基的π-extended TTF衍生物形成了三维的超分子结构。 3.研究了系列π-extended TTF衍生物的热稳定性、光物理、电化学等性质,研究结果表明,所合成的化合物中2a(N,N-4,5-二硫甲基-1,3-二硫环戊烯-2-叶立德-苯-1,4-二胺)和3a(N,N-4,5-二硫甲基-1,3-二硫环戊烯-2-叶立德-联苯-1,4-二胺)的分解温度都超过240℃,说明具有较好的热稳定性。其中,3a和3b(N,N-4,5-二乙硫撑基-1,3-二硫环戊烯-2-叶立德-联苯-1,4-二胺)的给电子能力优于TTF母体,所以,合成的化合物3a和3b是一类优良的新型电子给体。 4.利用其X-射线晶体结构作为输入几何构型，运用Gaussian03程序，采用密度泛函(DFT)方法在B3LYP/6-31+g(d,p)水平上计算了化合物的单点能。计算结果表明,含联苯胺与含苯胺的π-extended TTF衍生物相比其能隙降低,给电子能力增强,理论计算和实验结果基本吻合。这一研究为进一步设计新型功能分子提供了理论指导。
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