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二苯并环戊搭烯衍生物因为具有较大的π-共轭体系,很好的平面结构以及较高的稳定性,具备应用于有机半导体器件的潜在优势。分子中苯环数目的增加,有利于分子间的π-π重叠和堆积以及电荷的传输,但同时也带来了合成困难等缺点,因此开发新的合成该类化合物的方法就受到科学家的广泛关注。电子转移是化学和生物学领域最基础的过程之一。混合价化学是目前研究电子转移过程的重要手段,在过去40年中得到了广泛的应用和发展。然而混合价化学在研究电子转移过程中仍然存在一定的局限性,尤其是当两个氧化还原中心间被长程分子导线相隔时,电子转移过程的检测受到化合物电化学裂分及溶解度的限制。因此本论文主要就二苯并环戊搭烯衍生物的新合成方法和多苯环桥基诱导有机-无机给受体中心长程电子转移过程两方面展开研究,主要取得以下几方面进展: 1.发展了钯催化的碘代二苯乙炔分子间的偶联串联反应,以较好的产率合成一系列二苯并环戊搭烯衍生物,并结合理论计算对该反应机理进行了合理推导。该反应以醋酸钯和四丁基醋酸铵作为共催化剂,四丁基醋酸铵在反应中起到还原剂和稳定钯纳米颗粒的双重作用。此外发现二蒽并环戊搭烯是第一个具有较好的发光性能的环戊搭烯衍生物。 2.通过卤代二苯并环戊搭烯与二苯胺的Buchwald-Hartwig反应,合成四个三芳胺取代的二苯并环戊搭烯衍生物,系统的研究了该类化合物的光电性质,结合理论计算对该类化合物单电子氧化状态时的电子转移过程进行归属。 3.设计合成一系列多苯环桥联的环金属钌和三芳胺杂化的(Ru-N)电子给体化合物,对该类化合物中电子转移过程展开深入研究,发现当给受体间距离为27.85(A)时,分子中仍然存在微弱的电子转移过程。一系列化合物中电子偶合常数成指数哀减,直线斜率为-0.137(A)-1,推断电子长程转移的机制为超交换隧穿效应。结合理论计算对实验结果进行了合理论证。 4.设计合成一系列多苯环桥联的环金属锇和三芳胺杂化的(Os-N)电子给受体化合物,系统的研究了该类化合物的电子转移过程,并与(Ru-N)电子给受体化合物的电子转移过程进行对比,研究发现(Os-N)化合物中电子衰减直线斜率为-0.205(A)-1,表明Os-N化合物中电子转移过程受距离影响更大。