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Angew. Chem. 化學(xué)所張德清課題組設(shè)計(jì)合成了含有兩個(gè)薁單元的新型共軛分子

來(lái)源:中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所      2020-04-17
導(dǎo)讀:中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所有機(jī)固體實(shí)驗(yàn)室的張德清研究員課題組最近成功開(kāi)發(fā)了一類新型的非苯型二維有機(jī)共軛分子:含有兩個(gè)五元環(huán)和兩個(gè)七元環(huán)(薁單元)的二環(huán)庚三烯并玉紅?。―HR)。

非苯型的共軛分子骨架與相應(yīng)的苯類化合物相比具有不同的電子和結(jié)構(gòu)特征。因此,含五元環(huán)或七元環(huán)的共軛分子受到了越來(lái)越多的關(guān)注并被合成和研究。然而,這些含五元環(huán)或七元環(huán)的共軛分子大多是非平面構(gòu)型,對(duì)載流子傳輸不利,限制了其在半導(dǎo)體領(lǐng)域的應(yīng)用。同時(shí)將五元環(huán)和七元環(huán)(形式上的薁單元)引入共軛分子,可以通過(guò)五元環(huán)和七元環(huán)之間的“互補(bǔ)效應(yīng)”,構(gòu)造出具有平面結(jié)構(gòu)的二維共軛材料。 

 

  圖1. 兩個(gè)五元環(huán)和兩個(gè)七元環(huán)的新型二維共軛分子 

  在基金委,科技部和科學(xué)院的大力支持下,有機(jī)固體實(shí)驗(yàn)室的張德清研究員課題組最近成功開(kāi)發(fā)了一類新型的非苯型二維有機(jī)共軛分子:含有兩個(gè)五元環(huán)和兩個(gè)七元環(huán)(薁單元)的二環(huán)庚三烯并玉紅?。―HR)。它可以看作是二苯并暈苯中的萘環(huán)被薁環(huán)取代的同分異構(gòu)體(圖1)。從簡(jiǎn)單的原料開(kāi)始,只需要兩步反應(yīng)就可以以76%的總產(chǎn)率高效合成目標(biāo)分子。該方法可以克級(jí)宏量制備目標(biāo)分子,并且不需要柱層析分離。單晶結(jié)構(gòu)表明該共軛分子幾乎完全平面,其中六元環(huán)具有較強(qiáng)芳香性,五元環(huán)具有弱的芳香性,而七元環(huán)具有弱的反芳香性。該分子的薄膜和晶體表現(xiàn)出p-型半導(dǎo)體性能,其空穴遷移率達(dá)到0.082 cm2v-1s-1。另外,該分子還具有反常的反-Kasha吸收和發(fā)射,在多波長(zhǎng)發(fā)光材料的調(diào)制方面具有潛在的應(yīng)用前景。研究成果發(fā)表于近期出版的德國(guó)應(yīng)用化學(xué)( Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59 (9), 3529-3533) 上, 通訊作者是張德清研究員,第一作者是張西沙博士和博士生黃雁鷹。  

  


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