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本论文合成了含氮原子杂环结构的有机功能材料。首先,heterotriangulene的大π共轭体系及三个羰基的作用,使它的分子为平面结构。由于分子间强烈的π-π相互作用,这样的平面结构分子在盘状液晶及柱状超分子自组装领域具有潜在的应用价值。我们以heterotriangulene为刚性核,对烷氧基苯乙炔为柔性链,合成了5种化合物。扫描电镜,透射电镜和粉末X射线衍射结果表明,所合成化合物的自组装性质与侧链的烷基链的长度有关,6到12个碳侧链长度的化合物具有很好的自组装性质;DSC和偏光显微镜结果表明,10和12个碳侧链长度的化合物具有柱状液晶性质。
以咔唑为电子给体,蒽和苯并噻二唑为电子受体,我们合成了两个系列6个具有给体-受体-给体结构的线性有机小分子。通过改变受体分子电负性以及连接桥的有效共轭长度,来实现对分子能级及能隙宽度的调控,以期适合不同有机材料器件的选择。基本的紫外,荧光和电化学结果表明这些小分子能隙调控的目的已经达到。理论计算和实验结果能很好地符合。
Phenalenyl(PLY)自由基由于平面结构而产生的π-π堆积,能形成一维的导电通道。氮原子和叔丁基的引入,使Phenalenyl自由基更加稳定,可以避免形成抗磁性的σ二聚体。于是我们合成了同时含有氮原子和叔丁基结构的Phenalenyl自由基。电子顺磁共振(ESR)结果表明,自由基的稳定性很好,在低温下均显示顺磁性;导电率测试结果表明它们在室温下为绝缘体。