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在n型有机半导体材料中，苝酰亚胺衍生物（简称PTCDIs）因其独特的光、电特性，受到越来越多的关注，并广泛应用于光伏器件，有机场效应晶体管，气体传感器，荧光探针和医学生物领域。许多研究小组合成的苝类化合物，既具有规整的形貌，又有稳定的化学性质，并将其制作为单分子的气敏传感器。本论文中，通过对苝酰亚胺衍生物进行修饰，设计合成了一系列苝酰亚胺系列的化合物，并对其在溶液中自组装行为和相关性质进行研究。主要研究工作包括：1.设计合成了（1）N,N’-双（1,7-二甲基辛基）-3,4:9,10-苝二酰亚胺（PTCDI-C10）、（2）N,N’-双（1,7-二甲基辛基）-1,7-二溴-3,4:9,10-苝二酰亚胺（PTCDI-Br2C10）和（3）N, N’-双（1,7-二甲基辛基）-1,7-二对叔丁基苯酚-3,4:9,10-苝二酰亚胺（PTCDI-BP2C12）。并研究了这些化合物在氯仿/甲醇二元混合溶剂中的自组装行为，及形成的微米带/纳米带的气体传感性能。结果表明，在水合肼（10ppm）气氛中，PTCDI-BP2C12表现的最灵敏，而PTCDI-Br2C10表现的灵敏度最差。证明，侧链取代基对PTCDIs气体传感器件有显著的影响，这种影响是通过调节化合物的能系带和骨架结构实现的。2.设计合成了（1）N, N’-双（1,7-二甲基辛基）-1,7-二氰-3,4:9,10-苝二酰亚胺（PTCDI-CNC10）、（2）N, N’-双（1,7-二甲基辛基）-1,6,7,12-四氯-3,4:9,10-苝二酰亚胺（PTCDI-ClC10）。并且研究了不同吸电子取代基对这些化合物自组装形貌和性能的影响。结果表明，与PTCDI-ClC10相比，PTCDI-CNC10对水合肼气体的灵敏度较低而环境稳定性却较强。证明，不同吸电子取代基的对气敏传感灵敏度和环境稳定性有较大影响，这种影响和组装出的形貌和表面积无关，而与化合物分子的结构，能级，能系带有关。3.设计合成了（1）N-辛烷基-N’-((4-氨基苯基)-β-D-葡萄糖苷)-3,4:9,10-苝二酰亚胺（OBAG）、（2）N-十二烷基-N’-((4-氨基苯基)-β-D-葡萄糖苷)-3,4:9,10-苝二酰亚胺（DBAG）和（3）N-十六烷基-N’-((4-氨基苯基)-β-D-葡萄糖苷)-3,4:9,10-苝二酰亚胺（HBAG）。并且研究了不同长度的烷基链取代基对这些化合物圆二色光谱和自组装形貌的影响。结果表明， OBAG和HBAG在THF/H2O混合溶液中出现CD信号反转，而DBAG没有发生反转。证明，不同长度的烷基链取代基对自组装形成的形貌有很大影响，这种变化是通过调节双亲性分子疏水与亲水的相互作用实现的；另外，也引起了分子间的π-π堆叠面的改变，从而导致其电导性的不同。