新型有机电光功能分子的合成研究

来源 :中国科学院理化技术研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:m123987679
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有机电光聚合物成为制备在光通讯波长(1.3μm和1.55μm)具有低驱动电压、高带宽的高速电光调制器的理想材料。目前,有两个问题需要迫切解决,第一个是降低电光偶极分子之间的静电相互作用,把分子的微观非线性有效转变成为材料的宏观电光响应;另外一个是提高材料与单重态氧相关的光稳定性,以满足电光器件在通讯波长长期(10年)工作的需要。   为解决以上两个问题,我们从分子结构与性质的关系角度出发,在推拉型电光功能偶极分子的设计和合成等方面取得了重要进展,具体工作概括如下:   1.设计了新的制备α-羟基酮的合成路线,具有反应条件温和,步骤简单的特点。并合成了5种烷基取代电子受体(TCF a-e),发现了一种新型、高效,基于二乙氧基镁(Mg(OEt)2)的合成TCF电子受体的催化剂和催化条件,并大大提高了取代TCF受体的产率(33~91%),实现了TCF受体的大量合成;研究了不同催化剂对TCF电子受体产率的影响,并且在反应机理上解释了二乙氧基镁(Mg(OEt)2)的催化作用。   2.用TCF-c、d、e进一步合成了6种电光偶极分子(AZO-Sh-1-6),分子由苯胺(电子给体)-N=N-烷基噻吩(π电子桥)-烷基取代TCF(电子受体)三部分组成;所合成的偶极分子,受体部分的位阻烷基取代基提高了偶极分子的溶解性,并且有利于增加分子间的距离,减少偶极分子间静电相互作用,提高材料宏观电光系数。   3.设计并合成了3种高光稳定性的电光偶极分子(AZO-BuO-1-3),分子由苯胺(电子给体)-N=N-3,4-二丁氧基噻吩(π电子桥)-烷基取代TCF(电子受体)三部分组成。经测量,AZO-BuO-1比目前优秀的电光分子FTC的光稳定性高出12倍。并且,所合成的分子具有良好的综合性能,有望应用于制备高性能的电光器件。在合成中,设计了总共包括12步的合成路线,改进实验条件,降低了不稳定中间体的分解,通过改进重氮盐化和重氮化偶合的条件,提高烷氧基噻吩重氮盐的稳定性,并提高了目标产物的合成产率。   4.按照合作单位的要求,制备了侧链挂接电光聚合物。
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