富勒烯的二、三元體系的設計合成及性能研究.pdf

1、光合作用巧妙的將自然界中的太陽能轉化成化學能，而光誘導的電荷轉移成為這一轉化的關鍵。因此，可以通過構建多元體系產生多步光誘導的電荷轉移，進行人工模擬光合作用。富勒烯C60分子不僅具有對稱的全碳分子結構，還具有較高的電子親和力、合適的還原電勢、較低的重組能等特點，使得其能夠作為良好的電子或能量受體。富勒烯C60及其衍生物作為受體在光誘導電荷轉移的研究方面具有著不可或缺的作用。本文構建了基于富勒烯的D-A型給受體體系，并在此基礎上，按照一定

2、的氧化還原梯度，增加發(fā)色基團或引入次級電子給體，構建了多個剛性的、多元的D-A型體系，以獲得較長壽命的電荷分離態(tài)。本文進行的研究有望為富勒烯多元體系在光電器件中的應用提供必要的理論及實驗支持。
　　本論文主要進行了以下幾個方面的研究:
　　1.富勒烯二元體系的制備:本文首先以苯甲醛、3-羥基苯甲醛、吡咯等為原料制備了卟啉、金屬(Ni、Cu、Pt)卟啉化合物。然后通過Bingel反應將金屬卟啉與C60連接組成六種不同的金屬卟啉

3、-C60的二元體系，并對產物進行了高分辨質譜、核磁共振氫譜、碳譜等表征。
　　2.含金屬的富勒烯三元體系的制備:本文以苯甲醛、對羥基苯甲醛、吡咯、C60等為原料，依次經并以Lindsey消除、烷基化、親核取代、Prato環(huán)加成等方法，合成了含金屬銅的BDP-TPP-C60三元體系，并對產物進行高分辨質譜等表征。另外，以聯(lián)二吡啶衍生物、聚噻吩衍生物、C60等為原料，依次經親核取代、Prato環(huán)加成反應制備了bpy-4T-C60三元體

4、系。并將該三元體系與金屬Cu離子配位，構建了含金屬銅的bpy-4T-C60三元體系。
　　3.不含金屬的富勒烯三元體系的制備:本文以2-噻吩甲腈、丁二酸二丁酯、C60等為原料，依次經縮合、烷基化、溴化、Suzuki偶聯(lián)、Prato反應等方法成功合成了TPA-TDPPT-C60三元體系化合物，并對產物進行了高分辨質譜、核磁共振氫譜等表征。另外，以氟硼二吡咯衍生物、三芳基胺硼酸、C60等為原料，通過Vilsmeier反應、溴代、Suz