三種同分異構的雙苯并吩噻嗪材料的合成、理論計算及光物理性質

摘要：吩噻嗪及其衍生物材料是一類重要的多環芳烴材料，在光電子領域有著廣泛的應用。其中，基于苯并噻嗪材料的研究相對較少。在本文中，我們分別在吩噻嗪的1，2-、2，3-和3，4-位引入苯基，制備了三種同分異構的雙苯并吩噻嗪化合物D-PTZa、D-PTZb和D-PTZc，研究了它們的構效關系，并與雙吩噻嗪化合物（D-PTZ）進行了對比。研究發現，D-PTZb和D-PTZc的HOMO和LUMO分布與D-PTZ的類似；對于D-PTZa，其1，2-位引入的苯基與中間的苯環空間張力較大，造成空間結構極度扭曲，性質比較特殊。并苯的引入可以有效增加分子的共軛長度，使得最大吸收波長發生紅移；在2，3-位引入苯基可以有效地穩定HOMO能級，使基于π → π*躍遷的能隙稍有增大，呈現藍光發射，溶液的熒光量子產率為1.7%；而在3，4-位引入苯基使LUMO分布更加趨向于線型，從而使LUMO更加穩定，使基于π → π*躍遷的能隙降低，其最大發射峰位于520 nm處，呈現黃綠光發射，溶液熒光量子產率為13%。此外并入苯環之后，空間張力增大，化合物的分解溫度降低。我們的分子設計和結構–性質關系的研究可以為設計新的吩噻嗪材料提供基礎指導。

關鍵詞：苯并吩噻嗪；有機光電材料；密度泛函理論；空穴-電子分析；前線軌道分布；光物理性質

中圖分類號：O644