官能化共轭树枝状大分子的合成及其性能研究

共轭树枝状大分子在电致发光、薄膜晶体管、非线性光学以及光合成过程人工模拟中具有潜在的应用前景。然而，为了实现上述应用，我们需要探讨新的合成方法和更深入地探讨树枝状大分子内部电子或能量的传输过程。本人在王佛松院士和王献红研究员的悉心指导下，对官能化苯乙炔树枝状大分子的合成及性质进行了初步的研究。主要工作总结如下：一、采用新的合成方案合成苯乙炔树枝状大分子。利用树脂固载的重复“收敛／发散”的合成方案合成高溶解性苯乙炔类树枝状大分子，每次重复后，代数以2的指数次方在增长、每一步的分离纯化都是相当容易的，产物只需充分冲洗，即可达到分离纯化的目的，克服了收敛和发散中存在的缺陷。这个方案的另一个重要进步在于其中心及末梢都容易官能化，在其中心或末端连上不同的电活性或光活性基团可实现这种树枝大分子的多方面应用。二、氧化还原活性的苯乙炔树枝状大分子的合成。将苯乙炔树状大分子的中心键合上具有氧化还原活性的二茂铁基团，得到一代、二代、四代电活性树枝状大分子。三、氧化还原活性的苯乙炔树枝大分子的电化学性质。对所合成的一代、二代、四代电活性树枝状大分子进行计时安培方法和循环伏安测试分别得到扩散系数D_0和标准电子转移速率常数k_0，它们都随着树枝状大分子代数的增长呈现明显的衰减现象。通过电化学方法揭示了随着树枝状大分子代数的增加，电极与氧化还原电对之间的电子转移呈现了明显的衰减关系。树枝状大分子Fc-G1, Fc-G2和Fc-G4的计算机优化构象表明随着代数的增长氧化还原电对被包埋得更加紧密，这种包埋程度的差异强烈地影响了氧化还原电对与电极之间的电子传输速率。