规整性聚咔唑的制备

论文摘要

导电聚合物具有优良的光、电子、电化学性能，在有机光电材料和器件中具有重要的应用，是一种非常具有吸引力的新功能材料。而咔唑聚合物作为导电聚合物的重要一员，由于其优良的电学和光学性质，受到了人们越来越多的关注，主要是由聚（3,6-咔唑）衍生物和聚（2,7-咔唑）衍生物构成，前者在电化学和荧光磷光领域的应用备受关注，后者在应用于光发射二极管的可见光范围展现出极具价值的光学性质。因此，研究聚咔唑的制备方法对开发具有应用价值的新型功能材料具有非常重大的意义。本文设想通过镍催化转移缩聚的方法来合成结构规整的聚咔唑，并系统研究了各种参数对聚合反应的影响，分别筛选出了制备聚（3,6-咔唑）和聚（2,7-咔唑）的最佳条件。为此，我们主要做了以下工作：1、经过大量文献调研，结合镍催化转移聚合方法制备导电聚合物的最新进展，应用这种方法制备低分散度的聚噻吩、聚苯、聚吡啶、聚吡咯以及聚芴都取得了成功。我们提出了Ni催化转移缩聚制备聚（3,6-咔唑）和聚（2,7-咔唑）的研究课题。2、以2,7-二溴-9-辛基-9H-咔唑、2,7-二溴-9-（2-乙基己基）-9H-咔唑、2,7-二溴-9-（十七烷-9-基）-9H-咔唑为起始单体，通过大量对比实验和结果分析，初步探究了N烷基侧链、催化剂、格式试剂、氯化锂等因素对聚合反应的影响。筛选出了最佳聚合条件，制备了分子量分布很窄的聚（2,7-咔唑），并用凝胶色谱仪（GPC）表征了其分子量和分散度，通过核磁共振仪表征了其结构。3、以3,6-二溴-9-辛基-9氢-咔唑、3-溴-6-碘-9-辛基-9氢-咔唑为起始单体，通过大量对比实验和结果分析，初步探究催化剂、格式试剂、投料比等因素对聚合反应的影响。筛选出了最佳聚合条件，制备了分子量分布很窄的聚（3,6-咔唑），达到了惊人的1.18。并用凝胶色谱仪（GPC）表征了其分子量和分散度，通过核磁共振仪表征了其结构。4、结合Yokozawa和McCullough曾经报道的Ni催化转移缩聚制备P3HT的活性链增长机理,我们提出了Ni催化转移缩聚制备聚咔唑的可能机理。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 咔唑在有机电致发光器件（OLED）中的应用
• 1.2.1 OLED 发展状况
• 1.2.2 3,6-咔唑基 OLED 材料
• 1.2.3 2,7-咔唑基 OLED 材料
• 1.3 咔唑在有机光伏器件（OPV）中的应用
• 1.3.1 OPV 发展状况
• 1.3.2 3,6-咔唑基 OPV 材料
• 1.3.3 2,7-咔唑基 OPV 材料
• 1.4 咔唑聚合物的制备方法的发展
• 1.5 Ni 催化转移聚合方法的发展
• 1.6 本课题研究目的、意义和内容
• 第2章 聚（2,7-咔唑）的制备
• 2.1 引言
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 单体的合成
• 2.2.2 单体的聚合
• 2.2.3 聚合反应的影响因素
• 2.2.4 聚合物的表征
• 2.2.5 反应机理的研究
• 2.2.6 小结
• 2.3 实验部分
• 2.3.1 主要试剂与仪器
• 2.3.2 单体及其聚合物的制备和表征
• 第3章 聚（3,6-咔唑）的制备
• 3.1 引言
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 单体的合成
• 3.2.2 单体的聚合
• 3.2.3 聚合反应的影响因素
• 3.2.4 聚合物的表征
• 3.3 实验部分
• 3.3.1 主要仪器与试剂
• 3.3.2 单体及其聚合物的制备和表征
• 结论与展望
• 参考文献
• 附录 A 相关有机物图谱
• 附录 B 攻读学位期间所发表的学术论文
• 致谢