吲哚稠合吖啶酮化合物的分子内质子转移和分子间空穴传输

【作者】 方奇； 金盈盈； 王冰；

【机构】 山东大学晶体材料研究所；

【摘要】 从吖啶酮（AD）出发,采用suzuki偶联和Cadogan环化反应合成吲哚稠合吖啶酮系列化合物（图1）。由图2所示,含分子内氢键的化合物（1-IAD, 1,1′-IAD, 1,3′-IAD）有两个荧光谱带。450 nm处的短波带属于酮式K*→K发射,650 nm处的长波带属于烯醇式E*→E发射。两种发射通过激发态分子内质子转移（excited-state intramolecular proton transfer （ESIPT））相关联。以化合物1,1′-IAD为例,酮式K激发弛豫到K*后,产生K*→K荧光（伴随电荷转移）;与此同时,K*发生K*→E*的ESIPT反应（E*态的能量低于K*态）,随后产生E*→E电荷转移荧光;烯醇式E最后返回酮式K （K态的能量比E态低0.8 eV）,完成一个循环。化合物的羰基氧作为电子受体和质子受体。按照下表中的公式1并参见图3,决定载流子迁移率μ的结构变量有:表征电荷传输能垒的重组能λ,表征分子间作用的转移积分t,分子间距离d。大量计算结果表明:（1）平面刚性C_2v对称型p-共轭分子（例如1,1′-IAD）的空穴传输能垒很低（λ很小）;（2）高性能有机半导体的必要结构条件是晶体中的分子与其离子的点群相同。实验结果表明,吲哚稠合吖啶酮化合物可望发展为p-型有机半导体材料。更多还原