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苝酰亚胺类有机半导体材料因其具有很大的共轭结构和刚性平面,优良的光化学稳定性和热稳定性,很强的接受电子能力,接近饱和的荧光量子产率,易于修饰的结构,使其在有机场效应晶体管、太阳能电池、光伏器件等光电领域得到广泛的应用。其材料从小分子到聚合物,种类多样。但是目前在苝酰亚胺类材料的扩环和对其梯形共轭聚合物的研究上依然不多,并且苝酰亚胺类材料的溶解性仍是这类材料合成上和应用上需要解决的问题。本文合成了一系列可溶的花并咔唑类共轭齐聚物分子Y1, Y2, Y3, Y4, Y5,他们分别具有电子给体-电子受体-电子给体(D-A-D),电子给体-电子受体-电子给体(D-A-D),电子受体-电子给体-电子受体(A-D-A),电子给体-电子受体(D-A),电子受体-电子给体-电子受体(A-D-A)的共轭结构,在此合成基础之上,以具有长支链的苝酰亚胺和咔唑偶联闭环得到具有优良溶解性的梯形共轭聚合物T1,并对他们的光电性质进行了系列研究。1.在直链苝并咔唑的合成中引入可溶的中间体花四甲酸丁酯通过偶联和新型光催化闭环反应高效的得到两种N端被直链取代的苝酰亚胺并咔唑共轭齐聚物Y1和Y2,并在合成过程中成功将他们分离。同PDI1相比,Y1, Y2, Y3, Y4在二氯甲烷溶液中的吸收光谱范围都比PDI1要宽,他们的吸收波长比PDI1长约100 nm,荧光发射比PDI1红移了83-110 nm,电化学显示他们比PDI1具有更高的HOMO和LUMO轨道,通过高斯模拟,可以看出他们都具有很好的平面性,是一类具有大的共轭平面的齐聚物。2.采用开孔/闭孔Z-扫描技术对Y1, Y2, Y3, Y4和PDI1的三阶非线性性质进行了测试。结果表明,他们具有相近的三阶非线性极化率, Y1,Y3和Y4的数值略大于PDI1,但是他们的双光子吸收性质有较大差别,具有一个苝酰亚胺单元的Y1,Y2和Y4的双光子吸收截面的数值是PDI1的4倍左右,具有两个苝酰亚胺单元的Y3是PDI1的6.2倍,这说明苝酰亚胺类材料在双光子吸收方面具有很大的潜力,有待于进一步开发更多的苝酰亚胺类双光子吸收材料。3.利用新型光催化闭环反应高效的合成了具有优良溶解性的苝并咔唑梯形共轭聚合物T1。其在250 nm-650 nm具有宽而强的吸收,最大摩尔消光系数达到21万,同时其在643 nm处具有较强的荧光发射,荧光量子产率达到0.1。电化学显示咔唑的引入同时提高了其HOMO和LUMO轨道。其为合成具有光电性能的可溶性的梯形共轭聚合物提供了借鉴,是一种潜在的能溶液处理的有机半导体材料。