本發(fā)明涉及有機(jī)光電子領(lǐng)域，具體涉及一種判斷共軛芳香烴分子中存在π-π超共軛效應(yīng)的方法。

背景技術(shù)：

經(jīng)過幾十年的發(fā)展，有機(jī)半導(dǎo)體材料已經(jīng)在有機(jī)電致發(fā)光二極管(OLED)、有機(jī)場效應(yīng)晶體管(OFET)、有機(jī)光伏器件(OPV)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。在半導(dǎo)體器件工作過程中，主要是靠有機(jī)半導(dǎo)體材料中電子和空穴的傳輸來完成的。如在有機(jī)電致發(fā)光二極管(OLED)中，其工作原理是：外加電壓電場的作用下，陽極向發(fā)光層輸出空穴、陰極向發(fā)光層輸出電子，且在發(fā)光層形成激子，在此過程中發(fā)生輻射衰減，其能量放出而形成發(fā)光現(xiàn)象。因此，有機(jī)半導(dǎo)體的電子傳輸能力對器件性能的好壞有著決定性的作用。有機(jī)半導(dǎo)體材料絕大多數(shù)為共軛芳香烴。

在共軛芳香烴分子內(nèi)往往有多個(gè)π共軛體系存在，導(dǎo)致不同芳香烴呈現(xiàn)出多樣的光電性能，滿足不同光電子器件的應(yīng)用。在共軛芳香烴分子中，不同的π共軛體系在其對相應(yīng)的UV光譜中體現(xiàn)出來不同形狀和位置的特征峰。而且分子內(nèi)不同的π共軛體系之間相互作用也會導(dǎo)致光電性能有所改變。因此，搞清楚分子內(nèi)π共軛體系在分子內(nèi)的存在形式對光電性能的研究具有指導(dǎo)性作用。

在研究過程中發(fā)現(xiàn)在一些特定具有多個(gè)π共軛體系結(jié)構(gòu)的有機(jī)分子中，其中某些π共軛體系既沒有發(fā)生相互共軛，也不是通過單鍵直接相連，而是由兩個(gè)單鍵將兩個(gè)π體系連接起來，我們稱這種相互作用為π-π超共軛效應(yīng)。它對材料的光電性能以及分子間的相互作用有很大的影響。而共軛芳香烴的研究過程中，UV光譜經(jīng)常用來定性的體現(xiàn)某種官能團(tuán)是否存在；因此，可以通過UV光譜來判斷共軛芳香烴分子中π-π超共軛效應(yīng)是否存在。

本發(fā)明具體是通過對具有相似分子結(jié)構(gòu)共軛芳香烴的結(jié)構(gòu)分析、運(yùn)用UV光譜等手段，綜合分析所研究芳香烴分子中是否存在π-π超共軛效應(yīng)。本發(fā)明對有機(jī)發(fā)光材料的研究有一定的推動作用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

解決的技術(shù)問題：針對共軛芳香烴分子結(jié)構(gòu)研究技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種判斷共軛芳香烴分子中存在π-π超共軛效應(yīng)的方法，可以簡單、直接的反映出分子內(nèi)π共軛體系的存在形態(tài)，對研究有機(jī)分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其光電子性能有很重要的指導(dǎo)作用。

技術(shù)方案：一種判斷共軛芳香烴分子中存在π-π超共軛效應(yīng)的方法，包括以下步驟：

步驟一、選擇對照材料，所選擇的對照材料其分子結(jié)構(gòu)中含有與目標(biāo)材料相同的主共軛體系，所述主共軛體系是指分子中最大的π共軛結(jié)構(gòu)，且所述目標(biāo)材料和對照材料均為芳香烴分子；

步驟二、測試目標(biāo)材料及對照材料的UV光譜圖；

步驟三、對實(shí)驗(yàn)所得的UV光譜圖進(jìn)行分析，利用對照材料的UV光譜確定主共軛體系吸收峰的位置和峰形，對比分析目標(biāo)材料的UV光譜，如果主共軛體系所對應(yīng)的吸收峰峰形發(fā)生了變化，并且吸收峰的個(gè)數(shù)多余其分子中共軛體系的個(gè)數(shù)，則說明該目標(biāo)材料具有π-π超共軛效應(yīng)，反之，則無。

作為優(yōu)選，所述目標(biāo)材料具有至少兩個(gè)π共軛體系。

作為優(yōu)選，所述對照材料具有至少一個(gè)π共軛體系。

作為優(yōu)選，所述目標(biāo)材料及對照材料在良溶劑配制成的溶液或薄膜狀態(tài)下用UV光譜進(jìn)行表征。

作為優(yōu)選，所述良溶劑為二氯甲烷。

有益效果：1、本發(fā)明提出了一種判斷共軛芳香烴分子中存在π-π超共軛效應(yīng)的方法，能夠直接反映出共軛芳香烴分子內(nèi)π共軛體系的存在形式，為研究分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)提供新的方法。

2、分子內(nèi)π共軛體系的存在形式直接影響著材料光電子性能，因此本發(fā)明對材料光電性能的研究也有著推動作用。

3、分子內(nèi)π-π超共軛效應(yīng)的存在對分子間相互作用力有必然的聯(lián)系，因此本發(fā)明為研究材料聚集形貌等物理性質(zhì)提供了一種新途徑。

4、本發(fā)明實(shí)驗(yàn)測試條件要求不高，容易操作。

本發(fā)明可以判斷出有機(jī)分子中是否含有π-π超共軛效應(yīng)，進(jìn)一步完善了分子結(jié)構(gòu)對分子間相互作用、發(fā)光特性的影響。

附圖說明

圖1為BP1和PFP1在溶液狀態(tài)下的UV光譜圖；

圖2為BP1和PFP1在薄膜狀態(tài)下的UV光譜圖；

圖3為PFP1聚集狀態(tài)的SEM圖；

圖4為BP1聚集狀態(tài)的SEM圖；

圖5為BP2和PFP2在溶液狀態(tài)下的UV光譜圖；

圖6為BP2和PFP2在薄膜狀態(tài)下的UV光譜圖；

圖7為PFP2聚集狀態(tài)的SEM圖；

圖8為BP2聚集狀態(tài)的SEM圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

實(shí)施例1

判斷有機(jī)材料PFP1分子結(jié)構(gòu)中π-π超共軛效應(yīng)的存在。

具體步驟：

1.選定與PFP1具有相同主共軛體系的BP1作為對照材料，所述主共軛體系是指分子中最大的π共軛結(jié)構(gòu)，PFP1和BP1均為芳香烴分子。PFP1、BP1結(jié)構(gòu)如下：

2.分別測試PFP1和BP1在溶液、薄膜狀態(tài)下的UV光譜圖。

3.參照圖1，從溶液狀態(tài)下兩種化合物的UV光譜圖可以看出，BP1僅在355nm處出現(xiàn)一個(gè)較寬的峰值，這是由于在BP1分子中芴C2位的芘與芴發(fā)生了相互共軛形成了一個(gè)較大的芘-芴π共軛體系所形成的。而在PFP1分子中出現(xiàn)兩尖銳的峰值，很明顯在335nm處的峰值為芴C9位上的芘，此處尖峰同時(shí)也表明芴C9的芘沒有與芴發(fā)生相互共軛而單獨(dú)作為一個(gè)π共軛體系存在分子中；在352nm處出現(xiàn)一個(gè)尖峰與芴-芘共軛所形成大的π共軛體系形成的峰值(應(yīng)該在355nm左右)發(fā)生了部分重疊；截然不同是在352nm處為一個(gè)新的峰值出現(xiàn)，此處峰值是位芴C9的芘的π共軛體系與芴-芘共軛所形成大的π共軛體系相互作用所形成，即π-π超共軛效應(yīng)。薄膜狀態(tài)下的UV光譜測試結(jié)果(如圖2)與圖1相呼應(yīng)。因此，進(jìn)一步證實(shí)了在PFP1分子內(nèi)存在π-π超共軛效應(yīng)。

除此之外，對PFP1、BP1的聚集形貌進(jìn)行了觀測(見圖3、圖4)，得出分子內(nèi)存在π-π超共軛效應(yīng)的分子容易形成更均一的形貌，這說明π-π超共軛效應(yīng)間接地影響著分子間作用力。

實(shí)施例2

判斷有機(jī)材料PFP2分子結(jié)構(gòu)中π-π超共軛效應(yīng)的存在。

具體步驟：

1.選定與PFP2具有相同主共軛體系的BP2作為對照材料，所述主共軛體系是指分子中最大的π共軛結(jié)構(gòu)，PFP2和BP2均為芳香烴分子。PFP2、BP2結(jié)構(gòu)如下：

2.分別測試PFP2和BP2在溶液、薄膜狀態(tài)下的UV光譜。

3.參照圖5，從溶液狀態(tài)下兩種化合物的UV光譜圖可以看出，BP2僅在365nm處出現(xiàn)一個(gè)較寬的峰值，這是由于在BP2分子中芴C2位的芘與芴發(fā)生了相互共軛形成了一個(gè)較大的芴-芘π共軛體系而形成的。而在PFP2分子中出現(xiàn)兩尖銳的峰值，在335nm處的峰值為芴C9位上的芘，此處尖峰同時(shí)也表明芴C9的芘沒有與芴發(fā)生相互共軛而單獨(dú)作為一個(gè)π共軛體系存在分子中；在352nm處出現(xiàn)一個(gè)尖峰與芴-芘共軛所形成大的π共軛體系形成的峰值應(yīng)該在365nm左右)發(fā)生了部分重疊，同樣，在352nm處為一個(gè)新的峰值出現(xiàn)，此處峰值是位芴C9的芘的π共軛體系與芴-芘共軛所形成大的π共軛體系相互作用所形成，即π-π超共軛效應(yīng)。分析得出：在PFP2分子內(nèi)存在π-π超共軛效應(yīng)。薄膜狀態(tài)下的UV光譜測試結(jié)果(如圖6)與圖5相呼應(yīng)。因此，進(jìn)一步證實(shí)了在PFP1分子內(nèi)存在π-π超共軛效應(yīng)。

相似的，對PFP2、BP2的聚集形貌進(jìn)行觀測(見圖7、圖8)，得出分子內(nèi)存在π-π超共軛效應(yīng)的分子容易形成更均一的形貌，更進(jìn)一步說明了π-π超共軛效應(yīng)間接地影響著分子間作用力。

上述實(shí)施例中PFP1、BP1、PFP2和BP2均為合成材料，已經(jīng)有相關(guān)論文的發(fā)表。具體命名如下：PFP1：2-芘基-9-(4’-(2”-乙基烷氧己基)苯)-9-芘基芴；BP1：2-芘基-9-(4’-(2”-乙基烷氧己基)苯)-9-對甲苯基芴；PFP2：2,7-二芘基-9-(4’-(2”-乙基烷氧己基)苯)-9-芘基芴；BP2：2,7-二芘基-9-(4’-(2”-乙基烷氧己基)苯)-9-對甲苯基芴。