本發明屬于有機電子學，特別涉及基于六苯基苯錨定基團的空間共軛有機分子的制備及其在有機光電領域的應用。

背景技術：

1、半導體工業中集成電路的制備工藝，按照摩爾定律以自上而下的方式發展至今，其通過硅基的微加工技術制備更小尺寸元件已然達到瓶頸，分子電子學因其有突破硅基電子學固有局限性的潛力而備受關注。分子導線作為分子電子學的基本元件，在分子水平上負責電荷傳輸和不同元件之間的電子通信，是目前多學科交叉領域的研究熱點，有機分子導線更是其中不可或缺的一部分。共軛結構直接影響有機分子的能級結構、化學穩定性和熱穩定性，還影響光電器件的光物理性能、載流子輸運性能和加工性能，同時對器件穩定性具有決定性的影響。因此，共軛結構的調控是有機光電材料設計中不可或缺的重要環節。

2、分子電子學由于具有突破硅基電子學固有局限性的潛力而受到廣泛關注單分子導線是分子電子學的基本元件，負責分子水平上不同組分之間的電荷傳輸和電子通信。除電極-分子界面外，分子的內部電子結構和幾何結構對金屬-分子-金屬結中分子線的整體性能起決定性作用。因此，探索具有理想構象和獨特電子效應的堅固單分子導線仍然是實現高和穩定電導的巨大挑戰。迄今為止，文獻中廣泛研究的人造單分子線分子核主要局限于通過鍵π共軛的棒狀有機分子和有機金屬分子，其中高密度的離域π電子有利于通過分子主鏈進行電荷傳輸。這種通鍵共軛通常是指脂肪族和芳族單位直接與由sp、sp2或sp3碳框架組成的碳-碳單鍵、雙鍵或三鍵連接。另一種剛剛出現的有趣的單分子導線是基于非共價空間共軛的，其中π電子在空間上分布在緊密堆疊的芳環的面間區域內，可以用于電荷傳輸。當兩個發色團或芳環排列得足夠緊密，并且它們的電子密度分布有重疊時，就會形成涉及貫穿空間的共軛作用，以及長朗庫侖（偶極子-偶極子）相互作用這種獨特的空間傳導方式引起了越來越多的關注，并在各種系統中顯示出重要的意義，包括生物復合物中的氧化還原過程、dna分子中的電子信號傳遞、有機電子和光伏中的載流子傳輸等。然而，與通鍵單分子線相比，通空間線的探索還遠遠不夠，這可能是由于缺乏合適的具有強通空間共軛性的有機平臺。

3、單分子結是研究分子電子學的熱門平臺。為此，已經有無數的單分子電子傳遞性質的證明。為了統計室溫下結中可能發生的分子電導，研究單分子結的最廣泛使用的實驗技術之一是掃描隧道顯微鏡斷結（stm-bj）方法在這種方法中，測量了單分子結的性質，同時增加了電極分離，以促進結的形成、演化和破裂。因此，每次測量都對許多不同構象的進展進行采樣。這種方法以前曾用于剛性分子共價結合到電極上。提供了一個平臺來闡明距離依賴的電子相互作用的性質，如范德華力（vdw）。為了能夠提高有機分子的導電能力，滿足產業化應用的要求，本發明提供了同時存在價鍵共軛和空間共軛作用的基于六苯基苯錨定基團的共軛有機分子。

技術實現思路

1、為了克服上述現有技術的缺點與不足，本發明的首要目的是提供一種基于六苯基苯錨定基團的空間共軛有機分子及其制備方法。本發明的基于六苯基苯錨定基團的空間共軛有機分子，同時具備空間共軛和價鍵共軛的特性，具有多個導電通道，其一端通過巰甲基與金電極形成配位鍵錨定，另一端六苯基苯與金電極通過范德華力錨定，可以有效彌補價鍵共軛不足引起的低電導現象。

2、本發明的另一目的是提供基于六苯基苯錨定基團的空間共軛有機分子的應用。所述基于六苯基苯錨定基團的空間共軛有機分子在有機分子導線領域的應用。

3、本發明目的基于如下技術方案實現：

4、一種基于六苯基苯錨定基團的空間共軛有機分子，其結構如式i-ⅲ所示：

5、

6、為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種基于六苯基苯錨定基團的空間共軛有機分子的制備及其應用，其制備方法包括如下步驟：

7、將化合物苯乙炔、4-溴噻基苯甲醚、四三苯基膦二氯化鈀和碘化亞銅加入雙口圓底燒瓶中。在真空下抽空反應燒瓶，用干燥氮氣抽換3次，然后在氮氣氛圍下加入三乙胺，反應混合物回流24小時，冷卻至室溫后，將混合物倒入水中，用二氯甲烷萃取3次。結合的有機層在無水硫酸鎂上干燥，過濾后，減壓蒸發溶劑，以石油醚?：二氯甲烷（4?：?1?，?v?：?v）為洗脫液，通過硅膠柱色譜純化粗品，得到白色固體產物甲基（4-（苯炔基）苯基）硫烷。將甲基（4-（苯炔基）苯基）硫烷、四苯環戊二烯酮混合在苯醚中，加入到單口圓底燒瓶中。將混合物在260oc下加熱8小時。冷卻至室溫后，將混合物倒入水中，用二氯甲烷萃取3次。合并的有機層用飽和碳酸氫鈉和水依次洗滌，然后用無水硫酸鎂干燥。過濾后，減壓蒸發溶劑，以石油醚?：二氯甲烷（5?：?1?，?v?：?v）?為洗脫液，通過硅膠柱色譜純化粗品，得到白色固體產物zl-01。

8、本發明合成的一種基于六苯基苯錨定基團的空間共軛有機分子，不僅有傳統的價鍵共軛結構，而且還存在空間共軛效應。其具有分子內π-π堆疊結構的分子錨定基團，使電子不僅能沿著價鍵共軛通道進行傳輸，也可以沿著空間共軛通道傳輸，具有多個電導通道，有效地彌補了由于分子的價鍵共軛不足引起的低電導現象，并且設計出一種新型錨定基團六苯基苯，其一端通過六苯基苯與金電極的范德華力與金電極錨定，為調控單分子導線的電荷傳輸性能提供了新見解。本發明的空間共軛有機分子易制備，導電性能優秀，是一種具有良好前景的分子導線的構筑單元。

9、本發明相對于現有技術，具有如下的優點及有益效果：

10、除電極-分子界面外，分子的內部電子結構和幾何結構對金屬-分子-金屬結中分子線的整體性能起決定性作用，因此，探索具有理想構象和獨特電子效應的堅固單分子導線仍然是實現高和穩定電導率的巨大挑戰。傳統的透鍵傳輸的價鍵共軛分子導線，受反向環電流的影響，分子導電效果差，而本發明中制備的基于六苯基苯錨定基團的空間共軛有機分子具有價鍵共軛和空間共軛的特性，提供了多個導電通道，本發明的制備方法普適性廣，極大的提高了單分子導線的電導。

技術特征：

1.一類基于六苯基苯錨定基團的空間共軛有機分子，其特征結構如下i-ⅲ所示：。

2.根據權利要求1所述基于六苯基苯錨定基團的空間共軛有機分子，其特征在于：本發明的基于六苯基苯錨定基團的空間共軛有機分子，構筑含有六苯基苯錨定基團的穩定多傳輸通道單分子器件，同時具備空間共軛和價鍵共軛的特性，具有多個傳輸通道。

3.根據權利要求1-2所述基于六苯基苯錨定基團的空間共軛有機分子在有機單分子導線中的應用，利用stm-bj技術構建的au-s-π橋-六苯基苯-au單分子導線。

技術總結
本發明屬于有機電子學技術領域，公開了一種基于六苯基苯錨定基團的空間共軛有機分子及其制備與應用。本發明基于六苯基苯錨定基團的空間共軛有機分子，具有如下I?Ⅲ所示結構：其獨特的空間共軛結構，使電子不僅能沿著價鍵共軛通道進行傳輸，也可以沿著空間共軛通道傳輸，具有多個電導通道，有效地彌補了由于間位修飾分子的價鍵共軛不足引起的低電導現象。本發明制備方法簡單適用，在有機單分子導線領域具有良好的應用前景。

技術研發人員：甄士杰,張騰,李美靜,余子凡
受保護的技術使用者：桂林理工大學
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24