[发明专利]基于SMART理论的螺芴氧杂蒽衍生物及制备方法、二维有机纳米材料及制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种基于SMART理论的螺芴氧杂蒽衍生物及制备方法、二维有机纳米材料及制备方法和应用，螺芴氧杂蒽衍生物是由螺芴氧杂蒽基团和二苯胺基团组成的两种分子模型不同的化合物，一种是SBG‑SS模型的化合物DPA‑SFX，另一种是SS‑SBG‑SS模型的化合物DDPA‑SFX，结构式分别为：本发明制备出的纳米结构形貌规则，且尺寸均一，通过合理的分子设计分别构筑SBG‑SS和SS‑SBG‑SS分子模型，从而进行精准的构筑二维有机纳米材料。通过溶液法调控得到二维纳米片，充分验证了超分子吸斥协同理论的普适性，增加了构筑二维纳米材料的方式，结合二维有机纳米材料的光学性质，发现二维微纳材料是良好的光学WGB模式谐振腔，规则的矩形纳米片获得低阈值的微晶激光。

技术领域

本发明属于纳米技术领域，具体涉及一种基于SMART理论的螺芴氧杂蒽衍生物及制备方法、二维有机纳米材料及制备方法和应用。

背景技术

有机半导体作为未来光电子器件的关键部件已经引起了极大的兴趣。它们的电子，激子和光子性质对的等，包括各向异性载流子传输，光波导和延迟荧光强烈依赖于有机分子的凝聚态，即分子排列，晶体结构，形态和尺寸。对于有机场效应晶体管(OFET)应用来说，为了在其特定方向上获得更高的电荷载流子迁移率，精确控制分子包装模式如1Dπ-堆叠，2D人字形/砖砌式堆积以及堆积晶格是极其重要的。对于荧光发射，分子偶极子的面对面堆叠(H-聚集)通常会导致由分子聚集引起的荧光猝灭现象，而在交错堆叠(J-聚集)或交叉堆叠(X聚集)的情况下，由于偶极-偶极相互作用减弱，可以有效抑制发光猝灭。因此，操纵有机分子的自组装行为以实现特定的分子聚集是非常重要的。SMART是超分子吸斥协同理论。

虽然到目前为止，已有报道的通过设计有机分子结构，如：添加不同的侧链基团、异构体变化、引入不同杂原子等手段来控制分子的自组装行为，但精准的分子设计，而获得二维材料仍然很是缺乏，尤其是应用为有机激光的光电器件。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于SMART理论的螺芴氧杂蒽衍生物及制备方法、二维有机纳米材料及制备方法和应用，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于SMART理论的螺芴氧杂蒽衍生物，

螺芴氧杂蒽衍生物是由螺芴氧杂蒽基团和二苯胺基团组成的两种分子模型不同的化合物，一种是SBG-SS模型的化合物DPA-SFX，另一种是SS-SBG-SS模型的化合物DDPA-SFX，

所述SBG-SS模型的化合物DPA-SFX的结构式为：

所述SS-SBG-SS模型的化合物DDPA-SFX的结构式为：

一种基于SMART理论的螺芴氧杂蒽衍生物的合成方法，包括：

所述SBG-SS模型的化合物DPA-SFX的合成方法，

将2-溴螺芴氧杂蒽，二苯胺，四丁醇钾，醋酸钯混合，再加入三丁基膦的THF溶液，并将丙酮加入此混合溶液中，在黑暗条件下搅拌并加热至140℃，在氮气下回流12h，然后用二氯甲烷进行萃取混合物，并用无水MgSO₄进行干燥，然后通过柱色谱纯化；

所述SS-SBG-SS模型的化合物DDPA-SFX的合成方法，

将2，7-二溴螺芴氧杂蒽，二苯胺，四丁醇钾，醋酸钯混合，再加入三丁基膦的THF溶液，并将丙酮加入此混合溶液中，在黑暗条件下搅拌并加热至140℃，在氮气下回流12h，然后二氯甲烷进行萃取混合物，并用无水MgSO₄进行干燥，然后通过柱色谱纯化。

优选地，所述SBG-SS模型的化合物DPA-SFX的合成方法中，