[发明专利]一种室温下稳定的有机双自由基单分子器件及制备方法

说明书

本发明提供了一种室温下稳定的有机双自由基单分子器件及制备方法，包括锚定基团和双自由基，所述双自由基含有两个未成对电子，两个未成对电子通过氧化剂对‑NH进行氧化获得，从而形成有机共轭双自由基。基于本发明的技术方案，有机双自由基单分子器件能在室温条件下稳定，且化合物氧化前后的电导值变化明显，这在一定程度上证明未配对电子的离域范围能提升单分子电导。

技术领域

本发明涉及有机双自由基单分子器件领域，特别地涉及一种室温下稳定的有机双自由基单分子器件及制备方法。

背景技术

随着分子电子学的快速发展，单分子器件这一概念也被研究者提及，在此基础上通过实验与理论计算相结合，许多较为复杂的问题得以深入的研究，如单分子化学结构(几何长度、共轭程度等)对电荷输运的影响，分子与电极的连接界面问题，电子在分子结传输过程中的量子干涉效应(Quantum Interference，QI)等。有机自由基(Organic radicals)是具有未配对电子的有机小分子或者聚合物。自由基中的未配对电子处于最外层分子轨道，极易发生电子的得失，因此有机自由基通常具有活泼的化学性质，如分子自身容易发生氧化、聚合等化学反应，导致大多数自由基的寿命很短。

发明内容

针对上述现有技术中的问题，本申请提出了一种室温下稳定的有机双自由基单分子器件，包括锚定基团和双自由基，所述双自由基含有两个未成对电子。

优选地，有机双自由基单分子器件的分子式为：

优选地，两个未成对电子通过氧化反应获得。

本申请还涉及一种室温下稳定的有机双自由基单分子器件的制备方法，包括以下步骤：

步骤S1、取1，4-二溴苯、三二亚苄基丙酮二钯、三叔丁基四氟硼酸盐和叔丁醇钠，将所有反应物固体和搅拌用磁子混合后，密封置于冷凝回流系统中抽充氮气，加入第一溶剂，油浴加热并开启磁力搅拌，停止加热后，让整个反应体系缓慢冷却至室温后再处理；

步骤S2、萃取反应液，取有机层溶液，将萃取得到的溶液除水、过滤后，去掉第一溶剂，得到第一固体粗产物，通过色谱柱提纯得到粗产物，淋洗剂为正己烷和/或二氯甲烷；

步骤S3、将第一固体粗产物和搅拌用磁子混合，加入第二溶剂，开启磁力搅拌，反应后，过滤并去掉第二溶剂，得到第二固体粗产物；

步骤S4、通过色谱柱提纯得到的第三粗产物，淋洗剂为二氯甲烷，得到黑色粉末。

优选地，1，4-二溴苯的用量为“235mg，1mmol，1.0eq”、三二亚苄基丙酮二钯的用量为“45mg，0.05mmol，0.05eq”、三叔丁基四氟硼酸盐的用量为“28mg，0.1mmol，0.1eq”和叔丁醇钠的用量为“192mg，2mmol，2eq”。

优选地，淋洗剂为正己烷：二氯甲烷＝3:1、2:1或1:1。

优选地，第一溶剂为347mg、2.5mmol、2.5eq的4-硫甲基苯胺和30毫升甲苯。

优选地，第二溶剂为10毫升二氯甲烷。

本申请还涉及一种室温下稳定的有机双自由基单分子器件的制备方法，包括以下步骤：

步骤S1、取4，4-二溴联苯、三二亚苄基丙酮二钯、三叔丁基四氟硼酸盐和叔丁醇钠，将所有反应物固体和搅拌用磁子混合后，密封置于冷凝回流系统中抽充氮气，加入第一溶剂，油浴加热并开启磁力搅拌，停止加热后，让整个反应体系缓慢冷却至室温后再处理；

步骤S2、萃取反应液，取有机层溶液，将萃取得到的溶液除水、过滤后，去掉第一溶剂，得到第一固体粗产物，通过色谱柱提纯得到粗产物，淋洗剂为正己烷和/或二氯甲烷；