具有多Fjord边缘结构的氧杂纳米石墨烯类化合物及其制备和应用制造技术

本发明专利技术属于有机磁性材料领域，具体公开了具有多Fjord边缘结构的氧杂纳米石墨烯功能分子材料设计、制备及应用。本发明专利技术还公开了所述的具有多Fjord边缘结构的氧杂纳米石墨烯功能分子材料的制备方法和应用方法。本发明专利技术以合成具有不同长度的具有多Fjord边缘结构的氧杂纳米石墨烯功能分子化合物。通过改变分子共轭尺寸、Fjord边缘结构长度等方式来调控共轭分子的光学和电学性能。本发明专利技术公开的化合物具有稳定的手性螺旋开窍结构、强的近红外吸收，较窄的HOMO

【技术实现步骤摘要】
具有多Fjord边缘结构的氧杂纳米石墨烯类化合物及其制备和应用


[0001]本专利技术涉及功能分子材料领域，特别涉及一类具有多Fjord边缘结构的氧杂纳米石墨烯分子及其衍生物的有机功能材料。

技术介绍

[0002]纳米石墨烯(NGs)和石墨烯纳米带(GNRs)，作为石墨烯的切割单元，是连接小分子和宏观碳基材料的理想单元。目前，自上而下的方法合成纳米石墨烯材料已有较多报道，但该方法无法实现对纳米石墨烯分子长度、宽度、结构边缘的精确修饰，自下而上的湿法合成为纳米石墨烯分子的精准合成提供了可能，可实现对纳米石墨烯分子电子结构的精准调控，从而赋予其独特的电学、光学、磁学性质，使其在半导体电子器件、生物成像、能源存储、自旋材料等领域有着广阔的应用。
[0003]纳米石墨烯分子的光、电、磁学等性质与其长度、宽度、边缘结构密切相关。如像扶手一样的椅式边缘结构(根据其长度可分别表现出半导体或导体性质)，锯齿状的Zigzag边缘结构(通常含有一个局部的边缘态)，向内凹陷的cove结构，以及像海峡一样的Fjord结构。其中Fjord边缘结构通常使得分子具有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.具有多Fjord边缘结构的氧杂纳米石墨烯类化合物，其特征在于，具有式1结构:式1中，所述的R1、R3独自为H、
‑
Cl、
‑
Br、
‑
I、
‑
CN、
‑
CF3、C1‑
C
24
烷基、C3‑
C
24
环烷基、C1‑
C
24
烷氧基、C1‑
C
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烷基取代的芳基、卤代的C1‑
C
24
烷基、卤代的C3‑
C
24
环烷基或卤代的C1‑
C
24
烷氧基、酯基、胺酰基或
‑
NO2；所述的R2为吸电子取代基；所述的X1为O、S或NR；所述的R为H或C1‑
C
24
烷基；所述的n大于或等于1的整数。2.如权利要求1所述的具有多Fjord边缘结构的氧杂纳米石墨烯类化合物，其特征在于，所述的R2为CN、CF3、C2～C6的酯基
‑
NO2或C2～C6的胺酰基；优选为CN。3.如权利要求2所述的具有多Fjord边缘结构的氧杂纳米石墨烯类化合物，其特征在于，所述的R1为C1‑
C
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烷基，进一步优选为C2～C6的烷基；优选地，所述的x1为O；优选地，R3为H、
‑
Cl、
‑
Br、
‑
I、
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CN、
‑
CF3、
‑
NO2或
‑
Ar；优选地，n＝1。4.一种权利要求1～3任一项所述的具有多Fjord边缘结构的氧杂纳米石墨烯类化合物，其特征在于，将式2的化合物进行氧化聚合，制得式1中R3为H的式1
‑
A产物；式2中，所述的R1、R2、X1选取范围同式1；优选地，氧化聚合中添加的氧化剂为三氯化铝、三氯化铁、三氟甲磺酸钪、DDQ中的至少一种中的至少一种；优选地，氧化聚合中，式2和氧化剂的摩尔比为1：1.5～2.5；优选地，氧化聚合的范围温度为15～40℃；优选地，氧化聚合的溶剂为THF、Et3N、DCM中的一种；优选地，氧化聚合阶段，预先将式2和有机酸混合，随后加入氧化剂，反应后再加入有机
胺，随后分离得到式1
‑
A。5.如权利要求4所述的具有多Fjord边缘结构的氧杂纳米石墨烯类化合物，其特征在于，式2化合物通过式3和R2源进行亲核反应制备得到：式3中，所述的R1、x1选取范围同式1；且x2为卤素、R2源中的R2选取范围同式2；优选地，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾泽兵，田蕾，罗腾，王燕培，郝佳航，谢胜，杨坤，
申请(专利权)人：湖南大学深圳研究院，
类型：发明
国别省市：