一种紫外光响应有机单分子材料及其制备方法和应用与流程

本发明属于光电材料，尤其涉及一种紫外光响应有机单分子材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、光电材料指能产生、转换、传输、处理、存储光电子信号的材料。商用无机半导体和有机光电材料已经成熟运用于各个领域。但集成电路中的光电材料同样面临电路微型化带来的材料物理尺寸极限问题。这有可能引起传统光电材料在高集成化电路中的控制失效问题。因此，开发可在微型电子元件中使用的光电材料是构建未来高性能、高集成化光电器件的重要解决方法。

2、对紫外光照具有响应的分子可以实现紫外光照下分子结构的转换。例如二芳基乙烯和螺吡喃结构能够在紫外光照下完成分子结构的开关环，实现分子结构的转化，带来诸多物理性能，尤其是电导的变化。

3、因此，有必要研发具有紫外光信号响应的光电材料用于集成电路器件。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明提供了一种紫外光响应有机单分子材料及其制备方法和应用，主要目的是解决紫外光响应光电材料电导性能有待提高的技术问题。

2、一方面，本发明提供了一种紫外光响应有机单分子材料，所述有机单分子材料为a或b；

3、所述a的化学分子式为c25h20os2，化学结构式为式i；

4、所述b的化学分子式为c29h22os2，化学结构式为式ii；

5、

6、第二方面，本发明提供了上述紫外光响应有机单分子材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：

7、s1：零下70～80℃条件下，4-硫甲基苯乙炔、正丁基锂和反应物c混合，升温至室温，反应i，得到产物i，获取所述产物i的有机相，所述有机相经过浓缩、纯化后得到中间产物a；

8、s2：步骤s1中的所述中间产物a和二氧化锰混合，室温条件下，反应ii，得到产物ii，获取所述产物ii的滤液，所述滤液经过浓缩、纯化后得到中间产物b；

9、s3：零下70～80℃条件下，4-硫甲基苯乙炔、正丁基锂和所述中间产物b混合，升温至室温条件下，反应iii，得到产物iii，获取所述产物iii的有机相，所述有机相经过浓缩、纯化后得到最终产物；

10、其中，当所述反应物c为苯甲醛时，所述最终产物为c25h20os2；

11、当所述反应物c为萘甲醛时，所述最终产物为c29h22os2。

12、可选地，步骤s1中原料混合的温度为零下78℃条件下。

13、可选地，步骤s3中原料混合的温度为零下78℃条件下。

14、可选地，步骤s1中，所述4-硫甲基苯乙炔、所述正丁基锂和所述反应物c的摩尔比为1:(1～1.2):(1～1.5)。

15、可选地，步骤s1中，所述正丁基锂与所述4-硫甲基苯乙炔的摩尔比选自1、1.1、1.2中的任意值或任意两者之间的范围值。

16、可选地，步骤s1中，所述反应物c与所述4-硫甲基苯乙炔的摩尔比选自1、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5中的任意值或任意两者之间的范围值。

17、可选地，步骤s2中，所述中间产物a和所述二氧化锰的摩尔比为1:3.5～4.。

18、可选地，步骤s2中所述二氧化锰与所述中间产物a的摩尔比选自3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4中的任意值或任意两者之间的范围值。

19、可选地，步骤s3中，所述4-硫甲基苯乙炔与正丁基锂摩尔比为1:1～1.2。

20、可选地，步骤s3中，所述正丁基锂与所述4-硫甲基苯乙炔的摩尔比选自1、1.1、1.2中的任意值或任意两者之间的范围值。

21、可选地，步骤s1中的反应i和步骤s3中的反应iii均采用饱和氯化铵溶液淬灭反应。

22、可选地，采用乙酸乙酯萃取步骤s1中所述产物i的有机相，所述有机相经过干燥、浓缩、纯化后得到所述中间产物a；

23、步骤2中的所述产物ii经过过滤后获取滤液，所述滤液经过减压蒸馏浓缩、纯化后得到所述中间产物b；

24、采用乙酸乙酯萃取步骤s3中所述产物iii的有机相，所述有机相经过干燥、浓缩、纯化后得到所述最终产物。

25、可选地，所述中间产物a的产率为75％～85％；所述中间产物b的产率为95％～99％。

26、可选地，所述中间产物a的产率为80.0％；所述中间产物b的产率为97.1％。

27、第三方面，本发明提供了一种紫外光响应溶液，上述紫外光响应有机单分子材料或上述制备方法得到的紫外光响应有机单分子材料和溶剂混合后的溶液即为所述紫外光响应溶液。

28、可选地，所述紫外光响应有机单分子材料和所述溶剂的混合比为0.3～0.5mg：10～15ml。

29、可选地，所述紫外光响应有机单分子材料的质量选自0.3、0.35、0.4、0.45、0.5中的任意值或任意两者之间的范围值，单位mg；

30、所述溶剂的体积选自10、11、12、13、14、15中的任意值或任意两者之间的范围值，单位ml。

31、可选地，所述溶剂选自苯、甲苯、1,3,5-三甲苯和1,2,4-三氯苯中的至少一种。

32、第四方面，本发明提供了上述紫外光响应有机单分子材料或上述制备方法得到的紫外光响应有机单分子材料或上述紫外光响应溶液在光电材料中的应用。

33、第五方面，本发明提供了一种光电材料，所述光电材料包括上述紫外光响应有机单分子材料或上述制备方法得到的紫外光响应有机单分子材料或上述紫外光响应溶液。

34、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

35、1)本发明提供的紫外光响应有机单分子材料，合成路线简单易操作且最终结构无毒无害。

36、2)本发明提供的紫外光响应有机单分子材料具有良好的紫外光照下电导变化效应；对于苯基取代的有机单分子光电材料，其紫外光照下的电导可达到未光照条件下的275.4％；对于萘基取代的有机单分子光电材料，其紫外光照下的电导可达到未光照条件下的182.0％。

37、3)本发明提供的紫外光响应有机单分子材料可实现单分子导电材料在紫外光照下的电导控制，可用于光控分子逻辑电路的设计。

38、4)本发明提供的紫外光响应有机单分子材料相比于传统的固态光电材料，单分子光电材料能有效突破光电材料在集成电路中的物理尺寸极限，具有尺寸小、结构易修饰，光信号响应灵敏等优势，是一类很有潜力的光电材料。

技术特征：

1.一种紫外光响应有机单分子材料，其特征在于，所述有机单分子材料为a或b；

2.权利要求1所述的紫外光响应有机单分子材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的紫外光响应有机单分子材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述4-硫甲基苯乙炔、所述正丁基锂和所述反应物c的摩尔比为1:(1～1.2):(1～1.5)。

4.根据权利要求2所述的紫外光响应有机单分子材料的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述中间产物a和所述二氧化锰的摩尔比为1:3.5～4。

5.根据权利要求2所述的紫外光响应有机单分子材料的制备方法，其特征在于，步骤s3中，所述4-硫甲基苯乙炔与正丁基锂摩尔比为1:1～1.2。

6.根据权利要求2所述的紫外光响应有机单分子材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中的反应i和步骤s3中的反应iii均采用饱和氯化铵溶液淬灭反应。

7.根据权利要求2所述的紫外光响应有机单分子材料的制备方法，其特征在于，采用乙酸乙酯萃取步骤s1中所述产物i的有机相，所述有机相经过干燥、浓缩、纯化后得到所述中间产物a；

8.一种紫外光响应溶液，其特征在于，权利要求1所述的紫外光响应有机单分子材料或权利要求2～7任一项所述的制备方法得到的紫外光响应有机单分子材料和溶剂混合后的溶液即为所述紫外光响应溶液。

9.根据权利要求8所述的一种紫外光响应溶液，其特征在于，所述紫外光响应有机单分子材料和所述溶剂的混合比为0.3～0.5mg：10～15ml；

10.权利要求1所述的紫外光响应有机单分子材料或权利要求2～7任一项所述的制备方法得到的紫外光响应有机单分子材料或权利要求8～9任一项所述的紫外光响应溶液在光电材料中的应用。

技术总结
本发明公开了一种紫外光响应有机单分子材料及其制备方法和应用，涉及光电材料技术领域。所述紫外光响应有机单分子材料为A或B；所述A的化学分子式为C<subgt;25</subgt;H<subgt;20</subgt;OS<subgt;2</subgt;，化学结构式为式I；所述B的化学分子式为C<subgt;29</subgt;H<subgt;22</subgt;OS<subgt;2</subgt;，化学结构式为式II。本发明提供的紫外光响应有机单分子材料具有良好的紫外光照下电导变化效应；对于苯基取代的有机单分子光电材料，其紫外光照下的电导可达到未光照条件下的275.4％；对于萘基取代的有机单分子光电材料，其紫外光照下的电导可达到未光照条件下的182.0％。

技术研发人员：张潜翀,王金云,陈忠宁
受保护的技术使用者：闽都创新实验室
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15