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二米基硼封端的联噻吩衍生物的合成、结构与光物理性质研究的任务书
任务书
一、任务背景
联噻吩（Thieno[3,4-c]pyrrole，TP）是具有良好光电性能的一类杂环化合物，其特点是分子中具有多个π-电子共轭体系和氧化还原性较好的杂原子。其中，二氢-二氧代联噻吩（DHO-TP）是一种有前途的半导体材料，由于其分子中有两个C16H9O2基团，因此可通过B–O键连接使其在分子末端形成稳定的二米基硼封端结构，从而提高其稳定性和性能。同时，DHO-TP还具有优异的光电性能，如吸收UV/Vis光、红外发光等等。
随着人们对功能材料的需求越来越高，DHO-TP的研究已经引起了广泛的关注。本研究立足于二氢-二氧代联噻吩分子的基础性质，着重探究其在分子封端引入二米基硼后所带来的新性质和新应用，并通过合成手段及结构表征与光物理性质相关性的研究来探索这些性质的实现机制。
二、研究目标
1.基于二氢-二氧代联噻吩分子结构，合成具有二米基硼封端的联噻吩衍生物，同时进行合理的物质取得与分离纯化，为后续的表征与应用研究提供需求。
2.通过高分辨核磁共振谱仪、高分辨质谱仪等各种手段对合成的联噻吩衍生物进行结构表征，详细研究二米基硼引入的分子结构变化和性质变化。
3.通过紫外-可见吸收光谱、荧光光谱等光谱学手段，详细研究二米基硼引入的联噻吩衍生物的光物理性质。
4.通过对比实验和性质分析等手段，探究二米基硼引入对联噻吩衍生物材料的性能（如稳定性、荧光量子产率等）的影响机制。
5.基于研究结果，探寻具有二米基硼封端的联噻吩衍生物的实际应用潜力，为新型材料开发以及材料在电子器件等领域的应用提供新思路。
三、研究内容
1.合成具有二米基硼封端的联噻吩衍生物
本实验将首先通过机理推理确定化学反应合成二米基硼引入的途径；并通过试验逐一验证效果，并优化组成以提高产率和合成效率。合成后将进行母液分离，通过旋蒸法得到半固体产物，并用对应的有机溶液进行结晶纯化。最终，通过各种手段对产物进行表征，确认产物的结构成分、晶体结构、热力学性质等方面的信息。
2.结构表征
通过核磁共振谱（1HNMR、13CNMR）对产物分子的组成结构进行表征，并通过高分辨质谱仪等手段得到产品分子量、结构中含硼基团的位置等信息。同时结合X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜技术检测合成物的形貌和晶体形态等。
3.光物理性质表征
采用紫外-可见吸收光谱技术，测量合成产品在不同波长下的吸收峰位置、强度；采用荧光光谱技术，测试合成物的发光强度、荧光光谱峰位置及发光强度与溶液深度关系。并通过对比实验，得到其荧光量子产率、紫外可见光吸收等性能的相关值，并做出结构与性质的相关分析。
四、研究意义
1.本研究对于二米基硼引入材料的合成、结构表征、光物理性质分析以及应用研究等方面都进行了深入探究。在分析材料结构和性质之间的关系的基础上，对于二米基硼引入材料的有规律的修饰提供了实验依据和理论思路。
2.DHO-TP经过二米基硼引入之后具有更优异的光、电学性能，并且引入材料的稳定性也有所提高，因此具有广泛的应用前景。对此，本实验研究有助于将二米基硼引入思维引入到联噻吩材料领域，并探讨其在电子器件和太阳能电池等领域的实际应用价值，为二米基硼引入材料的开发提供了新思路和支撑。
3.本次研究提出的思路适于其他含氮同分异构体研究领域，拓宽了二米基硼引入材料范畴，同时也丰富了材料学的理论研究和实践应用。