Research Progress in Benzosilole-Containing Organic Compounds

Abstract

Benzosilole-containing organic molecules have been potentially applied in opto-electronic material fields, due to their unique structural and optical characteristics. The rigid planar structures of acenes prevent conformational disorder, and extend the π-conjugation. Silacyclopentadiene can form σ*-π* conjugation, lowering the LUMO and enhancing the electron affinity efficiently. In this review, benzosiloles, silicon-bridged stilbene derivatives, silafluorenes and bis-silicon-bridged p-terphenyls are focused on. The recent research progress in the synthesis, modification, properties and applications of benzosilole-containing organic compounds is summarized, and the future research of this field is also prospected. Keywords benzosilole; silicon-bridge; π-conjugated; opto-electronic materials 有机 π-共轭化合物可以作为光电功能材料, 用于制 作有机场效应晶体管(OFET) [1 ～ 4] 、有机发光二极管 (OLED) [5-8] 、有机太阳能电池 [9～11] 等诸多光电器件, 而 这类材料发展的关键在于新型 π-共轭分子的研发. 其中 多并环梯形 π-共轭体系具有许多优点, 如可避免构像无 序性、扩大 π-共轭、增强体系荧光特性、提高载流子迁 移率 [12～16] 等. 例如: 有机薄膜中并五苯的场效应迁移率 达 1.5 cm 2 •V-1 •s-1 , 可以和非晶硅相媲美, 它易形成分 子晶体且在低温基质上能形成有序的薄膜 [17] ; 在有机 太阳能电池中并五苯可用做 p-型材料, 能量转化效率达 2.7%, 并五苯与 C 60 异质结外量子效率高达 58%, 成为 太阳能电池和光电探测器领域极具前景的材料 [18]. 噻咯(Silole)即硅杂环戊二烯, 其硅原子的环外 σ* 轨道与丁二烯的 π*轨道可形成 σ*-π*共轭, 有效降低了 体系的 LUMO (Lowest Unoccupied Molecular Orbital, 最低未占轨道)能级, 提高了电子亲合势, 从而利于电 子注入和传输 [19～22] , 因此噻咯及其衍生物具有独特的 电子结构和光、电性质. 如 2,5-双[6'-(2',2''-二吡啶)]-1,1-二甲基-3,4-二苯基噻咯(PyPySPyPy)的电子迁移率高, 比 OLED 中广泛应用的电子传输材料-三(8-羟基喹 啉)铝(Alq 3)提高了近两个数量级 [23]. 同时噻咯还具有较 高的固态发光量子效率, 如基于噻咯的有机发光二极管 的外量子效率可达 8% [24]. 硅原子对 π-共轭体系的电子 结构影响较大, 如噻咯的 LUMO 能级明显低于吡咯、 呋 喃、噻吩、吡啶, 用噻咯作为构建单元能够得到具有独 特电子结构的新型 σ-共轭和 π-共轭分子 [20] .

Progress in the Molecular Design and Synthesis of Organic Fluorescent Probe for Picric Acid Detection

“…总之, 硅杂环共轭聚合物类(尤其是聚硅杂环戊二 烯)由于其独特的荧光性质, 它们在检测 PA 方面有重要 应用 [29] . 但是, 它们也存在一些缺点, 如合成方法有 限、原料难以获取、操作条件苛刻等 [30] , 这些特点限制 了它们在 PA 检测中的应用, 故近年来关于聚硅杂环戊 二烯类荧光探针的报道在减少, 而其他杂环戊二烯类聚 合物探针的研究也开始引起关注. …”

Palladium-Catalyzed Oxidative Coupling of Dibenzosiloles with α-Diazo Esters: Formal Replacement of the Silyl Group with Carbenes

“…Furthermore, dibenzosiloles have found wide applications in advanced materials due to their excellent physical properties . Itami and co-workers have developed the Pd-catalyzed annulative π-extension reaction to efficiently synthesize polycyclic aromatic hydrocarbons (Scheme c) .…”