张疆实验室。
韩嘉莹开启液相色谱仪,提纯昨天拌好样的产物,陈婉清则前往通风橱,处理反应。
许秋也开始准备下一步反应——PDI分子的改性。
在没收到那篇JACS审稿前,他的想法是合成出简单PDI分子,然后直接做3D-PDI,赶快把这个想法给发表出来。
现在既然其他人已经把3D-PDI的概念给提出来了,反而不用那么急了。
他打算循序渐进,先把几种目前已知的几种高性能PDI材料合成出来,主要是扭转型、桥接型的PDI二聚体。
这些材料就算现在用不到,日后也会有机会能够用到,可以储备起来,拓展实验室内材料的广度,构建一个材料库,包括今天找光电公司销售要的小样,也是用来丰富这个材料库的。
之后每开发出来一个新材料,都可以在模拟实验室II中,将其与材料库中材料相匹配,构建二元甚至多元的电池器件,试验其性能。
而且,这也算是重新走了一遍前辈们的合成之路,能够进一步积累他的合成经验。
PDI二聚体,不论是扭转型的还是桥接型,主要的设计思路都是通过二聚,使两个PDI分子之间呈现一个扭转角,从而抑制整个二聚体分子的结晶性,改善旋涂后的薄膜形貌。
不同之处在于,扭转型是直接连接两个PDI分子,而桥接型是在两个PDI分子之间额外加一个“桥”,所谓的桥就是一个小的共轭结构单元,比如噻吩、乙烯基之类的。
但要想让两个PDI分子听话的连接在一起,并不是那么容易,直接反应显然是不行的。
首先需要对PDI分子结构进行修饰,常用的方法是将其分子上的一个氢原子用溴原子取代,得到单取代的PDI-Br分子。
然后再将两个PDI-Br分子直接反应,或是引入一个桥分子,得到扭转型或是桥接型二聚体。
理论上,PDI+Br2→PDI-Br+HBr,一步到位。
实际上会存在可题。
单个PDI分子共有8个氢原子,因为分子是对称的,所以共有两种不同化学环境的氢原子,分为原位和湾位,各有4个,同一化学环境下的氢原子,可以认为在反应活性上是等效的。
相对来说,湾位,也就是靠近分子中央处的4个氢原子的化学活性更强,在发生溴取代反应时更容易被取代掉。
如果控制好反应条件,原位上的氢原子几乎不会参加化学反应。
但也只能排除掉原位上的4个。
湾位上有4个氢原子,在发生溴取代反应时,就可能产生0、1、2、3、4取代的产物。
因为有相关的文献发表,所以这个可题是有答案的,关键在于许秋如何取舍。
一种方法,就是直接按照“2PDI+Br2→2
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