缺電子構筑基元在n型聚合物的開發中起到至關重要的作用。但是目前在n型聚合物的開發中，可供選擇的缺電子構筑基元的種類相對較少，特別是具有優異溶解性的強缺電子構筑基元更為稀缺，這嚴重制約了n型聚合物半導體材料的發展。酰亞胺基團不僅具有強的吸電子能力，在其氮原子上引入烷基鏈還可以賦予分子優異的溶解性和溶液加工性，因此在受體構筑基元的開發中被廣泛應用。南方科技大學材料科學與工程系郭旭崗教授團隊一直致力于酰亞胺基受體構筑基元的設計與合成，報道了一系列原創性的工作（Angew. Chem. Int.Ed. 2017, 56, 15304.; Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 9924.; J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 6095.; J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 4329.; J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 1539.; Acc. Chem. Res. 2021, 54, 20, 3804.; Nature 2021, 599, 67.）。
圖1. （a）芴酮基酰亞胺強缺電子構筑基元的設計策略，（b）芴酮基酰亞胺及常見受體構筑基元的理論計算LUMO能級（基于自旋限制的密度泛函理論(DFT)，在B3LYP/6-31G(d)方法和基組下計算）。
圖2. C4FOI（a, b）和C4FCNI（c, d）的單晶結構。
圖3. （a）芴酮基酰亞胺單體的合成路線，（b）芴酮基酰亞胺聚合物的化學結構。
圖4. 聚合物PFOI-V（a, c）和PFOI-Tz（b, d）有機薄膜晶體管（OTFTs）的輸出曲線（a，b）和轉移曲線（c, d）。
在該工作中，郭旭崗教授團隊通過酰亞胺化缺電子的芴酮單元及其衍生物，開發了兩種具有優異溶解性和高度平面性的強缺電子基元FOI和FCNI，并基于它們開發了一系列新型的n型聚合物半導體材料。該工作不僅豐富了受體構筑基元的化學結構，還為新型受體構筑基元的開發提供了一種新的設計思路。該工作同時得到了國家納米中心魏志祥教授和張建齊老師的大力支持。
原文鏈接：https://doi.org/10.1002/anie.202205315
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