Borane Modification of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons

多环芳烃的硼烷改性

基本信息

  • 批准号:
    1664975
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 46.29万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2017-07-01 至 2020-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The Chemical Synthesis Program of the Chemistry Division supports the project by Professor Frieder Jaekle. Professor Jaekle is a faculty member in the Department of Chemistry at the Newark Campus of Rutgers University. He is developing new conjugated materials called polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) that contain boron-containing units. The presence of the boron enhances the potential for the PAHs to serve as materials in optical and electronic devices. To this end, PAHs have proven to be effective platforms for building organic electronics, imaging, sensors, molecular switches, etc. In these settings, their performance is improved when the materials are "doped" with either electron-rich donor or electron-poor acceptor atoms that enhance conductivity. While the doping of PAHs with nitrogen and sulfur (both donors) has been studied extensively, research into systems with other heteroatoms remains less developed. Boron is very interesting as its electron-poor (acceptor) character can result in new, desirable properties for opto-electric devices. Professor Jaekle and his students are well-positioned to make and study the boron doped PAHs in order to fully develop their potential. The project also contributes to the training of a diverse group of students in an interdisciplinary research environment at the interface of organic, inorganic and materials chemistry. Another goal is to bring together researchers from different backgrounds in pursuit of new conjugated hybrid materials through organization of symposia, international collaborations, and broad dissemination of new knowledge in this field.The specific aims of the research are to: (1) develop regioselective methods for the targeted functionalization of PAHs at their periphery via Lewis base-directed electrophilic C-H borylation; (2) develop new approaches to incorporate multiple tricoordinate boron centers into the framework of PAHs; (3) investigate the effect of boron doping/functionalization on the electronic structure, photophysical properties, and chemical reactivity. New synthetic tools are developed that provide access to unique functional pi-conjugated systems with tailored properties. Strategic placement of boranes at well-defined positions in the periphery or framework of PAHs is expected to dramatically alter their electronic structure. The preparation of the new pi-conjugated hybrids is anticipated to lead to new materials with desirable optical, electronic, stimuli-responsive and sensory properties. The research is complemented by efforts to involve students from underrepresented groups, to engage in international and interdisciplinary collaborations, and to provide a forum for scientific exchange for researchers in the field of organic-inorganic hybrid materials.
化学部化学合成项目支持 Frieder Jaekle 教授的项目。 Jaekle 教授是罗格斯大学纽瓦克校区化学系的教员。 他正在开发一种名为多环芳烃(PAH)的新型共轭材料,其中含有含硼单元。硼的存在增强了多环芳烃作为光学和电子器件材料的潜力。为此,PAH 已被证明是构建有机电子、成像、传感器、分子开关等的有效平台。在这些设置中,当材料“掺杂”富电子供体或贫电子供体时,其性能会得到改善增强导电性的受体原子。虽然用氮和硫(均为供体)掺杂多环芳烃已得到广泛研究,但对其他杂原子系统的研究仍然较少。硼非常有趣,因为它的贫电子(受体)特性可以为光电器件带来新的、理想的特性。 Jaekle 教授和他的学生有能力制造和研究掺硼多环芳烃,以充分发挥其潜力。该项目还有助于在有机、无机和材料化学交叉学科的跨学科研究环境中培训多元化的学生群体。另一个目标是通过组织研讨会、国际合作和广泛传播该领域的新知识,将来自不同背景的研究人员聚集在一起,追求新型共轭杂化材料。该研究的具体目标是:(1)开发区域选择性方法通过路易斯碱定向的亲电 C-H 硼化作用,在 PAH 外围进行靶向功能化; (2) 开发新方法将多个三配位硼中心纳入多环芳烃框架; (3)研究硼掺杂/功能化对电子结构、光物理性质和化学反应性的影响。新的合成工具的开发提供了获得具有定制特性的独特功能性π共轭系统的途径。将硼烷战略性地放置在多环芳烃外围或框架的明确位置上,预计将显着改变其电子结构。新型π共轭杂化物的制备预计将产生具有理想的光学、电子、刺激响应和感官特性的新材料。该研究还努力吸引来自代表性不足群体的学生参与,参与国际和跨学科合作,并为有机-无机杂化材料领域的研究人员提供科学交流的论坛。

项目成果

期刊论文数量(16)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Borane Incorporation in a Non-Fullerene Acceptor To Tune Steric and Electronic Properties and Improve Organic Solar Cell Performance
  • DOI:
    10.1021/acsaem.8b01793
  • 发表时间:
    2019-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Thomas A. Welsh;Audrey Laventure;A. F. Alahmadi;Guanghui Zhang;T. Baumgartner;Y. Zou;F. Jäkle;Gregory C. Welch
  • 通讯作者:
    Thomas A. Welsh;Audrey Laventure;A. F. Alahmadi;Guanghui Zhang;T. Baumgartner;Y. Zou;F. Jäkle;Gregory C. Welch
Hybrid conjugated polymers with alternating dithienosilole or dithienogermole and tricoordinate boron units
  • DOI:
    10.1039/c7py01790a
  • 发表时间:
    2018-01-21
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Adachi, Yohei;Ooyama, Yousuke;Ohshita, Joji
  • 通讯作者:
    Ohshita, Joji
Extended conjugated borenium dimers via late stage functionalization of air-stable borepinium ions
  • DOI:
    10.1039/d0cc02514c
  • 发表时间:
    2020-05-11
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Adachi, Yohei;Arai, Fuka;Jakle, Frieder
  • 通讯作者:
    Jakle, Frieder
A p-π* conjugated triarylborane as an alcohol-processable n-type semiconductor for organic optoelectronic devices
p-pi 共轭三芳基硼烷作为有机光电器件中可醇加工的 n 型半导体
  • DOI:
    10.1039/c9tc01562k
  • 发表时间:
    2019-06-28
  • 期刊:
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Yu, Yingjian;Dong, Changshuai;Wang, Lixiang
  • 通讯作者:
    Wang, Lixiang
Linear Extension of Anthracene via B←N Lewis Pair Formation: Effects on Optoelectronic Properties and Singlet O 2 Sensitization
通过 B–N 路易斯对形成实现蒽的线性延伸:对光电性质和单线态 O 2 敏化的影响
  • DOI:
    10.1002/anie.202113075
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Vanga, Mukundam;Sahoo, Ashutosh;Lalancette, Roger A.;Jäkle, Frieder
  • 通讯作者:
    Jäkle, Frieder
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  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Frieder Jaekle
  • 通讯作者:
    Frieder Jaekle
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  • 通讯作者:
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