2,6-二[4-′(N,N-二苯基氨基)芪]苯并[1-2,4-5]二噁唑的合成与发光特性

通过对二苯氨基苯甲醛与2,6-二(4-氯甲基苯基)苯并[1-2,4-5]二唑之间的Wittig-Horner反应,设计并合成了一个2,6-二[4-′(N,N-二苯基氨基)芪]苯并[1-2,4-5]二唑新化合物,目的在于均二苯乙烯分子中同时引入空穴传输和电子传输结构单元,可望提高均二苯乙烯型发光材料的发光强度和光量子效率.采用UV-VisI、R1、HNMR和元素分析等分析方法对合成产物结构进行了确认,并考察了溶剂对其光致发光特性的影响.所合成化合物的相关分析数据表明:1)其分子中的两个均二苯乙烯基均为反式“芪”结构特征;2)随溶剂极性增高,其UV-Vis光谱和荧光光谱的λmax红移;3)可用作蓝色发光材料.     

2,4和8-支噁二唑衍生物的三光子吸收和三光子上转换荧光

用飞秒Ti:sapphire激光测定了3个对称噁二唑衍生物4-{N,N-双[4-(4-[5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑-2]苯乙烯基)苯基]氨基}苯甲醛(Bis-oxa)、2,5-双{4-[2-N,N-双(4-{4-[5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑-2]苯乙烯基}苯基)氨基苯乙烯基]苯基}-1,3,4-噁二唑(Quadri-oxa)和2,5-双(4-{2-N,N-双[({3,5-二[5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑-2]苯基}乙烯基)苯基]氨基苯乙烯基}苯基)-1,3,4-噁二唑(Octu-oxa)的三光子吸收谱和三光子荧光光谱. 在1260 nm飞秒激光激发下, 2,4和8-支噁二唑衍生物的三光子吸收系数分别为5.0×10^-5, 10.0×10^-5和10.0×10^-5 cm³/GW², 三光子频率上转换荧光发射波长分别为533, 544和551 nm. 研究了多支化合物线性吸收和透过、单光子荧光及量子产率、荧光寿命、多光子荧光光谱和三光子吸收系数谱. 对称多支噁二唑衍生物具有很强的三光子吸收和上转换荧光性质.     

两种基于氮杂环结构铱(Ⅲ)配合物的合成及有机电致发光性能

以苯基嘧啶/吡啶基嘧啶为母核, 同时引入2个三氟甲基(CF₃)合成了2-[3,5-二（三氟甲基）苯基]-5-氟基嘧啶(tfmphfppm)和2-[2,6-二（三氟甲基）-4-吡啶基]-5-氟基嘧啶(tfmpyfppm)主配体, 并以2-(5-苯基-1,3,4-噁二唑-2-)苯酚(pop)为辅助配体合成了2种铱(III)配合物Ir(tfmphfppm)₂(pop)和Ir(tfmpyfppm)₂(pop), 其发射光谱峰分别位于484和504 nm, 分别属于蓝绿光和绿光发射, 发光量子效率分别达到76%和89%. 由于氮杂环和2,5-二苯基-1,3,4-噁二唑基团的存在, 配合物具有较低的最低未占据分子轨道(LUMO)能级和较高的电子迁移率. 以2种 铱(III)配合物为发光中心制备的有机电致发光器件(OLED)显示了较好的器件性能, 其最大亮度(L_max)、 最大电流效率(η_{c, max})、 最大功率效率(η_{p, max})和最大外量子效率(EQE_max)分别为33379 cd/m², 76.55 cd/A, 31.59 lm/W和26.7%; 并且该器件显示了比较小的效率滚降, 在亮度为1000 cd/m²时, 器件的η_c仍然可以达到72.71 cd/A. 本文结果表明, 氮杂环、 2,5-二苯基-1,3,4-噁二唑和三氟甲基基团可以有效提高铱(Ⅲ)配合物的发光性能和电子迁移率, 从而提高器件的性能.     

2-乙烯基硝基苯-8-羟基喹啉锌配合物的合成及紫外、荧光性质研究

设计合成了3种8-羟基喹啉衍生物配体:(E)-2-[2-(2-硝基苯基)乙烯基]-8-羟基喹啉(4a),(E)-2-[2-(3-硝基苯基)乙烯基]-8-羟基喹啉(4b),(E)-2-[2-(4-硝基苯基)乙烯基]-8-羟基喹啉(4c)及其相应的锌配合物5a～5c,产物经1H NMR,IR,MS和元素分析技术进行了结构表征.通过紫外滴定模拟了金属锌与配体的配位过程,分别测定了它们固态和溶液状态下的荧光性质:光谱显示化合物5a～5c固体荧光光谱的λmax分别是596,625,592 nm,在DMF溶液中的λmax分别是562,536,618 nm.荧光光谱显示硝基位置的改变可以调控8-羟基喹啉锌配合物的发光性质.     

铕穴状双功能螯合剂的合成及其光学性能

以2,6-二甲基-4-羟基吡啶为原料，经取代和水解反应合成了稀土穴状双功能螯合剂2-【2,6-{N,N′,N,N′-[二(2,2′-联吡啶-6,6′-二甲基)]二氨甲基}-吡啶-4-氧基】乙酸-Eu³⁺，其结构和性能经荧光光谱、 ¹H NMR、 IR和MS(ESI)表征。结果表明：螯合物的激发光谱范围为258~356 nm，最佳激发波长为331 nm；其荧光光谱中铕的特征峰位于581 nm（5D₀→7F₀）、 594 nm（5D₀→7F₁）、 616 nm（5D₀→7F₂），荧光寿命为512 μs。     

主链含有苯并噁唑环的PPV型齐聚物的合成

以-甲基-2-氯甲基苯并(口恶)唑和对二苯甲醛为主要原料,通过两次Wittig-Horner反应,合成了未见文献报道的主链含有苯并-NFDA1-唑环的PPV型齐聚物.目的在于在PPV聚合物主链中嵌入电子传输型结构单元,提高聚对苯撑乙烯共轭链的电子传输能力,改变PPV的发光特性.分析数据表明,该齐聚物的M_w为2500,并且分子结构中的乙烯基 C＝C 双键均为反式结构特征.UV-Vis吸收光谱特征峰λ_max等于497 nm.     

均相时间分辨免疫分析铕穴状螯合剂的合成

以2,6-二（溴甲基）吡啶-3,5-二甲酸二乙酯为起始原料,经溴化、取代、加成及酸化反应合成了两种铕穴状荧光螯合剂Eu³⁺ 2,6-{N,N′,N,N′-[二（2,2′-联吡啶-6,6′-二甲基）]二（氨甲基）}-吡啶-二羧酸[Eu³⁺ bpy.bpy.py(CO₂H)₂, 1]和Eu³⁺2,6-{N,N′,N,N′-[二（2,2′ 联吡啶-6,6′-二甲基）]二（氨甲基）}-吡啶-二[N-(2-氨基乙基)酰胺]{Eu³⁺bpy.bpy.py[CONH(CH₂)₂NH₂]₂, 2},其结构和性能经¹H NMR, MS(ESI)和荧光光谱表征。结果表明：1的最佳激发波长为312 nm,发射特征峰位于598和615 nm,荧光寿命为1 064 μs,量子产量为10%。 2的最佳激发波长为311 nm,发射特征峰位于597和616 nm,荧光寿命为398 μs,量子产率为12.1%。     

2-乙烯基氟代苯-8-羟基喹啉锌配合物的合成及光学性能研究

设计合成了2种新型的含不同氟原子数的8-羟基喹啉衍生物配体:(E)-2-[2-(2-氟代苯基)乙烯基]-8-羟基喹啉(4a)和(E)-2-[2-(五氟苯基)乙烯基]-8-羟基喹啉(4b)及其相应的锌配合物5a和5b,利用1H NMR、IR、MS、元素分析确认了产物结构。通过紫外滴定模拟了金属锌与配体4a和4b的配位过程,测定了其在二甲基甲酰胺(DMF)溶液中的荧光性质。荧光光谱显示:配体4a和4b在DMF溶液中的λmax分别为505 nm(蓝绿色)和517 nm(绿色),配合物5a和5b的λmax分别为559 nm(青绿色)和599 nm(黄色),配位后体系共轭程度增大,荧光光谱发生明显的红移。而且随着取代氟原子的增加,配体和配合物的荧光光谱也发生明显的红移。荧光光谱显示氟原子取代数量的改变可以调控8-羟基喹啉锌配合物的发光性质。     

含氟8-羟基喹啉锌配合物的合成与发光性能

设计合成了2种含三氟甲基的8-羟基喹啉衍生物配体:(E)-2-[2-(3-三氟甲基苯基)乙烯基]-8-羟基喹啉(3a)、(E)-2-[2-(4-三氟甲基苯基)乙烯基]-8-羟基喹啉(3b)及其相应的锌配合物(4a)、(4b),并由1H NMR、IR、MS、元素分析确认了其结构。通过紫外滴定观察了金属锌与配体的配合过程,测定了它们在DMF溶液中的荧光性质;荧光光谱显示化合物3a、3b在DMF溶液中的λmax分别是491nm和513nm,4a、4b的λmax分别是585nm和599nm,而且改变三氟甲基的位置可以调节配合物的发光性能。     

2,3,7-三羟基-9-[3,5-二溴-4-(2,4-二羟基)苯偶氮]苯基荧光酮的合成及与锆(Ⅵ)的显色反应

介绍了新试剂2,3,7三羟基-9-[3,5-二溴-4-（2,4二羟基）苯偶氮]苯基荧光酮（DBARPF）的合成。通过元素分析、红外光谱和紫外光谱等方法测试,确定了该试剂的组成和结构。研究了试剂与一些金属离子显色反应的光度性质,建立了光度法测定微量锆（Ⅳ）的新方法。在0．6mol/L盐酸介质中,阳离子表面活性剂CTMAB存在下,锆（Ⅳ）与DBARP形成稳定的1：4水溶性络合物,λmax＝538nm,λ538nm为1．78×105L·mol-1·cm-1。锆（Ⅳ）含量在0～400μg/L范围服从比尔定律。拟定方法用于铝合金样品中微量锆（Ⅳ）的测定,获得满意的结果。     

化合物[2,6-bis(benzo[1,2-d:4,5-d′]diimidazole-2′-yl)pyridine] 的合成、晶体结构和光物理性质

A new tridentate benzimidazole derivative, 2,6-bis (benzo[1,2-d:4,5-d′]diimidazole-2′-yl) -pyridine (Bzdiimpy),was prepared from o-phenylenediamine in five steps with improved methods according to the literature in good yield.The crystal structure was determined by X-ray diffraction analysis. It crystallized in monoclinic, space group P21/c,with a=1.1708(4) nm, b=2.4796(9) nm, c=1.215 9(4) nm,β=114.641(7)°, Z=1, R=0.035 0, wR2=0.0890. The bzdiimp molecule displayed an almost planar structure and formed a zig-zag chain through weak interactions between imidazole-N and [SnCl6]2--Cl. Its electronic absorption and emission spectra were measured and compared with the reported analogue 2,6-bis (benz[1,2-d:4,5-d′]imidazole-2′-yl)-pyridine (Bzp).     

Optimization of high-performance blue organic light-emitting diodes containing tetraphenylsilane molecular glass materials

Molecular glass material (4-(5-(4-(diphenylamino)phenyl)-2-oxadiazolyl)phenyl)triphenylsilane (Ph(3)Si(PhTPAOXD)) was used as the blue light-emitting material in the fabrication of high-performance organic light-emitting diodes (OLEDs). In the optimization of performance, five types of OLEDs were constructed from Ph(3)Si(PhTPAOXD): device I, ITO/NPB/Ph(3)Si(PhTPAOXD)/Alq(3)/Mg:Ag, where NPB and Alq(3) are 1,4-bis(1-naphylphenylamino)biphenyl and tris(8-hydroxyquinoline)aluminum, respectively; device II, ITO/NPB/Ph(3)Si(PhTPAOXD)/TPBI/Mg:Ag, where TPBI is 1,3,5-tris(N-phenylbenzimidazol-2-yl)benzene; device III, ITO/Ph(2)Si(Ph(NPA)(2))(2)/Ph(3)Si(PhTPAOXD)/TPBI/Mg:Ag, where Ph(2)Si(Ph(NPA)(2))(2) is bis(3,5-bis(1-naphylphenylamino)phenyl)-diphenylsilane, a newly synthesized tetraphenylsilane-containing triarylamine as hole-transporting material; device IV, ITO/Ph(2)Si(Ph(NPA)(2))(2)/NPB/Ph(3)Si(PhTPAOXD)/TPBI/Mg:Ag; device V, ITO/CuPc/NPB /Ph(3)Si(PhTPAOXD)/Alq(3)/LiF/Al, where CuPc is Cu(II) phthalocyanine. Device performances, including blue color purity, electroluminescence (EL) intensity, current density, and efficiency, vary drastically by changing the device thickness (100-600 A of the light-emitting layer) and materials for hole-transporting layer (NPB and/or Ph(2)Si(Ph(NPA)(2))(2)) or electron-transporting material (Alq(3) or TPBI). One of the superior OLEDs is device IV, showing maximum EL near 19 000 cd/m(2) with relatively low current density of 674 mA/cm(2) (or near 3000 cd/m(2) at 100 mA/cm(2)) and high external quantum efficiency of 2.4% (1.1 lm/W or 3.1 cd/A). The device possesses good blue color purity with EL emission maximum (lambda(max)(EL)) at 460 nm, corresponding to (0.16, 0.18) of blue color chromaticity on CIE coordinates. In addition, the device is reasonably stable and sustains heating over 100 degrees C with no loss of luminance on the basis of the annealing data for device V. Formation of the exciplex at the interface of NPB and Ph(3)Si(PhTPAOXD) layers is verified by EL and photoluminescence (PL) spectra studies on the devices with a combination of different charge transporting materials. The EL due to the exciplex (lambda(max)(EL) at 490-510 nm) can be properly avoided by using a 200 A layer of Ph(3)Si(PhTPAOXD) in device I, which limits the charge-recombination zone away from the interface area.     

Oxyallyl exposed: an open-shell singlet with picosecond lifetimes in solution but persistent in crystals of a cyclobutanedione precursor

Photoinduced decarbonylation of 2,4-bis(spirocyclohexyl)-1,3-cyclobutanedione 1 in the crystalline solid state resulted in formation of a deep blue transient with λ(max) = 550 nm and a half-life of 42 min at 298 K, identified as kinetically stabilized oxyallyl. Support for an open-shell singlet species was obtained by spectroscopic analysis and (4/4) CASSCF calculations with the 6-31+G(d) basis set and multireference MP2 corrections. The electronic spectrum of the singlet biradical, confirmed by femtosecond pump-probe studies in solution, was matched by coupled cluster calculations with single and double corrections.     

含五氟苯的噻吩并吡咯二酮苯并二噻吩共轭聚合物的合成及其性能

以3,4-噻吩二甲酸和五氟苯胺为起始原料,经酰化、缩合和NBS溴代反应制得2,5-二溴-5-五氟苯基噻吩［3,4-c］吡咯-4,6-二酮(2); 2经两步反应制得2-溴-2,5-二噻吩-5-五氟苯基噻吩［3,4-c］吡咯-4,6-二酮(4);以苯并二噻吩衍生物（BDT-1和BDT-2）为给体单元,2或4为受体单元,分别经Stille偶联缩聚反应合成了3个含五氟苯的噻吩并吡咯二酮-苯并二噻吩共轭共聚物(5a~5c),其结构和性能经¹H NMR, ¹³C NMR, UV-Vis, TGA和循环伏安法表征。结果表明：5a, 5b和5c的最大吸收峰分别位于559 nm, 559 nm和547 nm,光学带隙分别为1.70 eV, 1.73 eV, 1.68 eV(薄膜)和1.84 eV, 1.83 eV, 1.81 eV(甲苯);失重5%的温度为307～325 ℃; 5a~5c的起始氧化电位和起始还原电位分别为1.14 V, 1.18 V, 1.03 V和-0.67 V, -0.67 V, -0.70 V; HOMO和LUMO能级分别为-5.54 eV, -5.58 eV, -5.43 eV和-3.73 eV, -3.73 eV, -3.70 eV。     

MEH-PPV型单体[2,5-双(4′-溴-2′,5′-二甲氧基苯基乙烯基)-1-甲氧基-4-(2′-乙基己基氧基)苯]的合成及其发光性能

以对苯二甲醚为原料,经甲酰化和溴代反应合成2,5-二甲氧基-4-溴苯甲醛(2)。以对甲氧基苯酚为原料,经烷基化、氯甲基化和Michaelis-Arbuzov反应合成亚膦酸酯(5);2和5经Horner-Wittig-Emmons反应合成了2,5-双(4′-溴-2′,5′-二甲氧基苯基乙烯基)-1-甲氧基-4-(2′-乙基己基氧基)苯(6),总收率44.7%,其结构经1HNMR,13C NMR和元素分析表征。UV-Vis和荧光光谱(FL)研究表明,6的UV-Vis和FL的λmax分别位于410 nm和479 nm,497 nm,是一种绿光的MEH-PPV型单体。     

主链含邻位取代单元及吡啶环聚酰亚胺的合成与性能

以o-羟基苯乙酮、对氯硝基苯和苯甲醛为原料,通过亲核取代反应、改进的Chichibabin反应以及水合肼催化还原合成了一种新型含邻位取代单元及吡啶环的芳香二胺4-苯基-2,6-双[3-(4-氨基苯氧基)苯基]吡啶(o,p-PAPP).以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,将o,p-PAPP分别与3,3',4,4'-二苯醚四羧酸二酐(ODPA)、2,2-双[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐(BPADA)、3,3',4,4'-二苯酮四甲酸二酐(BTDA)及均苯四甲酸二酐(PMDA)通过常规的两步法,合成了4种聚酰亚胺.用FTIR、DSC、TGA、XRD、溶解性测试、UV-Vis和荧光光谱对聚合物的结构和性能进行了表征.FTIR结果表明,所得的聚合物在1780,1720和1380cm-1左右出现了聚酰亚胺的特征吸收峰.实验所得的PI能很好地溶解于常见有机溶剂(如DMF,DMAC,DMSO,NMP,THF,CHCl3),在氮气氛中,PI的10%失重温度(T10)为444.2～467.5℃,800℃时的残余质量(Rw)为49.6%～58.3%.同时PI分子主链中的吡啶环结构使其具有良好的紫外光吸收性能,经HCl质子化后,在460 nm附近出现非常强的荧光发射峰.     

酚基嘧啶铍(Ⅱ)配合物的合成及光电性质

采用Suzuki偶联方法合成了新型有机螯合配体酚基嘧啶(HPP), 利用HPP进一步合成了酚基嘧啶铍配合物Be(PP)₂. 采用核磁共振(¹H NMR)和红外(IR)光谱等方法对其结构进行了表征, 并通过测定紫外-可见(UV-Vis)和光致发光(PL)光谱对Be(PP)₂的光学性质进行了研究. 结果表明, 配合物在460 nm处有最大发射. 以Be(PP)₂为电子传输层和发光层制备了结构为氧化铟锡(ITO)/N,N'-二(萘-2-基)-N,N'-二(苯基)联苯-4,4'-二胺(NPB)(45 nm)/Be(PP)₂(60 nm)/Al(300 nm)的双层模型器件, 获得了最大亮度为103 cd/m²的近白光发射, 色坐标为(0.37, 0.39), 光功率效率为0.13 lm/W.     

A2和B3型单体缩聚合成超支化偶氮聚氨酯研究

通过双官能度异氰酸酯基单体MDI(A2)与三官能度羟基偶氮单体(B3)的缩聚反应,得到了超支化偶氮聚氨酯,利用核磁共振、热分析、紫外-可见光谱、红外光谱、GPC等方法对其结构和性能等进行了详细表征.该聚合物在干涉的p偏振Ar+激光照射下,可得到周期性规则的正弦波形表面起伏光栅.