[發(fā)明專利]新型苝酰亞胺類環(huán)金屬銥配合物的合成及其利用溶液濃度調(diào)控?zé)晒?磷光雙重發(fā)射的應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611261430.4
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN107325130B
• 公開（公告）日: 2020-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王亞飛;石軍偉;朱衛(wèi)國
• 申請（專利權(quán)）人: 常州大學(xué)
• 主分類號: C07F15/00
• 分類號: C07F15/00;C09K11/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一類基于苝酰亞胺的環(huán)金屬銥配合物熒光?磷光雙重發(fā)射材料及其利用溶液濃度調(diào)控激發(fā)態(tài)發(fā)光的應(yīng)用。這類環(huán)金屬銥配合物以苝酰亞胺衍生物為輔助配體、以苯基吡啶衍生物為主配體單元，通過在苯基吡啶上引入三苯胺、咔唑、米硼烷給/吸電子基團來調(diào)控配體和配合物的能級。這類材料在低濃度溶液(10^?5M)中呈現(xiàn)出黃色熒光發(fā)射，其最大發(fā)射峰為520nm；在高濃度溶液中(10^?2M)呈現(xiàn)出近紅外磷光發(fā)射，其最大發(fā)射峰在740nm。據(jù)我們所知，這是首次報道的通過溶液濃度調(diào)控激發(fā)態(tài)發(fā)光的環(huán)金屬銥配合物。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及單分子熒光-磷光雙重發(fā)射領(lǐng)域：1、涉及一類以苝酰亞胺衍生物為輔助配體、以苯基吡啶衍生物為主配體的環(huán)金屬銥配合物；2、這些環(huán)金屬銥配合物在低濃度溶液中呈現(xiàn)出短波長的熒光發(fā)射，在高濃度溶液中呈現(xiàn)出近紅外的磷光發(fā)射。據(jù)我們所知，這是首次報道利用溶液濃度調(diào)控激發(fā)態(tài)發(fā)光的環(huán)金屬銥配合物。

背景技術(shù)

單分子多色發(fā)光材料可在不同條件下發(fā)射不同顏色的光譜，因而在全彩顯示、光學(xué)傳感器及光轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用前景^1-7。這種單分子多色發(fā)光化合物通常是通過相關(guān)的化學(xué)或者物理方法引起的，如機械摩擦、光誘導(dǎo)、分子堆積及溶劑極性等^8-12。這類單分子多色發(fā)光材料的一般構(gòu)筑方法是在分子中引入多個不同能級的發(fā)色團或具有特殊功能的共軛基團(如四苯基乙烯單元)。這類化合物目前主要存在兩個方面的問題：1、目前，已報道的這類單分子多色發(fā)光化合物大都為熒光分子，它們只能利用單線態(tài)激子發(fā)光，內(nèi)量子效率為25％；2、其多顏色發(fā)光光譜大都是來自于同一種激發(fā)態(tài)(單重態(tài)或三重態(tài))，這導(dǎo)致發(fā)光顏色集中在很小的一個區(qū)域，不利于獲得寬光譜發(fā)射¹³。

相對于熒光材料，有機電致磷光材料可充分利用單線態(tài)和三線態(tài)激子發(fā)光，理論內(nèi)量子效率可達100％，近年來在有機電致發(fā)光二極管領(lǐng)域(OLEDs)取得了巨大的發(fā)展¹⁴。因此，為了解決上述科學(xué)問題，我們擬在磷光分子中引入大π共軛的熒光基團，一定程度上可望獲得熒光-磷光不同激發(fā)態(tài)的協(xié)同發(fā)射。其中，環(huán)金屬銥配合物的八面體空間結(jié)構(gòu)、較短發(fā)光壽命及高發(fā)光效率的特點使其成為非常迷人的一類有機電致磷光材料。據(jù)我們所知，很少有關(guān)于環(huán)金屬銥配合物多重發(fā)射的報道。因此，我們將聚焦于環(huán)金屬銥配合物的單分子熒光-磷光雙重發(fā)射的研究，推動單分子多色磷光材料在白光器件中的應(yīng)用。

鑒于苝酰亞胺衍生物具有良好的光、熱和化學(xué)穩(wěn)定性，高的熒光量子效率，以及高的電子親和勢和強的吸電子能力等優(yōu)點¹⁵，因此我們選擇苝酰亞胺衍生物為輔助配體：通過在苝酰亞胺的N位上進行烷基化，增加環(huán)金屬銥配合物的溶解性；同時，在苝酰亞胺的海灣位置(bay)雜環(huán)化，改善其π共軛結(jié)構(gòu)和電子性能；以苯基吡啶衍生物為主配體：通過在苯基吡啶上引入三苯胺、米硼烷給/吸電子基團來調(diào)控配體和配合物的能級，合成了一類新型離子型環(huán)金屬銥配合物發(fā)光材料。我們通過核磁共振氫譜、碳譜和時間飛行質(zhì)譜確證了這類離子型環(huán)金屬銥配合物的分子結(jié)構(gòu)，并利用熱失重、紫外吸收光譜、穩(wěn)態(tài)瞬態(tài)光譜、電化學(xué)和理論計算等手段初步研究了它們的熱力學(xué)性質(zhì)和光物理化學(xué)性能。研究結(jié)果表明：該類環(huán)金屬銥配合物在不同的溶液濃度中呈現(xiàn)出不同激發(fā)態(tài)的發(fā)光：在低濃度溶液中呈現(xiàn)出短波長的熒光發(fā)射，在高濃度溶液中呈現(xiàn)出近紅外的磷光發(fā)射。

附：主要參考文獻

1.J.Zucchero,P.L.McGrier and U.H.F.Bunz,Acc.Chem.Res.,2010,43,397–408.

2.A.D.Shao,Y.S.Xie,S.J.Zhu,Z.Q.Guo,S.Q.Zhu,J.Guo,P.Shi,T.D.James,H.Tian and W.H.Zhu,Angew.Chem.,Int.Ed.,2015,54,7275–7280.

3.M.Vasilopoulou,D.Georgiadou,G.Pistolis and P.Argitis,Adv.Funct.Mater.,2007,17,3477–3485.