基于o,o’-位氨基和硼取代基取代的聯(lián)芳基結(jié)構(gòu)的有機(jī)硼光電功能分子的研究.pdf

1、含有三價(jià)硼原子的三芳基硼類有機(jī)光電分子材料由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和光電性能近年來日益受到越來越多科研人員的青睞，大量研究表明此類化合物在有機(jī)電致發(fā)光二極管(OLED)、有機(jī)場效應(yīng)晶體管(OFET)、非線性光學(xué)材料、有機(jī)光伏電池(OPVs)、有機(jī)固體發(fā)光材料以及有機(jī)傳感器等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
　　由于硼取代基吸電子效應(yīng)的影響，當(dāng)體系中存在給電子基團(tuán)如氨基時(shí)，體系則會(huì)表現(xiàn)出電荷轉(zhuǎn)移特性。在前期的工作中，我們課題組通過將吸電子的二米基硼取代

2、基和給電子的二甲氨基引入到聯(lián)苯的o，o'-位，發(fā)展了一類新型的o，o'-取代的聯(lián)苯類有機(jī)硼化合物o，o'-NMe2。這一化合物具有非常獨(dú)特的光學(xué)性能，不僅有著高液態(tài)和固態(tài)熒光量子產(chǎn)率，而且熒光發(fā)射波長較長，Stokes位移特別大。其發(fā)射波長不僅比其相應(yīng)的位置異構(gòu)體長，而且甚至比二苯乙炔和二苯乙烯類化合物都要長。由于此類化合物獨(dú)特的光學(xué)性質(zhì)，這使得我們對(duì)此骨架有著很很濃厚的興趣，為此我們開展了以下三個(gè)方面的工作。
　　1.首先我們?cè)O(shè)

3、計(jì)合成了二芐基氨基取代的兩個(gè)位置異構(gòu)體o,o'-NBn2和p,p'-NBn2,深入研究取代基的改變對(duì)光學(xué)性能的的影響。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)氨基和硼取代基位于o，o'-位時(shí)，氨基的變化可以引起光電性能的顯著變化，環(huán)己烷溶液中的熒光最大發(fā)射峰可以由o，o'-NMe2的521 nm藍(lán)移到o，o'-NBn2的450 nm，藍(lán)移了71 nm;而當(dāng)氨基和硼取代基位于p,p'-位時(shí)，p,p'-NMe2和p,p'-NBn2具有非常相近的吸收和發(fā)射光譜，從而證明

4、了NBn2和NMe2具有非常相近的給電子能力，由o，o'-NMe2到o，o'-NBn2的發(fā)射光譜的顯著藍(lán)移應(yīng)該由于氨基位阻效應(yīng)的不同而引起的構(gòu)象的變化所導(dǎo)致的。單晶結(jié)構(gòu)表明，o,o'-NMe2中，氨基和硼取代基位于聯(lián)苯的同一側(cè)，B-N之間具有非常短的距離(3.59(A))，而在o，o'-NBn2,硼取代基和氨基則扭向聯(lián)苯的兩側(cè)，理論計(jì)算結(jié)果表明，o，o'-NMe2的構(gòu)象會(huì)有利于激發(fā)態(tài)下LUMO能級(jí)的穩(wěn)定。這部分結(jié)果表明當(dāng)氨基和硼取代基位

5、于o，o'-位時(shí)，可以通過氨基位阻效應(yīng)的大小來控制分子的立體結(jié)構(gòu)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)光性能的調(diào)控。
　　2.由于o，o'-取代聯(lián)苯獨(dú)特的光學(xué)性能，我們期望通過對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步結(jié)構(gòu)上的修飾，一方面研究構(gòu)效關(guān)系，另一方面對(duì)其可能的應(yīng)用進(jìn)行初步探索。研究發(fā)現(xiàn)，如果在o，o'-NMe2中氨基的對(duì)位引入強(qiáng)給電子基團(tuán)（4-N，N-二甲基氨基）苯基，只有發(fā)射光譜顯著紅移，吸收光譜基本保持不變;而如果引入強(qiáng)吸電子基團(tuán)[4-(2,2-二氰基乙烯基)]苯基，

6、吸收和發(fā)射都顯著紅移，而且在固體狀態(tài)下都具有很高的固態(tài)熒光量子效率（膜狀態(tài):ΦF=0.58,（4-N,N二甲基氨基苯基）;0.32,[4-(2,2-二氰基乙烯基)]苯基）。在含有二氰基乙烯基化合物的結(jié)構(gòu)中，硼原子和二氰基乙烯基的α-碳原子都可以作為親核試劑進(jìn)攻的中心，氟離子會(huì)優(yōu)先進(jìn)攻硼原子再進(jìn)攻二氰基乙烯基的α-碳原子，而氰基負(fù)離子的作用順序則相反，因此在氟離子和氰基負(fù)離子的作用下，化合物的吸收和發(fā)射表現(xiàn)出不同的變化趨勢進(jìn)而可以用作雙功