基于紅色發(fā)光材料的四苯基卟啉衍生物的設(shè)計、合成和性質(zhì).pdf

1、卟啉類化合物是一類特殊的含雜環(huán)的大環(huán)化合物,由于其獨特的結(jié)構(gòu)和特有的性能,在電化學(xué)、光物理學(xué)、光化學(xué)、分析化學(xué)和仿生化學(xué)等領(lǐng)域具有十分廣泛的用途,對它們的研究越來越受到人們的重視。本論文在調(diào)研國內(nèi)外卟啉類化合物的研究歷史和現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,針對卟啉化合物在紅色發(fā)光材料方面獨特的性質(zhì)和應(yīng)用,設(shè)計、合成了在四苯基卟啉環(huán)的中位和β位分別有不同取代基團修飾的四苯基卟啉衍生物,并研究了它們的光電性質(zhì)。主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)在充分調(diào)研文獻

2、的基礎(chǔ)上,詳細地綜述了卟啉化合物在自然科學(xué)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用及卟啉化合物在有機電致發(fā)光材料應(yīng)用方面的研究進展,并在此基礎(chǔ)上,提出了本論文的設(shè)計思想。
　　(2)采用Adler縮合的方法成功地合成了在四苯基卟啉環(huán)的外圍有硫叔丁基修飾的新的四苯基卟啉衍生物TSPP,并對該方法在合成中位有不同取代基修飾的四苯基卟啉衍生物的使用做了詳細的討論和論述;參照David L. Officer報道的方法,通過Vilsmeier甲?；磻?yīng),有效的合成了

3、中間體化合物2-甲?；?5,10,15,20-四苯基卟啉(FTPP),并以此為原料,通過Knoevenagel縮合反應(yīng),將異佛樂酮衍生物與四苯基卟啉環(huán)結(jié)合,得到了在卟啉環(huán)β位有取代基修飾的新的四苯基卟啉衍生物W1;同時將所合成的化合物分別與金屬鋅、銅、鉑結(jié)合形成了金屬卟啉化合物,并探討了與不同金屬配位的實驗方法;
　　(3)用傅立葉變換紅外(FT-IR)、核磁共振氫譜(1H-NMR)等手段對合成的化合物進行了表征;針對分子量較大且

4、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的化合物采用了基質(zhì)輔助激光解吸電離質(zhì)譜法(MALDI-TOF)對其結(jié)構(gòu)進行表征。
　　(4)著重研究了化合物W1及其金屬配合物的性質(zhì)。主要包括:紫外吸收光譜、熒光發(fā)射光譜、電化學(xué)、理論計算,熱重分析。研究結(jié)果表明:卟啉及金屬卟啉化合物的紫外吸收展現(xiàn)出有代表性的Soret吸收帶和Q吸收帶,且吸收峰位幾乎不受溶劑的影響;熒光光譜則顯示,四苯基卟啉環(huán)與異佛樂酮結(jié)構(gòu)結(jié)合后的產(chǎn)物FB-W1的主發(fā)射峰位于650 nm處左右,半峰寬狹

5、窄,屬于純正的紅光發(fā)射,同時,Pt-W1分子中鉑原子所引起的金屬與配體之間的電荷轉(zhuǎn)移在熒光圖上得到明顯反映;通過電化學(xué)實驗測得了卟啉及金屬卟啉化合物的前線軌道能級值;通過對化合物FB-W1、Zn-W1、Pt-W1的量子化學(xué)計算,得到了基態(tài)時的前線軌道分布圖及軌道能級值,理論計算和實驗結(jié)果得到了很好的吻合,這為我們從理論結(jié)合實驗的方法研究有機分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移提供了重要參考依據(jù);對化合物FB-W1、Zn-W1、Pt-W1的熱穩(wěn)定性進行了研究,

6、研究結(jié)果表明它們都具有較高的熱分解溫度,熱穩(wěn)定性好,具備了制備有機電致發(fā)光器件的條件。
　　(5)以FTPP為原料,參考Bonfantini報道的方法,合成了中間體氯代-(5,10,15,20-四苯基卟啉基-2-亞甲基)三苯基膦鹽(TPPps),并以此為原料,通過Wittig反應(yīng),以烯鍵為橋,將咔唑、噻吩等雜環(huán)與四苯基卟啉環(huán)連接起來得到了四種β位修飾的四苯基卟啉衍生物W3、W4、W5、W6。值得注意的是,化合物W4分子結(jié)構(gòu)中將卟啉