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

1、含有三價硼原子的三芳基硼類有機光電分子材料由于其獨特的結構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電致發(fā)光二極管(OLED)、有機場效應晶體管(OFET)、非線性光學材料、有機光伏電池(OPVs)、有機固體發(fā)光材料以及有機傳感器等領域有著廣泛的應用。
　　由于硼取代基吸電子效應的影響，當體系中存在給電子基團如氨基時，體系則會表現(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)苯類有機硼化合物o，o'-NMe2。這一化合物具有非常獨特的光學性能，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的位置異構體長，而且甚至比二苯乙炔和二苯乙烯類化合物都要長。由于此類化合物獨特的光學性質(zhì)，這使得我們對此骨架有著很很濃厚的興趣，為此我們開展了以下三個方面的工作。
　　1.首先我們設

3、計合成了二芐基氨基取代的兩個位置異構體o,o'-NBn2和p,p'-NBn2,深入研究取代基的改變對光學性能的的影響。研究發(fā)現(xiàn)，當氨基和硼取代基位于o，o'-位時，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藍移到o，o'-NBn2的450 nm，藍移了71 nm;而當氨基和硼取代基位于p,p'-位時，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)射光譜的顯著藍移應該由于氨基位阻效應的不同而引起的構象的變化所導致的。單晶結構表明，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)，理論計算結果表明，o，o'-NMe2的構象會有利于激發(fā)態(tài)下LUMO能級的穩(wěn)定。這部分結果表明當氨基和硼取代基位

5、于o，o'-位時，可以通過氨基位阻效應的大小來控制分子的立體結構，進而實現(xiàn)對發(fā)光性能的調(diào)控。
　　2.由于o，o'-取代聯(lián)苯獨特的光學性能，我們期望通過對其進行進一步結構上的修飾，一方面研究構效關系，另一方面對其可能的應用進行初步探索。研究發(fā)現(xiàn)，如果在o，o'-NMe2中氨基的對位引入強給電子基團（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;而如果引入強吸電子基團[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構中，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攻的中心，氟離子會優(yōu)先進攻硼原子再進攻二氰基乙烯基的α-碳原子，而氰基負離子的作用順序則相反，因此在氟離子和氰基負離子的作用下，化合物的吸收和發(fā)射表現(xiàn)出不同的變化趨勢進而可以用作雙功