基于9-硼杂芴衍生物的新型发光材料的制备和性质研究

【作者】 尹晓东； 陈星； 孟国云； 王楠； 陈磅宽； Todd B.Marder；

【机构】 北京理工大学化学与化工学院； Institut für Anorganische Chemie, Institute for Sustainable Chemistry & Catalysis with Boron (ICB),Julius-Maximilians-Universit?t Würzburg；

【摘要】 硼杂环戊二烯(Borole)由于4π电子结构显示出反芳香特性,因而具有较窄的带隙和较强的路易斯酸性等,是一类较为特殊的三取代有机硼化合物。9-硼杂芴是由硼杂环戊二烯稠合两个苯环而来,一定程度上降低了硼杂环戊二烯的反芳香性与路易斯酸性,提高了体系的化学稳定性,因而近些年来备受人们关注。尽管在以往的工作中,已经报道了很多关于其衍生物的光物理与电化学性质,然而在有机光电材料领域,如有机发光二极管(OLEDs)等方面的应用鲜有报道。作者本工作中设计合成一系列电子给体修饰在硼芳基对位的9-硼杂芴衍生物。晶体结构表明,该类分子中硼杂芴单元的平面与电子给体单元的平面几乎平行,又均正交于间二(三氟甲基)苯的平面,形成两个扭转节点。该类化合物在固态和正己烷溶液中均具有明亮的黄色荧光,固态荧光量子产率最高可达73%,而在极性溶剂中则体现了一定的溶剂效应和荧光的淬灭现象。热重分析测试结果表明该类化合物具有较好的热稳定性,分解温度均大于250℃,显著好于无给体修饰的类似物。值得注意的是,FMesB-DPA在190K-300 K之间显示出荧光发射波长对温度的显著依赖性,通过密度泛函理论计算我们初步研究了其温度响应性可能归因于低温下转动受限导致第一激发态禁阻,而发光主要源于第二激发态。作者利用该类化合物制备了OLED器件,其器件最大发光亮度可达22000 cd m-2,表明了9-硼杂芴类化合物在有机光电材料中具有较好的应用潜力。更多还原