基于三苯胺有机发光材料的合成及性质研究开题报告

 2023-03-01 10:03

1. 研究目的与意义

胺类化合物具有空穴迁移率高、电化学性能和主体发光性优等特点,已作为 OLED 空穴传输材料及发光材料被广泛研究和应用。其中三苯胺类化合物以氮原子为中心,具有螺旋桨结构。较大的空间位阻和超共轭效应,促使氮原子自由基具有较高的稳定性,这种独特的自由基性质使得三苯胺类化合物具有较高的空穴迁移率。另外,三苯胺类化合物还可以作为发光材料,尤其是作为蓝光发光材料。因此,三苯胺类有机电致发光材料成为该领域的研究热点之一。[1]

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2. 研究内容与预期目标

主要研究内容如下:1.通过对聚集诱导发光材料和其在压致变色方面应用相关文献的调研,对聚集诱导发光、压致变色的机理与发展现状进行一定程度的了解,并以此为依据提出本文的设计思想。2.以三苯胺、苯并咪唑为核利用vilsmeier甲酰化反应、醛胺缩合反应合成了6种具备新型结构的希夫碱化合物。运用1H-NMR、13C-NMR、MOLDI-TOF-MS和IR表征了这六种化合物的结构。密度泛函理论计算表明,这些化合物均有典型的分子内电荷转移(ICT)效应。系统研究了它们在不同状态下的线性光学性质,实验结果表明:化合物1-6均具有聚集诱导发光性质,它们在同种溶剂中的最大吸收与最大发射波长大小相似,说明这些化合物在同种溶剂中具有相似大小的激发态偶极矩。同时,该类化合物的最大发射波长并没有随着溶剂极性的增大表现出明显的红移趋势,说明ICT过程在一定程度上受阻,这也是引起AIE效应的可能诱因之一。我们通过扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察了化合物的聚集结构,结合电子衍射谱图(ED),发现该系列化合物的聚集态发光现象可归因于分子的结晶变化,这种变化的时间依赖性与分子结晶速度和结晶化程芝相关,也就是说,这些材料不仅具备AIE效应,而且还具备晶体发光增强(CEE)特性,动态光散射(DLS)实验也进一步证实了上述推论。3、在合成希夫碱的过程中,我们发现作为原料的三苯胺单醛不仅具备聚集诱导发光效应(AIE),同时也具备压致发光变色(PIE)的特性,即这种材料是具有压致变色-聚集诱导发光(PAIE)活性的。考虑到这些,我们对三苯胺(1)进行了简单的修饰,得到三种化合物:2-(4-二苯胺-苯亚甲基)-丙二睛(2),4-[2-(4-乙氧基-苯基)-氨基]-苯甲醛(3),2-{4-[2-(4-乙氧基-苯基)-氨基]-苯亚甲基}-丙二睛(4)。研究发现,化合物1、2、3在研磨之后会出现荧光颜色的变化,在经过二氯甲烷熏蒸与退火处理之后,固体粉末的荧光颜色恢复为初始状态。也就是说,化合物1-3的压致变色是可逆的。广角X射线衍射与扫描电镜显示:物质分子从晶态到非晶态的转变是其具备压致变色特性的基础。通过单晶结构分析我们进一步得出结论,构象扭曲和芳环间弱作用力的构建是实现这种晶态到非晶态转变的前提条件。[2]

3. 研究方法与步骤

4. 参考文献

[1] Z. Xie, D. Liu, Y. Zhang, Q. Liu, H. Dong, W. Hu, Chem. Res. Chin.Univ. 2020, 41, 1179.

[2] D. Liu, J. De, H. Gao, S. Ma, Q. Ou, S. Li, Z. Qin, H. Dong,Q. Liao, B. Xu, Q. Peng, Z. Shuai, W. Tian, H. Fu, X. Zhang,Y. Zhen, W. Hu, J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 6332.

[3] Reineke S, Thomschke M, Lssem B, et al. White organic light-emitting diodes: Status and perspective[J]. Reviews of Modern Physics, 2013, 85(3): 1245.

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5. 工作计划

(1)2022.2.21-2022.3.6(第1-2周)在查阅文献资料的基础上,写出开题报告。

(2)2022.3.7-2022.5.29(第3-14周)完成目标化合物的合成、对样品的分子量及纯度进行分析。

(3)2022.5.30-2022.6.12(第15-16周)撰写毕业论文并答辩。

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