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新氟—硼杂环小分子的设计合成及光电性能研究

李丹  
【摘要】: 有机氟-硼配合物材料因其具有有机物的高发光效率和无机物的稳定性好等优点,而被认为是最有应用前景的发光材料之一。近年来,各种发光的有机氟-硼配合物被相继合成出来,并应用于电致发光器件的制备,成为目前的研究热点。 本论文设计并合成得到了一系列新颖的含氮原子的氟-硼配合物,考察了其晶体结构、光学和电化学等性质,并研究拓展了它们在有机电致发光器件领域中(电子传输材料、发光材料)的应用。 针对设计合成得到的九种新型氮、氮双齿螫合氟-硼配合物(A1-A9),分别对其光学性能进行表征,结果表明化合物A1和A2的溶液和固体荧光都表现出很好的发光性质,固体荧光明显强于氟-硼吡咯类化合物。同时,对其电化学性质的测试结果也显示,化合物A1和A2的LUMO轨道能级低于目前普遍应用的电子传输材料8-羟基喹啉铝的轨道能级(<-3.0 eV),因而具有更好的电子接受能力,可作为新型的发光材料和电子传输材料应用于有机电致发光器件的制备。此外,在通过乙醚扩散法制备得到化合物A1-A5的晶体中,认为相连氟-硼原子之间的相互作用明显提高了氟原子接受电子的能力,使B-F键成为很强的电子受体基团,从而也增强了其电子接受能力。 设计合成得到了五种新型氮、氧双齿螯合氟-硼配合物(B1-B5),其光学性质和电化学性质被详细研究,结果表明化合物B1-B5的溶液和固体荧光强度均较弱,但其LUMO轨道能级低于目前广泛应用的8-羟基喹啉铝的轨道能级,具有良好的电子接受能力,可作为电子传输材料在有机电致发光中使用。此外,对于制备得到的五种化合物晶体,其分子堆积特点和原子之间的作用力也被详细分析。并且,在化合物B5的晶体结构中发现了多种有氟原子参与的分子间相互作用,它们的存在使B5的分子堆积更为规律,有利于电子传输,同时由于多个氟原子的引入使B5的LUMO轨道能级大大降低(-3.587 eV),低于与之对应的没有氟取代的化合物B2,因而具有更好的电子接收能力,可应用于电致发光领域。


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