铕—邻菲咯啉衍生物荧光配合物和咔唑卟啉的合成及性能研究

论文摘要

八十年代发展起来的有机电致发光（OLED）技术作为新型的平板显示技术,因其具有固体、平板型、主动式、大面积显示等特点,近年来受到了人们的广泛关注。目前蓝色和绿色发光材料已经达到实用化的标准,而红色发光材料在器件中仍然存在着亮度低、色度不纯、发光效率低等问题,使其成为了实现有机电致发光全色显示的一个瓶颈,因而研究开发红色发光材料对有机电致发光显示有着重要的理论意义和应用前景。针对红色发光材料研究中存在的问题,本文选择能发射红色荧光的铕有机配合物和卟啉化合物为研究对象,其研究工作分为以下四个部分:（1）以邻菲咯啉为基本骨架,引入含有不同结构的苯并咪唑基团,合成了一系列具有更大共轭结构的2-芳基咪唑并[5,6-f]邻菲咯啉类化合物,并通过核磁氢谱、质谱、元素分析等分析手段对目标化合物及其中间体的结构进行了表征。（2）以所合成的部分2-芳基咪唑并[5,6-f]邻菲咯啉类化合物为第一配体,一元脂肪酸和二元脂肪酸为第二配体,合成了一系列新的铕-邻菲咯啉衍生物-一元脂肪酸荧光配合物和铕-邻菲咯啉衍生物-二元脂肪酸荧光配合物。通过EDTA配位滴定分析、元素分析、红外光谱、紫外光谱等分析手段确定了目标配合物的结构和组成;通过热分析研究了目标配合物的热稳定性能,结果显示该类配合物具有较好的热稳定性,对有机电致发光器件的制作有利;采用荧光光谱仪研究了目标配合物的发光性能,实验结果表明:所合成的三元荧光配合物均发出了铕离子的特征荧光,其荧光表现为红光,单色性好,强度大;三元荧光配合物和二元荧光配合物相比,三元荧光配合物的荧光强度远远大于二元荧光配合物的荧光强度,说明第二配体和第一配体产生了很好的协同作用,且激发波长有较大程度的红移,使目标配合物荧光发射所需要的激发能大大降低。（3）以合成咔唑卟啉化合物为目标,首先合成了7种咔唑衍生物,然后通过酰氯法和DCC-DMAP法把N-咔唑乙酸、4-（N-咔唑甲基）苯甲酸键联到羟基卟啉和胺基卟啉上,合成6种新的咔唑卟啉化合物:5-（4-（N-咔唑乙酰）苯基）-10,15,20-三苯基卟啉、5-（4-（N-咔唑乙酰）苯基）-10,15,20-三甲氧基苯基卟啉、5-（4-（4-（N-咔唑甲基）苯甲酰）苯基）-10,15,20-三苯基卟啉、5-（4-（4-（N-咔唑甲基）苯甲酰）苯基）-10,15,20-三甲氧基苯基卟啉、5-(4-（N-咔唑乙酰胺苯基）-10,15,20-三苯基卟啉、5-（4-（4-（N-咔唑甲基）苯甲酰胺）苯基）-10,15,20-三苯基卟啉。通过核磁氢谱、质谱、元素分析、红外光谱等手段对合成的目标化合物及其中间体的结构进行了表征。实验表明:DCC-DMAP法反应条件温和,产物易于分离,收率高达80%。（4）在第三部分工作的基础上,对所合成的咔唑卟啉进行了紫外光谱和荧光性能研究。结果表明:咔唑卟啉和四苯基卟啉相比,紫外吸收和荧光发射波长均有红移,其荧光量子产率提高0.120.18。另外,咔唑基团的引入,将有效提高咔唑卟啉的空穴传输能力。因此,咔唑卟啉有望作为发光材料制备出具有优良性能的有机电致发光器件。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 有机电致发光研究进展
• 1.1.1 有机电致发光简介
• 1.1.2 有机电致发光的优势
• 1.1.3 有机电致发光显示的发展现状
• 1.2 有机电致发光的原理
• 1.3 有机电致发光材料
• 1.3.1 空穴传输材料
• 1.3.2 电子传输材料
• 1.3.3 有机发光材料
• 1.4 稀土有机配合物的发光研究
• 1.4.1 稀土有机配合物的发光特点
• 1.4.2 影响稀土有机配合物发光性能的因素
• 1.4.3 稀土有机配合物的电致发光研究
• 1.4.4 稀土有机配合物的应用
• 1.5 卟啉化合物的发光研究
• 1.6 本课题的提出、工作内容及意义
• 第2章 邻菲咯啉衍生物及其铕三元荧光配合物的合成与性能研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 化学试剂
• 2.2.2 实验仪器及检测方法
• 2.2.3 2-芳基咪唑并[5,6-f]邻菲咯啉类化合物的合成
• 2.2.4 2-苯基咪唑并[5,6-f]邻菲咯啉尾式卟啉（8）的合成
• 2.2.5 铕三元荧光配合物的合成
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 2-芳基咪唑并[5,6-f]邻菲咯啉类化合物的合成研究与核磁氢谱
• 2.3.2 配合物的性质及组成
• 2.3.3 配合物的紫外光谱分析
• 2.3.4 配合物的红外光谱分析
• 2.3.5 配合物的热分析
• 2.3.6 配合物的荧光光谱分析
• 2.4 小结
• 第3章 咔唑卟啉的合成与表征
• 3.1 引言
• 3.2 实验试剂及仪器
• 3.2.1 化学试剂
• 3.2.2 实验仪器
• 3.3 咔唑卟啉的合成
• 3.3.1 酯基键联咔唑卟啉的合成路线
• 3.3.2 羟基卟啉的合成
• 3.3.3 N-咔唑衍生物的合成
• 3.3.4 酯基键联咔唑卟啉的合成
• 3.3.5 酰胺基键联咔唑卟啉的合成路线
• 3.3.6 酰胺基键联咔唑卟啉的合成
• 3.4 化合物的合成研究
• 3.4.1 4-（N-咔唑甲基）苯甲酸的合成研究
• 3.4.2 酯基、酰胺基键联咔唑卟啉的合成研究
• 3.5 咔唑卟啉的结构表征
• 11H NMR'>3.5.1 咔唑卟啉的¹1H NMR
• 3.5.2 咔唑卟啉的质谱
• 3.5.3 咔唑卟啉的红外光谱
• 3.6 小结
• 第4章 咔唑卟啉的光谱性能
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验仪器与试剂
• 4.2.2 实验
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 咔唑卟啉的紫外光谱性质
• 4.3.2 咔唑卟啉的荧光性能
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文
• 附录 B 部分化合物谱图