吡啶二亚胺铜（Ⅱ）配合物的合成表征及发光性能研究

论文摘要

有机蓝光材料的合成与性能的研究一直是发光材料领域研究的热点,但其稳定性、亮度等问题至今尚未很好解决。因此利用金属配合物中的金属离子和配体的可调性来设计、合成高效稳定的蓝色有机发光材料具有实际意义。本论文旨在设计、合成五个吡啶二亚胺金属铜（II）配合物,并进行结构和光学性能的表征。合成了2,6-二[1-（苯基亚胺）乙基]吡啶（L1）、2,6-二[1-（2,6-二甲基苯基亚胺）乙基]吡啶（L2）、2,6-二[1-（2-甲基苯基亚胺）乙基]吡啶（L3）、2,6-二[1-（4-甲基苯基亚胺）乙基]吡啶（L4）和2,6-二[1-（2,6-二乙基苯基亚胺）乙基]吡啶（L5）等五种配体,对五种配体的合成条件进行了研究和改进,使其产率提高到85%以上。并通过元素分析、红外光谱、核磁共振谱等测试手段对所合成的配体进行了结构表征。利用紫外光谱和荧光光谱对配体的光学性能进行了研究。五种配体在室温下二氯甲烷溶液中产生蓝紫色荧光,最大发射峰波长λmax分别为369、386、378、380和382 nm,配体发射光谱的能量顺序是L1 > L5 > L3≈L4 > L2。利用上述五种配体分别与无水CuCl2在乙腈溶液中反应合成了相应的金属铜（II）配合物,通过元素分析和红外光谱等测试手段对配合物进行了结构表征,并将其培养成单晶,测试了它们的晶体结构。配合物均是以金属铜为中心近似Cs对称的扭曲三角双锥构型。研究了这五种配合物的发光性能,配合物在室温二氯甲烷溶液中产生蓝色荧光,最大发射峰波长λmax = 466、494、478、479和486 nm。配合物发射光谱的能量顺序是Cu1 > Cu3≈Cu4 > Cu5 > Cu2,在五个配合物中金属中心起的重要作用是增强了配体的π*→π荧光发射。总结出吡啶二亚胺金属铜（II）配合物在室温下二氯甲烷溶液中产生荧光的规律,讨论了配体中的取代基对吸收和发射波长的影响,进一步得出结论:配体的π共轭体系、共轭大π键的共平面性及其刚性程度、分子母体上取代基的种类等都是可调控过渡金属配合物分子发光特性的重要因素。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 金属配合物发光材料的研究进展
• 1.3 金属配合物发光的基本原理
• 1.3.1 基态和激发态
• 1.3.2 金属配合物发光
• 1.3.3 金属配合物发光与结构的关系
• 1.4 主要研究内容
• 第2章 吡啶二亚胺配体的制备和表征
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验仪器
• 2.1.2 实验药品
• 2.1.3 化合物的表征方法
• 2.2 配体的合成
• 2.2.1 试剂的预处理
• 2.2.2 2,6-吡啶二甲酸的制备
• 2.2.3 2,6-吡啶二甲酸二甲酯的制备
• 2.2.4 2,6-二乙酰基吡啶的制备
• 2.2.5 2,6-二[1-（苯基亚胺）乙基]吡啶（L1）的制备
• 2.2.6 2,6-二[1-（2,6-二甲基苯基亚胺）乙基]吡啶（L2）的制备
• 2.2.7 2,6-二[1-（2-甲基苯基亚胺）乙基]吡啶（L3）的制备
• 2.2.8 2,6-二[1-（4-甲基苯基亚胺）乙基]吡啶（L4）的制备
• 2.2.9 2,6-二[1-（2,6-二乙基苯基亚胺）乙基]吡啶（L5）的制备
• 2.3 配体及中间产物的表征
• 2.3.1 核磁共振谱的测定
• 2.3.2 配体的红外表征
• 2.3.3 配体的元素分析
• 2.3.4 配体的紫外表征
• 2.3.5 配体的荧光表征
• 2.4 本章小结
• 第3章 系列Cu（Ⅱ）金属配合物的制备及表征
• 3.1 金属配合物的合成
• 1 的制备'>3.1.1 金属配合物Cu¹的制备
• 2 的制备'>3.1.2 金属配合物Cu²的制备
• 3 的制备'>3.1.3 金属配合物Cu³的制备
• 4 的制备'>3.1.4 金属配合物Cu⁴的制备
• 5 的制备'>3.1.5 金属配合物Cu⁵的制备
• 3.2 金属配合物的表征
• 3.2.1 金属配合物的红外表征
• 3.2.2 金属配合物的元素分析
• 3.2.3 金属配合物的紫外表征
• 3.2.4 金属配合物的荧光表征
• 3.2.5 金属配合物的X-射线单晶衍射表征
• 3.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明
• 哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书
• 致谢