咔唑衍生物配位的聚合金属配合物的合成及其光性质研究

论文摘要

过渡金属与有机配体以化学键的方式结合所生成的聚合金属配合物发光材料不但具有金属配合物的良好发光特性而且还具有高聚物优异的机械加工性、成膜性、热稳定性。为了提高电致发光器件的性能、简化发光器件的制备,必须尽可能的平衡正负电荷的注入效率,因此人们提出了一种新的方法,即通过聚合反应合成同时具有空穴和电子传输基团的发光材料,这使制备高效率的单层电致发光器件成为可能,也为设计合成新的发光材料提供了一个全新的途径。目前,有机电致发光器件已经向着实用化,商品化发展,但在器件的亮度,效率,寿命和制作上仍需要进一步的提高,针对已有的电荷传输化合物大部分迁移效率低、稳定性较差的缺点,研制具有强双极性聚合物,即将多种功能基团的分子进行组装,集合于同一分子中,利用空穴-电子传输双极性化合物做发光材料已成为一种新的研究方向。咔唑衍生物被广泛用作空穴传输材料。含咔唑的聚合物既可以降低材料的结晶提高器件寿命又可以增加空穴传输能力。1,10-邻菲咯啉、8-羟基喹啉的金属配合物是较为经典的电子传输材料和发光材料,其与咔唑环的共聚实现了电子传输和空穴传输的注入平衡,从而提高材料的发光效率。集三重功能于一身的发光材料也必定能简化发光器件的制作。基于以上设计思想,本文以咔唑、1,10-邻菲咯啉和8-羟基喹啉为原料,设计合成了两个新型的配体以及同时具有空穴-电子传输能力的聚合金属配合物:（1）合成了含有咔唑环和1,10-邻菲咯啉的配体N-丁基-3,6-二（1,10-邻菲咯啉-[5,6-f]咪唑基）咔唑（Bpic）,并通过红外、核磁、元素分析表征;（2）合成了对应的聚合金属配合物Bpic-Cu（II） （1）和Bpic-Zn（II） （2）,通过红外、GPC、元素分析表征,结果表明其分子式为[（C42H29N9）4（CuCl2）5]和[（C42H29N9）4（ZnCl2）5],并研究了其电导性和发光性能及其热稳定性;（3）通过Wittig反应合成了含有咔唑环和8-羟基喹啉的配体N-丁基-3,6-二（8-羟基喹啉-5-乙烯基）-咔唑Bqpc,用红外、核磁、元素分析对其结构进行了表征;（4）合成了其相应的聚合金属配合物Bqpc-Cu（II） （3）和Bqpc-Zn（II） （4）,对其进行了结构表征,数据表明其分子式为[（C38H29N3O2）5（CuCl2）6]和[（C38H29N3O2）5（ZnCl2）6],并研究其光性能和热行为。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 引言
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 聚合金属配合物的简介
• 1.3 聚合金属配合物的分类
• 1.3.1 主链聚合金属配合物
• 1.3.2 支链聚合金属配合物
• 1.4 聚合金属配合物的合成
• 1.4.1 主链聚合金属配合物的合成
• 1.4.1.1 一般化学方法
• 1.4.1.2 MVS 法合成:
• 1.4.1.3 电化学聚合法
• 1.4.2 支链聚合金属配合物的合成
• 1.4.2.1 一般化学合成方法
• 1.4.2.2 MVS 法合成
• 1.5 聚合金属配合物的应用
• 1.5.1 催化材料
• 1.5.2 磁性材料
• 1.5.3 多孔材料
• 1.5.4 发光材料
• 1.5.5 电化学材料
• 1.6 聚合金属配合物发光材料的研究进展
• 1.6.1 金属离子直接与含配位基团的聚合物进行配合的聚合金属配合物
• 1.6.2 金属离子与高分子配体和小分子配体同时作用形成的聚合金属配合物
• 1.6.3 小分子金属配合物与某些单体之间进行共聚合形成的聚合金属配合物
• 1.6.4 小分子配体直接与金属离子配位聚合形成的聚合金属配合物
• 1.6.5 金属配合物单体均聚形成的聚合金属配合物
• 1.6.6 金属配合物小分子接枝在高分子链形成的聚合金属配合物
• 1.7 有机电致发光器件的研究现状及不足
• 1.8 本课题的选择及意义
• 第2章 基于1,10-邻菲咯啉的咔唑衍生物配体及CU（II）和ZN（II）聚合配合物的合成与光性质研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 主要试剂
• 2.2.2 仪器与测试条件
• 2.2.3 配体BPIC 及聚合金属配合物1, 2 的合成
• 2.2.3.1 N-丁基咔唑的合成
• 2.2.3.2 N-丁基-3,6-二甲酰咔唑的合成
• 2.2.3.3 1,10-邻菲咯啉-5,6-二酮的合成
• 2.2.3.4 N-丁基-3,6-二（1,10-邻菲咯啉-[5,6-f]咪唑基）咔唑（Bpic）的合成
• 2.2.3.5 聚合金属配合物Bpic-Cu（II） （1）的合成
• 2.2.3.6 聚合金属配合物Bpic-Zn（II）（2）的合成
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 产物的表征
• 2.3.1.1 N-丁基咔唑的表征
• 2.3.1.2 N-丁基-3,6-二甲酰基咔唑的表征
• 2.3.1.3 1,10-邻菲咯啉-5,6-二酮的表征
• 2.3.1.4 配体Bpic 的表征
• 2.3.1.5 聚合金属配合物1，2 的表征
• 2.3.2 光谱性质
• 2.3.2.1 紫外-可见吸收光谱
• 2.3.2.2 配体Bpic 和配合物的光致发光
• 2.3.3 热稳定性
• 2.4 结论
• 第3章 基于8-羟基喹啉的咔唑衍生物配体及CU（II）和ZN（II）聚合配合物的合成与光性质研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 主要试剂
• 3.2.2 仪器与测试条件
• 3.2.3 配体BQPC 及聚合金属配合物3, 4 的合成
• 3.2.3.1 5-氯甲基-8-羟基喹啉的合成
• 3.2.3.2 5-氯甲基-8-羟基喹啉的三苯基膦盐的合成
• 3.2.3.3 N-丁基-3,6-二（8-羟基喹啉-5-乙烯基）咔唑（Bqpc）的合成
• 3.2.3.4 Bqpc-Cu（II） （3）的合成
• 3.2.3.5 Bqpc-Zn（II） （4）的合成
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 产物的表征
• 3.3.1.1 5-氯甲基-8-羟基喹啉的表征
• 3.3.1.2 5-氯甲基-8-羟基喹啉的三苯基瞵盐的表征
• 3.3.1.3 配体Bqpc 的表征
• 3.3.1.4 聚合金属配合物3，4 的表征
• 3.3.2 光谱性质
• 3.3.2.1 紫外-可见光谱性质
• 3.3.2.2 配体及配合物的光致发光性质
• 3.3.3 热稳定性
• 3.4 结论
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果