2-（2’-羟苯基）苯并噻唑衍生物的合成及性质研究

论文摘要

有机电致发光（OLED）是近年来国际上的一个研究热点。有机电致发光材料中不均衡的电子和空穴迁移率是导致器件发光效率和使用寿命无法达到实用要求的主要原因之一。事实上,目前大多数电子传输材料的电子迁移率很低,比空穴传输材料的空穴迁移率要低2-3个数量级,因而设计合成具有高电子迁移率的电子传输材料对提高有机电致发光器件性能具有重要的意义。2-（2’-羟苯基）苯并噻唑锌（Ⅱ）（即Zn（BTZ）2）配合物不仅是广泛研究和使用的强蓝绿色荧光材料,而且其电子迁移率能与目前广泛使用的电子传输材料8-羟基喹啉铝（Alq3）相媲美。但是它的LUMO能级高度与相邻的有机功能层以及金属阴极不能很好匹配,因而电子注入效率受到限制。本论文针对2-（2’-羟苯基）苯并噻唑锌（Ⅱ）作为电子传输材料时存在的问题,在苯并噻唑的苯环上分别引入具有不同吸电子能力和不同供电子能力的取代基,设计合成一系列2-（2’-羟苯基）苯并噻唑衍生物,以期适当调节该系列化合物的电子状态,从而影响它们及其锌（Ⅱ）配合物的发光性质、前线能级高度、电子迁移率等性质。本文中2-（2’-羟苯基）苯并噻唑类目标化合物是经过取代苯胺的酰化、羟基保护、羰基硫代、Jacobson关环以及羟基脱保护等几步反应合成得到。产物经过重结晶、柱层析等方法分离提纯,并通过氢核磁共振谱和质谱等手段鉴定了化学结构。利用紫外可见吸收光谱及荧光光谱对2-（2’-羟苯基）苯并噻唑衍生物的激发态分子内质子转移（ESIPT）现象进行了研究,观测到不同的取代基和溶剂极性对ESIPT的影响存在如下规律:极性溶剂抑制ESIPT过程而有助于分子的短波区正常荧光发射,供电子取代基促进ESIPT过程而有助于其互变异构体的长波区荧光发射。同时研究了在不同比例的1,4二氧六环/水二元溶剂体系中,分子内和分子间氢键的竞争以及对ESIPT和光谱行为的影响。本文所得五种2-（2’-羟苯基）苯并噻唑衍生物中,在苯并噻唑的苯环上带有OCH3,Br,F,CF3取代基的四种化合物以及相应的金属配合物未见文献报道。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 文献综述
• 1.1 电致发光概述
• 1.1.1 电致发光定义
• 1.1.2 电致发光分类
• 1.1.3 电致发光发展过程
• 1.2 有机电致发光原理
• 1.3 有机电致发光器件机构
• 1.3.1 单层器件结
• 1.3.2 双层器件结构
• 1.3.3 三层器件结构
• 1.3.4 多层器件结构
• 1.4 有机电致发光材料
• 1.4.1 电极材料
• 1.4.2 有机空穴传输材料
• 1.4.3 有机电子传输材料
• 1.4.4 有机发光材料
• 1.5 论文的设计思想
• 2.实验部分
• 2.1 主要原料和试剂
• 2.2 主要分析仪器
• 2.3 目标化合物的合成路线
• 2.4 化合物的合成
• 2.4.1 配体1-6的合成
• 2合成（1A-6A）'>2.4.2 配合物Zn（R-BTZ）₂合成（1A-6A）
• 3 结果与讨论
• 3.1 配体的合成与表征
• 3.1.1 配体1-6合成路线的设计和选择
• 3.1.2 配体1-5合成讨论
• 3.1.3 配体1-5及其中间体的表征
• 2的合成与讨论'>3.2 配合物Zn（R-BTZ）₂的合成与讨论
• 2合成实验的讨论'>3.2.1 配合物Zn（R-BTZ）₂合成实验的讨论
• 2的纯化'>3.2.2 配合物Zn（R-BTZ）₂的纯化
• 4 化合物1-6的光物理性质研究
• 4.1 含分子内氢键化合物的ESIPT的概述
• 4.2 实验设计与理论计算
• 4.3 实验结果与讨论
• 4.3.1 化合物1-6的紫外吸收光谱
• 4.3.2 溶剂极性对1-6的ESIPT和荧光的影响
• 4.3.3 不同取代基对化合物ESIPT荧光发射影响
• 4.3.4 溶剂极性效应和取代基效应的比较
• 4.3.5 分子内与分子间氢键的竞争——在1,4-二氧六环与水二元体系中
• 结论
• 参考文献
• 附录 部分化合物的结构表征
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢