化工中间体是化工生产中重要部分,不但是基础原料的产品,同时也是精细化工的原料,在化工生产以及发展上有着极其深远的影响。化工中间体对于精细化工的发展有着重要推动作用,使得化工中间体要向价格低廉,质量好的方向发展,从而对化工中间体品种、质量以及技术有着促进作用。
芘是煤化工的蒸馏产物,作为一种化工副产物,直接排放污染环境,也危及人民生命安全。芘也是有机合成的重要原料,用于制备染料、合成树脂和工程塑料等涉及国民生活的各类材料。另一方面,鉴于芘及其衍生物优异的发光性能和电荷传输性能,适用于制备高性能有机光电材料,得到了学术和工业界的广泛关注。基于此,广东工业大学材料与能源学院冯星博士课题组致力于通过功能化芘环,采用操作简单的化学合成手段高效制备了系列芘基中间体,开发了多系列的新型芘基发光材料,研究了芘基材料的构效关系,丰富了有机光电材料库,并将部分材料应用于有机发光器件。近期,课题组在芘化学的研究中取得以下系列重要进展。
1、新型芘基中间体的开发
进一步,课题组通过Suzuki反应在芘环的1,3,6,8-位引入苯环,由于羟基的存在,加强了分子间的相互作用,该系列分子表现出明显的力致荧光增强性质;并且通过亲电取代反应,将-OH基团转变为甲氧基后,弱化分子间相互作用,极大的提高了材料的固体量子产率,并观察到新奇的光物理现象。该工作初步阐明了新型芘基发光材料固体发光机制,展示了这类发光材料在有机光电领域的应用前景,也为设计高效的芘基发光材料提供了分子设计策略。(J. Org. Chem. 2022, 87, 8503-8514,DOI: 10.1021/acs.joc.2c00617)
2.一锅煮制备新型芘基呋喃衍生物
3. 新型Y-型芘基聚集诱导发光材料应用于OLED器件
受“热激子机制”和芘基 AIE发光材料在 OLED 中的优势的启发,广东工业大学冯星博士与华南理工大学赵祖金教授、香港中文大学(深圳)唐本忠院士合作,基于开发的芘基中间体1,3-二溴,7-叔丁基芘,设计合成了一类Y-型芘基聚集诱导发射蓝光材料(如图1)。将这类芘基AIE发光材料应用于 OLED 的发光层,无论在掺杂还是非掺杂的OLED中,均表现出低开启电压(<3,1 V)、出色的 EL 特性(其中,非掺杂 OLED(D9)的电致发光性质:Lmax、ηc max、ηp max和最大 EQE 分别为 19712 cd m-2、15.16 cd A-1、13.72 lm W-1 和 6.63%,CIE 坐标为 (0.18, 0.39))和低效率滚降。这些结果与前期报道的实验结果基本一致,显示出芘基AIE发光材料应用于高性能 OLED器件具有巨大的潜在应用(图2和图3)。本文进一步通过理论计算分析以了解 Py-TPA、Py-TPA 和 Py-2TPE 的激发态特性。结果表明这类芘的 AIE分子表现出独特的电子特性和低的ΔET2-S1有利于激子通过反向系统间跃迁 (RISC) 从三重态跃迁到单重态,以提高三重态激子的利用率,进而提升OLED器件的效率。
上述工作得到了国家自然基金委、广东省科学技术厅、聚集诱导发光高等研究院等基金项目的财政支持。
原文链接:
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.joc.2c00617
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.joc.2c01303
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adom.202200917
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