Name: Síntesis química de escalado de fluorescencia retardada activada térmicamente emisores basado en el núcleo Dibenzothiophene-S, dióxido de S (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-10-24T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 51 s
Description: Aprende la síntesis escalable de emisores TADF basados en dibenzotiofeno-S,S-dióxido mediante acoplamiento cruzado catalizado por paladio. Este método eficiente utiliza materiales comerciales y es accesible para investigadores con poca experiencia en química orgánica sintética.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Esta investigación ha recibido financiación del programa de investigación e innovación de horizonte 2020 de la Unión Europea bajo el Convenio de subvención de Marie Skłodowska-Curie proyecto H2020-MSCA-ITN-2015/674990 "EXCILIGHT". PJS gracias a la Real Sociedad por un premio de mérito de Wolfson Research.

PRECAUCIÓN: por favor, revise todas las hojas de datos seguridad material (MSDS) antes de su uso. Varios de los productos químicos utilizados en la síntesis son altamente tóxicos y cancerígenos. Cuando se trabaja con gel de silicona, se debe llevar una máscara respiratoria protectora para evitar la inhalación de partículas. Observe todas las reglas de seguridad apropiadas cuando se realiza una reacción química, incluyendo el uso de controles de ingeniería (vitrina) y equipo de protección personal (gafas, guantes, bata, pantalón largo, zapatos cerrados).
 todos los reactivos y solventes fueron comprados comercialmente y fueron utilizados sin ningún tipo de purificación adicional. 1 Espectros de RMN de C de H y 13 se registraron en un espectrómetro NMR de 400 MHz usando CDCl 3 como el solvente. Desplazamientos químicos de protones NMR se reportan como valores δ en ppm con respecto a disolventes deuterados: CDCl 3 (7,26). Los datos se presentan como sigue: cambio químico, multiplicidad y acoplamiento (J) del caso están en Hz. Multiplets divulgan sobre la gama (en ppm) aparecieron. Se recogieron datos de NMR de carbono en relación con el correspondiente disolvente señales CDCl 3 (77.16). Puntos de fusión fueron medidas usando un aparato de punto de fusión. Láser asistida por matriz desorción de ionización-tiempo de vuelo (MALDI-TOF) espectrometría de masas se ejecute en un espectrómetro Shimadzu Axima-CFR (masa gama Da 1-150 000).
 1. síntesis de los compuestos reportados <ol><li>síntesis de compuesto 1 (3,6-di-tert-butyl-9H-carbazole) 19 <ol><li>usando 500 mL cuello tres matraz de fondo redondo, disolver 9 - H-Carbazol (10,0 g, 60 mmol) de nitrometano (300 mL) bajo atmósfera de nitrógeno. Luego, añadir cloruro de zinc (II) (24,3 g, 180 mmol) a esta solución.</li>
		<li>Vierta 2-chloro-2-metilpropano (19,5 mL, 180 mmol) en el embudo de adición de 100 mL y agregar gota a gota con agitación vigorosa.</li>
		<li>Revuelva la mezcla resultante a temperatura ambiente durante 6 h.</li>
		<li>Supervisar la terminación de la reacción por cromatografía en capa fina (TLC), con diclorometano: hexano 1:1 v/v como una mezcla eluyente. Después de la consumición de 9-H-Carbazol, añadir 100 mL de agua para neutralizar la solución.</li>
		<li>El producto tres veces con 150 mL de diclorometano del extracto cada vez. Separar la capa orgánica de la capa acuosa y además lavar dos veces con 150 mL de agua.
		<ol><li>Secar la capa orgánica resultante con 15 g de sulfato de magnesio y se evapora el disolvente a presión reducida hasta obtener un polvo gris.</li>
		</ol></li> <li>Purificar los residuos por cromatografía en columna utilizando diclorometano: mezcla solvente de hexano 1:1 v/v como un eluyente proporcionado 13,1 g (79%) de 1 compuesto como un polvo blanco. 
		Compuesto 1 caracterización: 1 H NMR (400 MHz, 25 ° C, CDCl 3, ppm): 8.12 (d, J = 1,9 Hz, 2 H), 7.78 (s b, 1 H), 7.5 (dd, J = 8.5, 1,9 Hz, 2 H), 7.33 (dd, J = 5.6, 0,5 Hz, 2 H), 1.49 (s, 18 H). 
		13 C RMN (400 MHz, 25 ° C, CDCl 3, ppm): 142.4 138.2, 123,7, 123,4, 116.3, 110.2, 34.9, 32.2. 
		MS: m/z 279,4 (M +). 
		Punto de fusión: 233-235 ° C.</li>
	</ol></li> <li> 20 de la síntesis del compuesto 2 (2, 8-dibromodibenzothiophene) <ol><li>utilizando un matraz de fondo redondo cuello tres de 500 mL, disolver dibenzothiophene (15,0 g, 81.3 mmol) en cloroformo (100 mL) bajo nitrógeno atmósfera. A continuación, agregue gota a gota bromo (9,3 mL, 180 mmol) a 0 ° C con agitación vigorosa.</li>
		<li>Después de la adición total de bromo, elevar la temperatura a la temperatura ambiente y revolver la mezcla de reacción de 18 h.</li>
		<li>Filtro del blanco que resulta precipitado y lave varias veces con 50 mL de agua y luego con 15 mL de metanol para aislar 2.8-dibromodibenzothiophene un rendimiento de 23 g (83%) como un polvo blanco. 
		Caracterización del compuesto 2: 1 H RMN (400 MHz, 25 ° C, CDCl 3, ppm): 8.24 (d, J = 2,0 Hz, 2 H), 7.71 (d, J = 8,0 Hz, 2 H), 7.58 (d, J = 2,0 Hz, 2 H). 
		13 C RMN (400 MHz, 25 ° C, CDCl 3, ppm): 138.8 136.3, 130.5, 124.9, 124.3, 118,8. 
		MS: m/z 342.1 (M +). 
		Punto de fusión: 227-229 ° C.</li>
	</ol></li> <li>De síntesis del compuesto 3 (2, 8-dibromodibenzothiophene-5-dióxido) 21 <ol><li>carga un 500 mL de cuello en una ronda matraz de fondo con una suspensión de 2, 8-dibromodibenzothiophene (21,3 g, 60 mmol) y solución de peróxido de hidrógeno (30 mL de 30% (p/p) de H 2 O) en ácido acético glacial (250 mL) y reflujo durante 2 h en una atmósfera de nitrógeno.</li>
		<li>Enfriar la mezcla resultante a la temperatura ambiente y filtrar de un precipitado blanco.</li>
		<li>Lavar tres veces con 15 mL de agua y 10 mL de metanol, para obtener 19,3 g (85%) del polvo blanco de. 
		Caracterización del compuesto 3: 1 H RMN (400 MHz, 25 ° C, CDCl 3, ppm): 8.22 (d, J = 1,6 Hz, 2 H), 7,70 (d, J = 8,0 Hz, 2 H), 7.57 (d, J = 2 Hz, 2 H). 
		13 C RMN (400 MHz, 25 ° C, CDCl 3, ppm): 133.3 130,4, 129.1, 125.6, 124,8, 124.3. 
		MS: m/z 374,1 (M +). 
		Punto de fusión: 360-362 ° C.</li>
	</ol></li> <li>Síntesis de compuestos de 4 (2,8-bis(3,6-di-tert-butyl-9H-carbazol-9-yl)dibenzothiophene-S,S-dioxide) 22 <ol><li>usar matraz de fondo redondo cuello tres de 500 mL, disolver 2,8 - dibromodibenzothiophene-S, S-dióxido (0.45 g, 1.2 mmol) y 3,6-di-tert-butyl-9H-carbazole (0,80 g, 2.86 mmol) en tolueno anhidro (250 mL) y extraiga el gas por burbujeo con nitrógeno durante 15 min con agitación vigorosa.</li>
		<li>Después de esto, añadir tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0) (0,025 g, 0.03 mmol) y 2-dicyclohexylphosphino-2 &#8242;, 4 &#8242;, 6 &#8242;-triisopropylbiphenyl (XPhos, 0,06 g, 0,12 mmol) para la mezcla de reacción y desgasificar la solución para otros 15 minutos. </li> <li>Añadir sodio tert-butoxide (0,32 g, 0.834 mmol) y terc-butanol (6 mL) y desgasificar la mezcla resultante durante 15 min.</li>
		<li>Calor la solución de reacción a 110 ° C bajo atmósfera de nitrógeno para 18 h.</li>
		<li>Enfriar a temperatura ambiente, añadir agua (150 mL) y extraer los productos orgánicos en diclorometano (250 mL) y lavar la capa orgánica dos veces con 150 mL de agua.</li>
		<li>Secar la capa orgánica resultante con 15 g de sulfato de magnesio y eliminar el disolvente a presión reducida para obtener el producto crudo.</li>
		<li>Purificar el material crudo por cromatografía en columna (usando una mezcla de solventes como un eluyente: diclorometano: petróleo Éter 1:1 v/v) para producir compuestos 4 como un sólido blanco (0,58 g, 63%). 
		Caracterización del compuesto 4: 1 H NMR (400 MHz, 25 ° C, CDCl 3, ppm): 8.13 (d, J = 1,6 Hz, 4 H), 8.11 (d, J = 8,2 Hz, 2 H), 7,99 (d, J = 1,7 Hz, 2 H), 7.82 (dd, J = 8.2, 1,8 Hz, 2 H), 7,48 (dd, J = 8.7, 1,9 Hz, 4 H), 7,40 (d, J = 8,6 Hz, 4 H), 1,45 (s, 36 H). 
		13 C RMN (400 MHz, 25 ° C, CDCl 3, ppm): 144.4 144,2, 138.5, 135.8, 133.4, 128.4, 124,4, 124.3, 119.5, 116.8, 109.2, 35.0, 32.2. 
		MS: m/z 769.97 (M +). 
		Punto de fusión: 351-353 ° C.</li>
	</ol></li> <li>Síntesis de compuesto 5 (2,8-bis(10H-phenothiazin-10-yl)dibenzothiophene-S,S-dioxide) 23 <ol><li>Usimatraz de fondo redondo de NG 250 mL cuello tres, disolver 2,8-dibromodibenzothiophene-S, S-dióxido (0,67 g, 1,8 mmol) y fenotiazinas (0,75 g, 3,77 mmol) en tolueno anhidro (60 mL) y extraiga el gas por burbujeo con nitrógeno durante 15 min con agitación vigorosa.</li>
		<li>Después de esto, añadir tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0) (0,11 g, 0,12 mmol) y 2-dicyclohexylphosphino-2 &#8242;, 4 &#8242;, 6 &#8242;-triisopropylbiphenyl (XPhos, g 0,12 0,23 mmol) para la mezcla de reacción y desgasificar la solución para otros 15 minutos. </li> <li>Añadir sodio tert-butoxide (0,38 g, 3,94 mmol) y desgasificar la mezcla resultante para adicional 15 min.</li>
		<li>Calor la solución de reacción a 110 ° C bajo atmósfera de nitrógeno para 18 h.</li>
		<li>Enfriar la mezcla de reacción a temperatura ambiente, añadir agua (150 mL) y productos orgánicos del extracto en diclorometano (250 mL) y además lavar dos veces con 150 mL de agua.</li>
		<li>Seco la capa orgánica resultante fue con 15 g de sulfato de magnesio y eliminar el disolvente a presión reducida para dar el producto crudo.</li>
		<li>Purifique el producto crudo por cromatografía en columna (usando mezcla solvente como un eluyente: diclorometano: hexano 2:1 v/v) para obtener 5 compuesto como un sólido blanco (0,9 g, 55%). 
		Caracterización del compuesto 5: 1 H NMR (400 MHz, 25 ° C, CDCl 3, ppm): 7.71 (d, J = 8,2 Hz, 2 H), 7.36 (dd, J = 7.7, 1,5 Hz, 4 H), 7.28-7.19 (m, 8 H), 7.16 (dd, J = 7.7, 1,3 Hz, 4 H), 7.02 (dd, J = 8.1, 1,3 Hz 4 H). 
		13 C RMN (400 MHz, 25 ° C, CDCl 3, ppm): 148.8 141.1, 133.2, 131.8, 129.7, 128.1, 126,9, 125.1, 125.3, 123,1, 121.2, 111.7. 
		MS: m/z 610.08 (M +). 
		Punto de fusión: 353-355 ° C.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol><li>Tang, C. W., VanSlyke, S. A. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.98799">Organic electroluminescent diodes.</a> Appl.Phys. Lett. 51, 913-915 (1987).</li>
<li>Pope, M., Kallmann, H. P., Magnante, P. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.1733929">Electroluminescence in Organic Crystals.</a> J. Chem. Phys. 38, 2042-2043 (1963).</li>
<li>Friend, R. H., et al. <a target="_blank" href="https://www.nature.com/nature/journal/v397/n6715/full/397121a0.html">Electroluminescence in conjugated polymers.</a> Nature. 397, 121-128 (1999).</li>
<li>Rothberg, L. J., Lovinger, A. J. <a target="_blank" href="https://www.cambridge.org/core/journals/journal-of-materials-research/article/status-of-and-prospects-for-organic-electroluminescence/DE64985F4F0DA399474E4C73185E7435">Status of and prospects for organic electroluminescence.</a> J. Mater. Res. 11, 3174-3187 (1996).</li>
<li>Brown, A. R., et al. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.108094">Poly(p-phenylenevinylene) light-emitting diodes: Enhanced electroluminescent efficiency through charge carrier confinement.</a> Appl. Phys. Lett. 61, 2793-2795 (1992).</li>
<li>Wang, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Non-Doped+Phosphorescent+Organic+Light-Emitting+Device+with+Above+31%25+External+Quantum+Efficiency%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">A Non-Doped Phosphorescent Organic Light-Emitting Device with Above 31% External Quantum Efficiency.</a> Adv. Mater. 26, 8107-8113 (2014).</li>
<li>Wang, X., Gong, S. L., Song, D., Lu, Z. H., Wang, S. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201402366/abstract">Highly Efficient and Robust Blue Phosphorescent Pt(II) Compounds with a Phenyl-1,2,3-triazolyl and a Pyridyl-1,2,4-triazolyl Chelate Core.</a> Adv. Funct. Mater. 24, 7257-7271 (2014).</li>
<li>Ulbricht, C., Beyer, B., Friebe, C., Winter, A., Schubert, U. S. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.200803537/abstract">Recent Developments in the Application of Phosphorescent Iridium (III) Complex Systems.</a> Adv. Mater. 21, 4418-4441 (2009).</li>
<li>Adachi, C., Baldo, M. A., Thompson, M. E., Forrest, S. R. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.1409582">Nearly 100% internal phosphorescence efficiency in an organic light-emitting device.</a> J. Appl. Phys. 90, 5048-5051 (2001).</li>
<li>Park, Y. S., et al. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201300547/abstract">Exciplex-Forming Co-host for Organic Light-Emitting Diodes with Ultimate Efficiency.</a> Adv. Funct. Mater. 23, 4914-4920 (2013).</li>
<li>Xu, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+progress+in+metal-organic+complexes+for+optoelectronic+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Soc.+Rev%22%5BJournal%5D)">Recent progress in metal-organic complexes for optoelectronic applications.</a> Chem. Soc. Rev. 43, 3259-3302 (2014).</li>
<li>Uoyama, H., Goushi, K., Shizu, K., Nomura, H., Adachi, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Highly+efficient+organic+light-emitting+diodes+from+delayed+fluorescence%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Highly efficient organic light-emitting diodes from delayed fluorescence.</a> Nature. 492, 234-238 (2012).</li>
<li>Zhang, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.nature.com/nphoton/journal/v8/n4/full/nphoton.2014.12.html">Efficient Blue Organic Light-Emitting Diodes Employing Thermally Activated Delayed Fluorescence.</a> Nat. Photonics. 8, 326-332 (2014).</li>
<li>Hirata, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Highly+Efficient+Blue+Electroluminescence+based+on+Thermally+Activated+Delayed+Fluorescence%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Mater%22%5BJournal%5D)">Highly Efficient Blue Electroluminescence based on Thermally Activated Delayed Fluorescence.</a> Nat. Mater. 14, 330-335 (2015).</li>
<li>Yang, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+Advances+in+Organic+Thermally+Activated+Delayed+Fluorescence+Materials%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Soc.+Rev%22%5BJournal%5D)">Recent Advances in Organic Thermally Activated Delayed Fluorescence Materials.</a> Chem. Soc. Rev. 46, 915-1016 (2017).</li>
<li>Im, Y., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.chemmater.6b05324">Molecular Design Strategy of Organic Thermally Activated Delayed Fluorescence Emitters.</a> Chem. Mater. 29, 1946-1963 (2017).</li>
<li>Wong, M. Y., Zysman-Colman, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Purely+Organic+Thermally+Activated+Delayed+Fluorescence+Materials+for+Organic+Light-Emitting+Diodes%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Purely Organic Thermally Activated Delayed Fluorescence Materials for Organic Light-Emitting Diodes.</a> Adv. Mater. 1605444, (2017).</li>
<li>Dias, F. B., Penfold, T. J., Monkman, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photophysics+of+thermally+activated+delayed+fluorescence+molecules%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+Appl.+Fluoresc%22%5BJournal%5D)">Photophysics of thermally activated delayed fluorescence molecules.</a> Methods Appl. Fluoresc. 5, 012001(2017).</li>
<li>Liu, Y., Nishiura, M., Wang, Y., Hou, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((%CF%80-Conjugated+Aromatic+Enynes+as+a+Single-Emitting+Component+for+White+Electroluminescence%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">π-Conjugated Aromatic Enynes as a Single-Emitting Component for White Electroluminescence.</a> J. Am. Chem. Soc. 128, 5592-5593 (2006).</li>
<li>Neumoyer, C. R., Amstutz, E. D. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja01200a023">Studies in the Sulfone Series. I. The Preparation of 2,8-Diaminodibenzothiophene-5-dioxide.</a> J. Am. Chem. Soc. 69, 1920-1921 (1947).</li>
<li>Gilman, H., Nobis, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rearrangement+with+4-Iododibenzothiophene+in+Amination+by+Sodamide%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Rearrangement with 4-Iododibenzothiophene in Amination by Sodamide.</a> J. Am. Chem. Soc. 67, 1479-1480 (1945).</li>
<li>Dias, F. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Triplet+Harvesting+with+100%25+Efficiency+by+Way+of+Thermally+Activated+Delayed+Fluorescence+in+Charge+Transfer+OLED+Emitters%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Triplet Harvesting with 100% Efficiency by Way of Thermally Activated Delayed Fluorescence in Charge Transfer OLED Emitters.</a> Adv. Mater. 25, 3707-3714 (2013).</li>
<li>Dias, F. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+local+triplet+excited+states+and+D-A+relative+orientation+in+thermally+activated+delayed+fluorescence%3A+photophysics+and+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Sci%22%5BJournal%5D)">The role of local triplet excited states and D-A relative orientation in thermally activated delayed fluorescence: photophysics and devices.</a> Adv. Sci. 3, 1600080(2016).</li>
<li>Moss, K. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tuning+the+Intramolecular+Charge+Transfer+Emission+from+Deep+Blue+to+Green+in+Ambipolar+Systems+Based+on+Dibenzothiophene+S%2CS-Dioxide+by+Manipulation+of+Conjugation+and+Strength+of+the+Electron+Donor+Units%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Org.+Chem%22%5BJournal%5D)">Tuning the Intramolecular Charge Transfer Emission from Deep Blue to Green in Ambipolar Systems Based on Dibenzothiophene S,S-Dioxide by Manipulation of Conjugation and Strength of the Electron Donor Units.</a> J. Org. Chem. 75, 6771-6781 (2010).</li>
</ol>

No tenemos nada que revelar.

El objetivo de este trabajo es mostrar la síntesis a gran escala de materiales orgánicos altamente eficientes (Figura 1) para aplicaciones de OLED de materias primas disponibles en el mercado. Debido a que informes anteriores sólo describen el paso final de la reacción de acoplamiento de la Cruz y se refieren a algunas de las publicaciones obsoletas, divulgamos la síntesis detallada paso a paso de todos los materiales junto con su completo NMR y espectrometría de masas Caracterización para la mejor reproducibilidad de los experimentos.
Ambos emisores tienen la misma base de aceptador de electrones 5-dióxido de dibenzothiophene. El primer paso en la preparación del compuesto 3 (Figura 2) es la bromación de la molécula de dibenzothiophene disponibles en el mercado. 20 más grande escala se produce la reacción durante la noche con un rendimiento del 83%. El dibrominated resultante 2 compuesto se puede oxidar más con una solución de peróxido de hidrógeno en ácido acético glacial rendimiento 19,3 g de un polvo blanco después de filtración y lavado. 21 3 compuesto fue utilizado en la reacción de acoplamiento de la Cruz sin ningún tipo de purificación adicional.
La diferencia en características fotofísicas entre los compuestos 4 y 5 se encuentra en las propiedades del electrón-donar de las unidades de Amina. Uno de los compuestos tiene periféricos Carbazol alkylated unidades mientras que el otro tiene grupos de fenotiazina. La molécula de fenotiazina puede ser comprada de proveedores químicos y utilizada sin modificaciones. Sin embargo, en el caso del compuesto 4 grupos terc-butilo es necesario introducir en el anillo aromático de la unidad de Carbazol para aumentar la solubilidad en solventes orgánicos. Se informó que en la ausencia de grupos alquilo apto, la solubilidad del producto baja, que se traduce en un menor rendimiento de la reacción. 24 se pueden introducir grupos alquilo en cada anillo de fenilo en una reacción de Friedel-Crafts entre el cloruro de terc-butilo y 9-H-Carbazol en presencia de cloruro de cinc (II) basado en el mecanismo de sustitución aromática electrófila de nitrometano. 19 se encontró que la pureza del producto resultante no es lo suficientemente alta y varios subproductos están presentes en la mezcla; por lo tanto el polvo gris crudo debe ser además purificado por cromatografía en columna en aislamiento de 13,1 g de compuesto 1 recuperado como un polvo blanco.
Los emisores TADF deseados 4 y 5 fueron sintetizados mediante reacciones de acoplamiento cruzado Paladio-catalizado carbón-nitrógeno mediante los procedimientos previamente descritos de la literatura. 22 , 23 encontramos que el aumento de las cantidades de las materias primas no negativamente influyen en el rendimiento del producto deseado, lo que sugiere que los nuevos aumentos en la escala de reacción son posibles. Los compuestos 4 y 5 pueden ser obtenidos en 63% y 55% de rendimiento, respectivamente.
En conclusión, se ha demostrado una guía detallada sobre cómo preparar moléculas orgánicas altamente eficientes para aplicaciones, a partir de materiales fácilmente disponibles, con la posibilidad de ampliar el procedimiento conjunto sintético de emisión de luz. A través de este trabajo, la intención es que la síntesis a gran escala de muchos otros emisores TADF asegurará una rápida transición de la tecnología desde el Banco de laboratorio para aplicaciones industriales.

En las últimas décadas, los investigadores han estudiado la utilización de moléculas orgánicas y sus derivados en orgánicos diodos emisores de luz (OLEDs) desde su primera introducción en 1987. 1 el descubrimiento de la electroluminiscencia (EL) ha llevado a encontrar una amplia gama de aplicaciones en iluminación y pantallas de materiales orgánicos. 2 enorme interés en la producción de nuevos compuestos orgánicos y estudiar sus propiedades fotofísicas son impulsadas por las ventajas de los OLEDs sobre las tecnologías existentes; en particular ya que son más eficientes y pueden ofrecer rendimiento superior manteniendo alta flexibilidad, grosor pequeño y bajo peso. Sin embargo, en comparación con los inorgánicos diodos emisores de luz (LEDs), OLEDs aún sufren desventajas que impiden que esta tecnología de producción comercial a gran escala, incluyendo cursos más cortos de la vida y baja eficiencia. Hasta hace poco, la mayoría de la investigación se basó en primera generación OLEDs y emisión dependía de la fluorescencia de los materiales orgánicos. Debido a que la fluorescencia puede ocurrir únicamente desde el estado singlete, la eficiencia máxima teórica cuántica interna (IQE) del dispositivo es sólo el 25%. 3 , 4 , 5 mediante la utilización de metales pesados que contienen complejos orgánicos (por ejemplo, Ir, Pt), los investigadores podrían superar la barrera de eficiencia de 25% al cosechar los electrones de los Estados el singlete y triplete por un proceso de transición radiativa. 6 , 7 , 8 por lo tanto, la eficiencia teórica máxima de segunda generación OLED fosforescente (PHOLEDs) puede ser tan alta como 100%. 9 , 10 hoy en día, muchos dispositivos OLED comerciales utilizan verde y rojas fosforescentes emiten complejos organometálicos basados en iridio. 11 aunque estos materiales han ganado uso extenso en pantallas de móviles y otras aplicaciones electrónicas, el costo del precursor del heavy metal sales y su corta vida ha empujado a los investigadores a buscar alternativas.
Hay varios objetivos que deben alcanzarse para la comercialización generalizada de la tecnología OLED, tales como alta estabilidad, consumo eficiente y bajo costo de producción del dispositivo. En los últimos años, se ha demostrado que los emisores de fluorescencia retardada activada térmicamente (TADF) pueden ser un substituto eficaz para materiales PHOLED para alcanzar el mismo valor IQE, con estos materiales ahora considerados como materiales OLED de tercera generación. 12 , 13 , 14 puramente orgánicos emisores TADF se pueden preparar en unos pocos pasos de materias primas fácilmente disponibles haciendo comercialmente atractivas para el mercado de la fabricación del dispositivo general. Hasta la fecha, hay varios comentarios de literatura integral cubren todos los aspectos de la síntesis de material para la fabricación del dispositivo. 15,16,17,18 el problema principal con la preparación material TADF es el uso de catalizadores de paladio que contiene para las reacciones de acoplamiento cruzado. Para mostrar el potencial de preparación material TADF en una escala mayor. nos escalado-para arriba la síntesis de emisores TADF partir de materiales a los productos deseados, 4 y 5 (figura 1). 22 , 23 este protocolo detallado está destinada a nuevos profesionales en el campo para entender la información asociada con la síntesis de materiales TADF.

<table><tbody><tr><td>2-Cloro-2-metilpropano, 99+%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>19780</td><td></td></tr><tr><td>2-Diciclohexilfosfino-2&prime;,4&prime;,6&prime;-triisopropilbifenilo (XPhos), 97%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>638064</td><td></td></tr><tr><td>9-H-carbazol sensible al aire, 95%</td><td>Alfa Aesar</td><td>A11448</td> Bromo <td>sensible al aire</td></tr><tr><td>, 99.5%</td><td>Fisher</td><td></td><td>10452553 Altamente tóxico</td></tr><tr><td>Cloroformo, anhidro, 99%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>288306</td><td></td></tr><tr><td>Dibenzotiofeno, 98%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>D32202</td><td></td></tr><tr><td>Diclorometano, anhidro, 99.8%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>270997</td><td></td></tr><tr><td>Ácido acético glacial, 99.7+%</td><td>Alfa Aesar</td><td>36289</td><td>Corrosivo para la piel</td></tr><tr><td>Hexano, anhidro, 95%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>296090</td><td></td></tr><tr><td>Solución de peróxido de hidrógeno (30 % (p/p) en H2O)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>H1009</td><td>Corrosivo para la piel</td></tr><tr><td>Sulfato de magnesio, 99,5%</td><td>Alfa Aesar</td><td>33337</td><td></td></tr><tr><td>Nitrometano, 98+%</td><td>Alfa Aesar</td><td>A11806</td><td>Fenotiazina altamente explosiva</td></tr><tr><td>, 98+%</td><td>Alfa Aesar</td><td>A12517</td><td>Sensible al aire</td></tr><tr><td>Terc-butóxido de sodio, 97%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>359270</td><td></td></tr><tr><td>Terc-butanol, anhidro, 99.5%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>471712</td><td></td></tr><tr><td>Tolueno, anhidro, 99.8%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>244511</td><td></td></tr><tr><td>Tris(dibencilidienoacetona) dipaladio(0), Pd 21.5% min</td><td>Alfa Aesar</td><td>12760-03</td><td></td></tr><tr><td>Cloruro de zinc (II) sensible al aire, anhidro, 98+%</td><td>Alfa Aesar</td><td>A16281</td><td></td></tr></tbody></table>

síntesis química de escalado de fluorescencia retardada activada térmicamente emisores basado en el núcleo dibenzothiophene-s, dióxido de s

Scale-up Chemical Synthesis of Thermally-activated Delayed Fluorescence Emitters Based on the Dibenzothiophene-S,S-Dioxide Core

Divulgamos un procedimiento lineal escala-para arriba la síntesis de 2, 8-bis (3,6-di-tert-butyl-9H-carbazol-9-yl) dibenzothiophene-S, S-dióxido (compuesto 4) y 2, 8-bis(10H-phenothiazin-10-yl) dibenzothiophene-S, S-dióxido (compuesto 5) usando Condiciones de la reacción de Buchwald-Hartwig Cruz-acoplamiento. Además, demostramos una síntesis escalado-para arriba de todos los materiales partidas comercialmente disponibles que se requieren para la reacción de aminación cruzada-acoplamiento. En el presente artículo, ofrecemos los procedimientos sintéticos detallados para todos los compuestos descritos, junto con su caracterización espectral. Este trabajo muestra la posibilidad de producir moléculas orgánicas para aplicaciones optoelectrónicas en gran escala, que facilita su aplicación en los dispositivos del mundo real.

Las estructuras químicas de los emisores TADF finales (figura 1) están marcadas en azules para los grupos electrón-donar y rojo para la base del electrón-retirarse. Un derivado de Carbazol alkylated y dibrominated dibenzothiopene-S, S-aceptador de la molécula del bióxido de se puede preparar de materias primas baratas (figura 2). Los productos finales pueden ser preparados por una versión a gran escala de la reacción de acoplamiento cruzado de aminación catalizadas por Pd (figura 3).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56501/56501fig1.jpg"> 
Figura 1 . Estructuras químicas de basan en la 2.8-dibenzothiophene-5-dióxido de electrón aceptador base (mostrado en rojo) teniendo partes de 3,6-di-tert-butyl-9H-carbazol-9-yl y 10H-phenothiazin-10-yl donantes de los emisores fluorescencia retardada activada térmicamente compuesto de 4 y compuesto de 5 respectivamente. En azul se muestran los grupos electrón-donar. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56501/56501fig1large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56501/56501fig2.jpg"> 
Figura 2 . Vías de reacción química para preparar 3,6-di-tert-butyl-9H-carbazole (compuesto 1) por alquilación de 9-H-Carbazol y 2.8-dibromodibenzothiophene-5-dióxido de (compuesto 3) en dos pasos a partir de dibenzothiophene disponible en el mercado. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56501/56501fig2large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56501/56501fig3.jpg"> 
Figura 3 . Buchwald-Hartwig Cruz reacciones entre 2.8-dibromodibenzothiophene-5-dióxido (compuesto 3) y una amina secundaria correspondiente de acoplamiento para producir compuestos 4 y 5. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56501/56501fig3large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>

Síntesis de escalado de emisores eficientes térmicamente activada fluorescencia retardada se describen en el artículo presentado.

Síntesis química de escalado de fluorescencia retardada activada térmicamente emisores basado en el núcleo Dibenzothiophene-S, dióxido de S

We report a procedure to linearly scale-up the synthesis of 2,8-bis(3,6-di-tert-butyl-9H-carbazol-9-yl)dibenzothiophene-S,S-dioxide (compound 4) and ...

El objetivo general de este procedimiento es la síntesis química de materiales orgánicos altamente eficientes para aplicaciones de diodos orgánicos emisores de luz, a partir de materiales de partida disponibles comercialmente. Este método puede ayudar a responder preguntas clave en electrónica orgánica, pero el uso de la fluorescencia retardada activada por la familia y aplicaciones de iluminación. Y una ventaja de esta técnica es que utiliza materiales disponibles regularmente y es accesible para investigadores con poca experiencia en química orgánica sintética.La demostración del procedimiento correrá a cargo de Oleh Vybornyi, estudiante de doctorado del Grupo de Investigación Schibello y miembro del excelente proyecto. Para comenzar la síntesis del Compuesto 4 en un matraz de fondo redondo de tres cuellos, disuelva 0,80 gramos de Compuesto 1 y 0,45 gramos de Compuesto 3 en 250 mililitros de Telurito Anhidro. Abra una fuente de nitrógeno y conéctela al matraz de reacción.Luego, abra la válvula de nitrógeno y coloque una aguja en la solución. Desgasifique la mezcla burbujeando gas nitrógeno a través de la mezcla durante 15 minutos mientras revuelve vigorosamente. Añadir 0,025 gramos de paladio DBA y 0,06 gramos de Xfos.Y desgasificar la mezcla durante otros 15 minutos, sin dejar de remover. Se cortó y se llevó a cabo con el procedimiento como la adición del catalizador de paladio y el Xfos, seguido de la desgasificación durante 15 minutos. Esto debe hacerse rápidamente, para evitar la degradación de los productos químicos y de la bioestación de arco.A continuación, agregue 0,32 gramos de turputóxido de sodio y seis mililitros de terc-butanol y desgasifique la mezcla durante 15 minutos. Luego, coloque la mezcla bajo una atmósfera de nitrógeno. Agite la mezcla de reacción desgasificada durante 18 horas a 110 grados centígrados.Compruebe la finalización de la reacción observando la solución con una lámpara UV. Cuando esté completa, la solución debe brillar con una luz azul. Luego, deje que la mezcla se enfríe a temperatura ambiente.Diluir la mezcla con 150 mililitros de agua y extraer el producto en 250 mililitros de DCM. Compruebe la separación de las capas orgánicas y acuosas mirando con una lámpara UV. La capa orgánica debe brillar con una luz verde.Lavar la capa orgánica con 150 mililitros de agua, dos veces. Secar la capa orgánica sobre 15 gramos de Sulfato de Magnesio. Filtre la mezcla de productos y elimine el disolvente al vacío.Disuelva el residuo en una mezcla uno a uno por volumen de DCM y éter de petróleo. Purificar el producto crudo mediante cromatografía en columna. Para facilitar la purificación, utilice una lámpara UV.La solución del compuesto debe brillar con una luz verde brillante. Elimine los volátiles al vacío para obtener el compuesto 4 como un sólido blanco. El compuesto resultante debe brillar con una luz azul, bajo la radiación UV.Para comenzar a sintetizar el Compuesto 5 en un matraz de 250 mililitros y tres cuellos de fondo redondo, disuelva 0,67 gramos de Compuesto 3 y 0,75 gramos de fenotiazina en 60 mililitros de tolueno anhidro. Desgasifique la mezcla, burbujeando el gas nitrógeno durante 15 minutos mientras revuelve vigorosamente. A continuación, añade 0,11 gramos de paladio DBA y 0,12 gramos de Xfos.Y desgasificar la mezcla durante 15 minutos. Agregue 0,38 gramos de terc-butóxido de sodio y desgasifique la mezcla durante otros 15 minutos. Luego, bajo una atmósfera de nitrógeno, agite la mezcla de reacción durante 18 horas a 110 grados centígrados.Deje que la mezcla se enfríe a temperatura ambiente. Diluye la mezcla con 150 mililitros de agua. Extraiga el producto en 250 mililitros de DCM y lave con dos porciones de 150 mililitros de agua.Secar la capa orgánica sobre 15 gramos de Sulfato de Magnesio. Y filtra la mezcla. Retire el disolvente al vacío.Y disolver el producto crudo en una mezcla de dos a uno por volumen de DCM y Hexanos. Purifique el compuesto con cromatografía en columna y elimine los volátiles para obtener el compuesto 5 como un sólido blanco, que brilla con una luz verde bajo la radiación UV A. La solución de tolueno tiene una luminiscencia anaranjada, debido al solvatocromismo.Se prepararon dos emisores de TADF mediante una reacción de acoplamiento cruzado de aminación catalizada por paladio. El compuesto 4 se obtuvo con un rendimiento del 63% y el compuesto 5 con un rendimiento del 55%. El aumento de las cantidades de materiales de partida no tuvo un impacto negativo en los rendimientos, lo que sugiere que las reacciones pueden llevarse a cabo a una escala aún mayor.La diferencia en las propiedades fotofísicas entre los compuestos se atribuye a las diferentes propiedades de los grupos donantes de electrones. Los grupos alko se introducen en las unidades de carbazol utilizadas en el compuesto 4 para mejorar la solubilidad del compuesto en disolventes orgánicos. La síntesis del Compuesto 5 utiliza fenotiazina disponible comercialmente sin modificaciones.Tras su desarrollo, esta técnica abrió el camino para que sectores no químicos de la optoelectrónica se familiarizaran con la preparación de estos emisores de TADF. Lo que podría ayudarles a investigar las posibles aplicaciones de iluminación de estos compuestos. Una vez reunida, la reacción se puede configurar en una hora si se realiza correctamente.El aislamiento del producto debe durar tres horas. Siguiendo este procedimiento, se pueden realizar otras reacciones de acoplamiento cruzado catalizadas por paladio para responder preguntas adicionales sobre los sensores de los emisores de TADF. Después de ver este video, debería tener una buena idea de cómo obtener y purificar emisores de TADF para un estudio más profundo.Al intentar este procedimiento, recuerde pesar cuidadosamente los materiales de partida y desgasificar la mezcla de reacción correctamente. No olvide que trabajar con productos químicos puede ser extremadamente peligroso. Recuerde seguir todas las reglas de seguridad apropiadas.Incluyendo el uso de un cabezal de humo y equipo de protección personal mientras se realiza este procedimiento.

scale-up-chemical-synthesis-thermally-activated-delayed-fluorescence

Research

Investigación

JoVE Journal

Chemistry

Química

Se presentan los principios de la medición de oxígeno por temple fosforescencia y revisión del diseño de la porfirina basada en nanosensores dendríticas para obtener imágenes de oxígeno en los sistemas biológicos.

Síntesis y caracterización de nanosondas fosforescentes de imágenes de oxígeno en sistemas biológicos

Se describe la preparación de puntos cuánticos coloidales con un tamaño minimizado hidrodinámico para imágenes de fluorescencia de una sola molécula. En comparación con los puntos cuánticos, estas nanopartículas son similares en tamaño a las proteínas globulares y están optimizados para el brillo de una sola molécula, la estabilidad contra la fotodegradación, y la resistencia a la unión no específica a proteínas y células.

Compact Puntos Cuánticos for Imaging sola molécula

Asistida por microondas dehydrogenative intramolecular Diels-Alder (DA) reacciones proporcionan acceso concisa a ciclopenta funcionalizado...

Asistida por microondas intramoleculares Dehydrogenative Diels-Alder para la síntesis de naftalenos funcionalizados / Tintes solvatocrómico

En este protocolo, se detalla la síntesis de puntos cuánticos (QDs) InP/ZnS libres de Cd. Los QD basados en InP están ganando popularidad debido a la toxicidad de los iones Cd2+ que pueden liberarse a través de la degradación de nanopartículas. Después de la síntesis, los QD se solubilizan en agua utilizando un polímero anfifílico para su uso en aplicaciones biomédicas.

Síntesis de Cd-libre EAD / ZnS puntos cuánticos Adecuado para aplicaciones biomédicas

Se presenta un protocolo para la síntesis y caracterización de movimiento difusivo de los polímeros cíclicos en el nivel de una sola molécula.

Síntesis de polímeros cíclicos y caracterización de su movimiento difusivo en el estado fundido en la molécula de un solo nivel

Aquí, presentamos un método para la caracterización espectroscópica de moléculas orgánicas por medio de espectroscopia tiempo-resolved de la fotoluminiscencia en la escala de tiempo de nanosegundos a milisegundos en condiciones libres de oxígeno. También se describen métodos para quitar eficientemente el oxígeno de las muestras y, así, limitar el amortiguamiento de luminiscencia.

Tiempo-resolved fotofísicas caracterización de trío cosecha compuestos orgánicos en un libre de oxígeno ambiente usando un iCCD cámara

Presentamos un protocolo para la construcción de vinilo thioether sulfuro atado helicoidales péptidos mediante foto-inducida tiol-ene/tiol-Ino hydrothiolation.

Construcción de Thioether/sulfuro de vinilo-atado Hydrothiolation de péptidos helicoidales mediante foto-inducida tiol-eno/Ino

Aquí, presentamos una síntesis de una olla, libre de metal de transición de tioles y thioesters de haluros aromáticos y thiomethoxide de sodio, seguido por la preparación de monocristales de una red de metal dithiolene con especies de tiol generados in situ desde el thioester más estable y manejable.

Síntesis de un componente tiol para la cristalización de un semiconductor marco Gyroidal Metal-azufre

La reacción de condensación de Claisen-Schmidt es una metodología importante para la generación de compuestos aromáticos bicíclicos conjugados puenteados con metina. A través de la utilización de una variante mediada por la base de la reacción aldólica, se puede acceder a una gama de moléculas fluorescentes y / o biológicamente relevantes a través de un enfoque sintético generalmente económico y operativamente simple.

Síntesis De Pirazol Dependiente De pH, Imidazol, Y Fluoróforos De Isoindolona Dipirorina Usando Un Enfoque De Condensación De Claisen-Schmidt

Este protocolo describe la fabricación y caracterización de un nanoensamblaje fotosensible profármaco-colorante. Se describe explícitamente la metodología para la liberación del fármaco de las nanopartículas mediante el desmontaje activado por la luz, incluida la configuración de irradiación de la luz. Los fármacos liberados de las nanopartículas después de la irradiación de luz exhibieron excelentes efectos antiproliferación en las células tumorales colorrectales humanas.

Fácil preparación y fotoactivación de nanoensamblajes profármaco-colorante

Los dispositivos de diodos orgánicos emisores de luz (OLED) ofrecen una calidad de visualización superior con un mejor contraste al tiempo que ofrecen beneficios ambientales al reducir el consumo de energía. Aquí, se presenta de manera secuencial una estrategia simple para la fabricación de dispositivos OLED procesados en solución.

Guía paso a paso para aprovechar los diodos orgánicos emisores de luz mediante la fabricación de dispositivos procesados en solución de un emisor TADF

Aprende la síntesis escalable de emisores TADF basados en dibenzotiofeno-S,S-dióxido mediante acoplamiento cruzado catalizado por paladio. Este método eficiente utiliza materiales comerciales y es accesible para investigadores con poca experiencia en química orgánica sintética.

Síntesis química de escalado de fluorescencia retardada activada térmicamente emisores basado en el núcleo Dibenzothiophene-S, dióxido de S (Video) | JoVE Journal

Síntesis química de escalado de fluorescencia retardada activada térmicamente emisores basado en el núcleo Dibenzothiophene-S, dióxido de S

Explorar más videos