Name: Synthèse chimique intensification des émetteurs de Fluorescence retardée thermiquement activées basé sur le Core dibenzothiophène-S, S-dioxyde (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-10-24T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 51 s
Description: Apprenez la synthèse de composés TADF par couplage catalytique au palladium pour l'électronique organique. Cette méthode efficace utilise des matériaux commerciaux et donne des rendements de 63% et 55%.

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

Cette recherche a reçu des fonds du programme de recherche et d’innovation Horizon 2020 de l’Union européenne en vertu de la Convention de subvention de Marie Skłodowska-Curie H2020-ACEM-ITN-2015/674990 projet « EXCILIGHT ». PJS Merci la Royal Society pour une bourse de mérite de recherche Wolfson.

attention : Veuillez lire toutes les fiches signalétiques (FS) avant utilisation. Plusieurs des produits chimiques utilisés dans la synthèse sont hautement toxiques et cancérigènes. Lorsque vous travaillez avec le gel de silice, un masque de protection respiratoire doit être porté pour empêcher l’inhalation de particules. Respectez toutes les consignes de sécurité appropriées lorsque vous effectuez une réaction chimique, y compris l’utilisation des contrôles d’ingénierie (Sorbonne) et des équipements de protection individuelle (lunettes, gants, blouse, pleine longueur pantalon, chaussures fermées).
 tous les réactifs et solvants ont été achetées dans le commerce et ont été utilisés sans aucune purification plus poussée. 1 Les spectres de RMN du 13C H et 13 ont été enregistrées sur un spectromètre RMN 400 MHz avec CDCl 3 comme solvant. Déplacements chimiques en RMN du proton sont signalées en tant que valeurs δ en ppm par rapport aux solvants deutérés : CDCl 3 (7.26). Les données sont présentées comme suit : déplacement chimique, la multiplicité et le couplage constante (s) (J) sont en Hz. Multiplets sont signalés sur la plage (en ppm), ils sont apparus. Données de RMN du carbone ont été recueillies par rapport au solvant signaux CDCl correspondant 3 (77.16). Points de fusion ont été mesurées à l’aide d’un appareil à point de fusion. Laser assistée matrice desorption ionisation-temps de vol (MALDI-TOF) spectrométrie de masse ont été exécutés sur un spectromètre de Shimadzu Axima-CFR (masse allant de 1 à 150 000 Da).
 1. synthèse des composés signalés <ol><li>synthèse du composé 1 (3,6-di-tert-butyl-9H-carbazole) 19 <ol><li>à l’aide de 500 mL col trois fond rond fiole, dissoudre 9 - H-carbazole (10,0 g, 60 mmol) dans le nitrométhane (300 mL) sous atmosphère d’azote. Ensuite, ajouter le chlorure de zinc (II) (24,3 g, 180 mmol) à cette solution.</li>
		<li>Verser 2-chloro-2-Méthylpropane (19,5 mL, 180 mmol) dans l’entonnoir d’addition de 100 mL et ajouter goutte à goutte sous un brassage vigoureux.</li>
		<li>Remuer le mélange à température ambiante pendant 6 h.</li>
		<li>Surveiller l’achèvement de la réaction par chromatographie sur couche mince (CCM), en utilisant du dichlorométhane : hexane 1:1 v/v comme un mélange de l’éluant. Après la consommation de 9-H-carbazole, ajouter 100 mL d’eau pour neutraliser la solution.</li>
		<li>Extraire le produit trois fois avec 150 mL de dichlorométhane à chaque fois. Séparer la couche organique de la couche aqueuse et en outre laver deux fois avec 150 mL d’eau.
		<ol><li>Sécher la couche organique qui en résulte avec 15 g de sulfate de magnésium et laisser évaporer le solvant sous pression réduite pour obtenir une poudre grise.</li>
		</ol></li> <li>Purifier le résidu par chromatographie sur colonne à l’aide de dichlorométhane : mélange de solvant de 1:1 v/v hexane comme un éluant fourni 13,1 g (79 %) du composé 1 sous forme de poudre blanche. 
		Composé 1 Caractérisation : 1 H RMN (400 MHz, CDCl 3, 25 ° C, ppm) : 8.12 (d, J = 1,9 Hz, 2 H), 7,78 (Sagna, 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 RMN du 13C (400 MHz, CDCl 3, 25 ° C, ppm) : 142,4 138,2, 123,7, 123.4, 116,3, 110,2, 34,9, 32.2. 
		MS : m/z 279,4 (M +). 
		Point de fusion : 233-235 ° C.</li>
	</ol></li> <li>Synthèse du composé 2 (2, 8-dibromodibenzothiophene) 20 <ol><li>à l’aide d’un ballon à fond rond trois-cou 500 mL, dissoudre dibenzothiophène (15,0 g, 81,3 mmol) dans le chloroforme (100 mL) sous atmosphère d’azote atmosphère. Ensuite, ajouter goutte à goutte Brome (9,3 mL, 180 mmol) à 0 ° C sous agitation vigoureuse.</li>
		<li>Après l’addition complète de brome, augmenter la température jusqu'à la température ambiante et mélanger le mélange réactionnel pour 18 h.</li>
		<li>Filtre la résultante écru précipitent et laver plusieurs fois avec 50 mL d’eau puis avec 15 mL de méthanol à isoler 2,8-dibromodibenzothiophene avec un rendement de 23 g (83 %) sous forme de poudre blanche. 
		Caractérisation du composé 2 : 1 H RMN (400 MHz, CDCl 3, 25 ° C, 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 RMN du 13C (400 MHz, CDCl 3, 25 ° C, ppm) : 136,3, 130,5, 124,9, 124,3, 138,8, 118.8. 
		MS : m/z 342.1 (M +). 
		Point de fusion : 227-229 ° C.</li>
	</ol></li> <li>Synthèse du composé 3 (2, 8-dibromodibenzothiophene-5-dioxyde) 21 <ol><li>charger un un col avec une suspension de 2, 8-dibromodibenzothiophene (21,3 g, 60 mmol) ballon à fond rond de 500 mL et solution de peroxyde d’hydrogène (30 mL de 30 % (p/p) H 2 O) à reflux pendant 2 h sous atmosphère d’azote et d’acide acétique glacial (250 mL).</li>
		<li>Refroidir le mélange à la température ambiante et filtrer hors un précipité blanc.</li>
		<li>Laver trois fois avec 15 mL d’eau et ensuite 10 mL de méthanol, d’obtenir 19,3 g (85 %) de la poudre blanche. 
		Caractérisation du composé 3 : 1 H RMN (400 MHz, CDCl 3, 25 ° C, 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 RMN du 13C (400 MHz, CDCl 3, 25 ° C, ppm) : 133,3, 130,4, 129.1, 125,6, 124,8, 124,3. 
		MS : m/z 374,1 (M +). 
		Point de fusion : 360 à 362 ° C.</li>
	</ol></li> <li>Synthèse du composé 4 (2,8-bis(3,6-di-tert-butyl-9H-carbazol-9-yl)dibenzothiophene-S,S-dioxide) 22 <ol><li>à l’aide de ballon trois-cou 500 mL, dissoudre 2,8 - dibromodibenzothiophene-S, S-dioxyde (0,45 g, 1,2 mmol) et 3,6-di-tert-butyl-9H-carbazole (0,80 g, 2,86 mmol) dans le toluène anhydre (250 mL) et dégazer par barbotage d’azote pendant 15 min, avec un brassage vigoureux.</li>
		<li>Après cela, ajouter tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0) (0,025 g, 0,03 mmol) et 2-dicyclohexylphosphino-2 &#8242;, 4 &#8242;, 6 &#8242;-triisopropylbiphenyl (XPhos, 0,06 g, 0,12 mmol) au mélange réactionnel et dégazer la solution pendant 15 min. </li> <li>Ajouter tert-butylate de sodium (0,32 g, 0,834 mmol) et tert-butanol (6 mL) et dégazer le mélange pendant 15 min.</li>
		<li>Chaleur, la solution de réaction à 110 ° C sous atmosphère d’azote pour 18 h.</li>
		<li>Refroidir à température ambiante, ajouter de l’eau (150 mL) et extraire les produits biologiques dans le dichlorométhane (250 mL) et laver la couche organique deux fois avec 150 mL d’eau.</li>
		<li>Sécher la couche organique qui en résulte avec 15 g de sulfate de magnésium et retirer le solvant sous pression réduite pour obtenir le produit brut.</li>
		<li>Purifier la matière brute par chromatographie sur colonne (à l’aide d’un mélange de solvants comme un éluant : dichlorométhane : éther de pétrole 1:1 v/v) pour donner le composé 4 comme un solide blanc (0,58 g, 63 %). 
		Caractérisation du composé 4 : 1 H RMN (400 MHz, CDCl 3, 25 ° C, 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, Hz 1,9, 4 H), 7,40 (d, J = 8,6 Hz, 4 H), 1,45 (s, 36 H). 
		13 RMN du 13C (400 MHz, CDCl 3, 25 ° C, 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 +). 
		Point de fusion : 351-353 ° C.</li>
	</ol></li> <li>Synthèse du composé 5 (2,8-bis(10H-phenothiazin-10-yl)dibenzothiophene-S,S-dioxide) 23 <ol><li>Usiballon à fond rond trois-cou ng 250 mL, dissoudre 2, 8-dibromodibenzothiophene-S, S-dioxyde (0,67 g, 1,8 mmol) et phénothiazine (0,75 g, 3,77 mmol) dans le toluène anhydre (60 mL) et dégazer par barbotage d’azote pendant 15 min, avec un brassage vigoureux.</li>
		<li>Après cela, ajouter tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0) (0,11 g, 0,12 mmol) et 2-dicyclohexylphosphino-2 &#8242;, 4 &#8242;, 6 &#8242;-triisopropylbiphenyl (XPhos, 0,12 g, 0.23 mmol) au mélange réactionnel et dégazer la solution pendant 15 min. </li> <li>Ajouter tert-butylate de sodium (0,38 g, 3,94 mmol) et dégazer le mélange pour supplémentaire 15 min.</li>
		<li>Chaleur, la solution de réaction à 110 ° C sous atmosphère d’azote pour 18 h.</li>
		<li>Refroidir le mélange réactionnel à la température ambiante, ajouter de l’eau (150 mL) et extraire des produits biologiques en dichlorométhane (250 mL) et en outre laver deux fois avec 150 mL d’eau.</li>
		<li>Sec, la couche organique qui en résulte a été avec 15 g de sulfate de magnésium et enlever le solvant sous pression réduite pour donner le produit brut.</li>
		<li>Purifier le produit brut par chromatographie sur colonne (à l’aide de mélange de solvants comme un éluant : dichlorométhane : hexane 2:1 v/v) d’obtenir le composé 5 comme un solide blanc (0,9 g, 55 %). 
		Caractérisation du composé 5 : 1 H RMN (400 MHz, CDCl 3, 25 ° C, 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, Hz 1,3, 4 H), 7.02 (dd, J = 8.1, 1,3 Hz 4 H). 
		13 RMN du 13C (400 MHz, CDCl 3, 25 ° C, 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 +). 
		Point de fusion : 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>

Nous n’avons rien à divulguer.

Le but de cet article est de montrer la synthèse à grande échelle de matériaux organiques hautement efficaces (Figure 1) pour les applications OLED de matières premières disponibles dans le commerce. Dû au fait que les rapports précédents seulement décrivent la dernière étape de réaction de couplage croisé et se référer à certaines des publications périmées, nous rapportons la synthèse détaillée étape par étape de toutes les matières ainsi que leur pleine RMN et la spectrométrie de masse caractérisation pour la meilleure reproductibilité des expériences.
Les deux émetteurs portent le même noyau d’accepteur d’électron dibenzothiophène-5-dioxyde. La première étape dans la préparation du composé 3 (Figure 2) est la bromation de la molécule de dibenzothiophène disponibles dans le commerce. 20 la plus grande réaction échelle se produit pendant la nuit avec un rendement de 83 %. La résultante dibromés composé 2 peuvent être oxydés avec une solution de peroxyde d’hydrogène dans l’acide acétique glacial, cédant 19,3 g d’une poudre blanche après filtration et lavage. 21 3 composé a été utilisé dans la réaction de couplage croisé sans aucune purification plus poussée.
La différence dans les caractéristiques photophysiques entre le composé 4 et 5 se trouve dans les propriétés électrodonneurs des unités amine. Un des composés a unités périphériques carbazole alkylés tandis que l’autre a groupes phénothiazine. La molécule phénothiazine peut être achetée auprès de fournisseurs de produits chimiques et utilisée sans aucune modification. Toutefois, dans le cas du composé 4 groupes tert-butyle doivent être introduits dans l’anneau aromatique de l’unité de carbazole afin d’augmenter la solubilité dans les solvants organiques. Il a été signalé qu’en l’absence de groupes alkyles approprié, la solubilité du produit diminue, qui se traduit par un rendement de réaction significativement plus faible. 24 groupes alkyles peuvent être introduits dans chaque groupement phényle en utilisant une réaction de Friedel-Crafts entre chlorure de tert-butyle et 9-H-carbazole en présence de chlorure de zinc (II) dans le nitrométhane basé sur le mécanisme de substitution électrophile aromatique. 19 , il a été constaté que la pureté du produit obtenu n’est pas assez élevée et plusieurs sous-produits sont présents dans le mélange ; C’est pourquoi la poudre grise brut doit être en outre purifiée par chromatographie sur colonne, résultant dans l’isolement de 13,1 g du composé 1 récupéré sous forme de poudre blanche.
Les émetteurs TADF désirés 4 et 5 ont été synthétisés par des réactions de couplage croisé catalysée par du palladium carbone-azote à l’aide des procédures décrites précédemment littérature. 22 , 23 nous avons constaté que les quantités croissantes de produits de départ ne pas négativement influencer le rendement du produit souhaité, ce qui suggère que les nouvelles augmentations à l’échelle de réaction sont possibles. Composés de 4 et 5 peuvent être obtenues dans les 63 % et un rendement de 55 %, respectivement.
En conclusion, une orientation détaillée sur comment préparer des molécules organiques hautement efficaces pour électroluminescente applications, à partir de matériaux facilement disponibles, avec la possibilité d’intensifier la procédure tout synthétique a été démontrée. Grâce à ce travail, l’intention est que la synthèse à grande échelle de nombreux autres émetteurs TADF assurera une transition rapide de la technologie sur le banc de laboratoire pour des applications industrielles.

Dans les dernières décennies, les chercheurs ont étudié l’utilisation de molécules organiques et de leurs dérivés dans des diodes électroluminescentes organiques (OLED) depuis leur première introduction en 1987. 1 la découverte de l’électroluminescence (EL) a conduit à des matières organiques, trouver un large éventail d’applications dans l’affichage et l’éclairage. 2 un intérêt énorme dans la production de nouveaux composés organiques et d’étudier leurs propriétés photophysiques reposent sur les avantages des OLED sur les technologies actuelles ; surtout qu’ils sont plus économes en énergie et peut offrir les performances du dispositif supérieur tout en conservant la flexibilité élevée, faible épaisseur et légèreté. Néanmoins, en comparaison de l’inorganique des diodes électroluminescentes (del), OLEDs souffrent encore les inconvénients qui empêchent cette technologie de production commerciale à grande échelle, y compris les durées de vie plus courtes et faible efficacité. Jusqu'à récemment, la plupart des recherches s’inspire de première génération OLED et des émissions s’est appuyée sur la fluorescence des matières organiques. Dû au fait que fluorescence peut se produire qu’à partir de l’état singulet, l’efficacité maximale théorique quantique interne (mis) de l’appareil est seulement de 25 %. 3 , 4 , 5 en utilisant des complexes organiques contenant de métaux lourds (par exemple, Ir, Pt), chercheurs pourraient surmonter la barrière de l’efficacité de 25 % par les électrons des États le singulet et triplet de récolte par un processus de transition radiative. 6 , 7 , 8 l’efficacité théorique maximale de deuxième génération phosphorescents OLED (PHOLEDs) peuvent donc atteindre 100 %. 9 , 10 Nowadays, nombreux dispositifs OLED commerciaux utilisent des vert et rouge phosphorescente émettant des complexes organométalliques basés sur iridium. 11 même si ces matériaux s’est vu dans des écrans mobiles et autres applications électroniques, le coût du précurseur du heavy metal sels et leurs durées de vie courtes ont poussé les chercheurs à chercher des alternatives.
Il y a plusieurs objectifs qui doivent être réalisées pour la commercialisation généralisée de la technologie OLED, tels que la stabilité élevée, consommation d’énergie efficace et coût de production faible de l’appareil. Ces dernières années, il a été démontré que les émetteurs de fluorescence retardée thermiquement activées (TADF) peuvent être un substitut efficace aux matériaux PHOLED pour atteindre la même valeur de mis, avec ces matériaux, aujourd'hui considérés comme des matériaux OLED de troisième génération. 12 , 13 , 14 émetteurs TADF purement organiques peuvent être préparées en quelques étapes à partir des matières premières disponibles rendant la fabrication de dispositifs globaux commercialement attrayants sur le marché. À ce jour, plusieurs revues de la littérature complète couvrent tous les aspects de la synthèse de matériaux pour la fabrication de dispositifs. 15et16,17,18 le principal problème avec la préparation du matériel TADF est l’utilisation de catalyseurs contenant du Pd pour les réactions de couplage croisé. Afin de montrer le potentiel de préparation du matériel TADF une ampleur accrue. Nous avons mis à l’échelle-jusqu'à la synthèse des émetteurs TADF de matières pour les produits désirés, 4 et 5 (Figure 1). 22 , 23 ce protocole détaillé est destiné à aider les nouveaux praticiens dans le domaine de comprendre les informations associées à la synthèse de matériaux TADF.

<table><tbody><tr><td>2-Chloro-2-méthylpropane, 99+ %</td><td>Sigma Aldrich</td><td>19780</td><td></td></tr><tr><td>2-Dicyclohexylphosphino-2&prime ;,4&prime ;,6&prime ;-triisopropylbiphényle (XPhos), 97 %</td><td>Sigma Aldrich</td><td>638064</td><td></td></tr><tr><td>9-H-carbazole sensible à l’air, 95 %</td> <td>Alfa Aesar</td><td>A11448</td> Brome <td>sensible à l’air</td></tr><tr><td>, 99,5</td> % <td>Fisher</td><td>10452553</td><td>Hautement toxique</td></tr><tr><td>Chloroforme, anhydre, 99 %</td><td>Sigma Aldrich</td><td>288306</td><td></td></tr><tr><td>Dibenzothiophène, 98 %</td> <td>Sigma Aldrich</td><td>D32202</td><td></td></tr><tr><td>Dichlorométhane, anhydre, 99,8 %</td><td>Sigma Aldrich</td><td>270997</td><td></td></tr><tr><td>Acide acétique glacial, 99,7+ %</td><td>Alfa Aesar</td><td>36289</td><td>Corrosif pour la peau</td></tr><tr><td>Hexane, anhydre, 95</td> %<td>Sigma Aldrich</td><td>296090</td><td></td></tr><tr><td>Solution de peroxyde d’hydrogène (30 % (p/p) dans H2O)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>H1009</td><td>Corrosif pour la peau</td></tr><tr><td>Sulfate de magnésium, 99,5 %</td><td>Alfa Aesar</td><td>33337</td><td></td></tr><tr><td>Nitrométhane, 98+ %</td><td>Alfa Aesar</td><td>A11806</td><td>Phénothiazine hautement explosive</td></tr><tr><td>, 98+ %</td><td>Alfa Aesar</td><td>A12517</td><td></td></tr><tr><td>Tert-butoxyde de sodium</td> sensible à l’air, 97 %<td>Sigma Aldrich</td><td>359270</td><td></td></tr><tr><td>Tert-butanol, anhydre, 99,5 %</td><td>Sigma Aldrich</td><td>471712</td><td></td></tr><tr><td>Toluène, anhydre, 99,8 %</td><td>Sigma Aldrich</td><td>244511</td><td></td></tr><tr><td>Tris(dibenzylidèneacétone) dipalladium(0), 21,5 % min</td><td>Alfa Aesar</td><td>12760-03</td> Chlorure de zinc (II) <td>sensible à l’air</td></tr><tr><td>, anhydre, 98+ %</td><td>Alfa Aesar</td><td>A16281</td><td></td></tr></tbody></table>

synthèse chimique intensification des émetteurs de fluorescence retardée thermiquement activées basé sur le core dibenzothiophène-s, s-dioxyde

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

Nous rapportons une procédure pour intensifier linéairement la synthèse de 2, 8-bis (3,6-di-tert-butyl-9H-carbazol-9-yl) dibenzothiophène-S, S-dioxyde (composé de 4) et dibenzothiophène 2,8-bis(10H-phenothiazin-10-yl)-S, S-dioxyde (composé 5) à l’aide Conditions de réaction de couplage croisé de Buchwald-Hartwig. En outre, nous démontrons une synthèse de grande échelle de toutes les matières de départ non commercialement disponibles qui sont requises pour la réaction de couplage croisé amination. Dans le présent article, nous fournissons les modalités synthétiques pour tous les composés décrits, aux côtés de leur caractérisation spectrale. Cet ouvrage montre la possibilité de produire des molécules organiques pour applications opto-électroniques sur une grande échelle, ce qui facilite leur mise en œuvre dans des dispositifs de monde réel.

Les structures chimiques des émetteurs TADF finales (Figure 1) sont marqués en bleus pour les groupes et les rouges pour le noyau électroattracteurs électrodonneurs. Un dérivé de carbazole alkylés et dibromés dibenzothiopene-S, molécule d’accepteur S-dioxyde peut être préparé à partir de matières premières bon marchés (Figure 2). Les produits finis peuvent être préparés par une version à grande échelle de la réaction de couplage croisé catalysée par Pd amination (Figure 3).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56501/56501fig1.jpg"> 
Figure 1 . Structures chimiques des émetteurs de fluorescence retardée thermiquement activées basés sur le noyau d’accepteur électronique 2,8-dibenzothiophène-5-dioxyde (indiqué en rouge) portant des moitiés de 3,6-di-tert-butyl-9H-carbazol-9-yl et de 10H-phenothiazin-10-yl donneur de composé de 4 et composé de 5 respectivement. Les groupes électrodonneurs sont affichés en bleu. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56501/56501fig1large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56501/56501fig2.jpg"> 
Figure 2 . Voies de réaction chimique pour préparer des 3,6-di-tert-butyl-9H-carbazole (composé 1) par alkylation de 9-H-carbazole et 2,8-dibromodibenzothiophene-5-dioxide (composé 3) en deux étapes à partir de dibenzothiophène disponible dans le commerce. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56501/56501fig2large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56501/56501fig3.jpg"> 
Figure 3 . Buchwald-Hartwig cross entre 2,8-dibromodibenzothiophene-5-dioxyde (composé 3) et une amine secondaire correspondante, les réactions de couplage pour produire des composés 4 et 5. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56501/56501fig3large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>

Synthèse d’intensification des émetteurs très efficace thermiquement activées fluorescence retardée est décrite dans l’article présenté.

Synthèse chimique intensification des émetteurs de Fluorescence retardée thermiquement activées basé sur le Core dibenzothiophène-S, S-dioxyde

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 ...

L’objectif global de cette procédure est la synthèse chimique de matériaux organiques hautement efficaces pour des applications de diodes électroluminescentes organiques, à partir de matériaux de départ disponibles dans le commerce. Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés dans l’électronique organique, mais l’utilisation de la famille a déclenché une floraison retardée et des applications d’éclairage. Et l’un des avantages de cette technique est qu’elle utilise des matériaux régulièrement disponibles et qu’elle est accessible aux chercheurs peu expérimentés en chimie organique de synthèse.Oleh Vybornyi, doctorant du groupe de recherche Schibello et membre de l’excellent projet, fera la démonstration de la procédure. Pour commencer la synthèse du composé 4 dans une fiole à trois cols à fond rond, dissolvez 0,80 gramme du composé 1 et 0,45 gramme du composé 3 dans 250 millilitres de tellurite anhydre. Ouvrez une source d’azote et connectez-vous à la fiole de réaction.Ensuite, ouvrez la valve d’azote et placez une aiguille dans la solution. Dégazez le mélange en faisant bouillonner de l’azote gazeux à travers le mélange pendant 15 minutes tout en remuant vigoureusement. Ajoutez 0,025 gramme de palladium DBA et 0,06 gramme de Xfos.Et dégazez le mélange pendant encore 15 minutes, tout en remuant. Il s’agissait d’un travail en dents de scie avec la procédure comme l’ajout du catalyseur au palladium et du Xfos suivi d’un dégazage pendant 15 minutes. Cela doit être fait rapidement, pour éviter la dégradation des produits chimiques et de la station biologique d’arc.Ensuite, ajoutez 0,32 gramme de turputoxyde de sodium et six millilitres de tert-butanol et dégazez le mélange pendant 15 minutes. Ensuite, mettez le mélange sous une atmosphère d’azote. Remuez le mélange réactionnel dégazé pendant 18 heures à 110 degrés Celsius.Vérifiez la fin de la réaction en regardant la solution avec une lampe UV. Une fois terminée, la solution doit s’allumer avec une lumière bleue. Ensuite, laissez le mélange refroidir à température ambiante.Diluez le mélange avec 150 millilitres d’eau et extrayez le produit en 250 millilitres de DCM. Vérifiez la séparation des couches organiques et aqueuses en regardant avec une lampe UV. La couche organique doit briller d’une lumière verte.Lavez la couche organique avec 150 millilitres d’eau, deux fois. Séchez la couche organique sur 15 grammes de sulfate de magnésium. Filtrez le mélange de produit et retirez le solvant sous vide.Dissoudre le résidu dans un mélange un à un en volume de DCM et d’éther de pétrole. Purifier le produit brut par chromatographie sur colonne. Pour faciliter la purification, utilisez une lampe UV.La solution du composé doit briller d’une lumière verte brillante. Éliminer les substances volatiles sous vide pour obtenir le composé 4 sous forme de solide blanc. Le composé résultant doit briller d’une lumière bleue, sous l’UV d’un rayonnement.Pour commencer à synthétiser le composé 5 dans une fiole à fond rond à trois cols de 250 millilitres, dissolvez 0,67 gramme de composé 3 et 0,75 gramme de phénothiazine dans 60 millilitres de toluène anhydre. Dégazez le mélange, en faisant bouillonner l’azote gazeux pendant 15 minutes tout en remuant vigoureusement. Ensuite, ajoutez 0,11 gramme de Palladium DBA et 0,12 gramme de Xfos.Et dégazez le mélange pendant 15 minutes. Ajoutez 0,38 gramme de tert butoxyde de sodium et dégazez le mélange pendant encore 15 minutes. Ensuite, sous une atmosphère d’azote, agitez le mélange réactionnel pendant 18 heures à 110 degrés Celsius.Laisser refroidir le mélange à température ambiante. Diluez le mélange avec 150 millilitres d’eau. Extrayez le produit dans 250 millilitres de DCM et lavez-le avec deux portions de 150 millilitres d’eau.Séchez la couche organique sur 15 grammes de sulfate de magnésium. Et filtrez le mélange. Retirez le solvant sous vide.Et dissoudre le produit brut dans un mélange de deux à un en volume de DCM et d’hexanes. Purifiez le composé avec la chromatographie sur colonne et éliminez les substances volatiles pour obtenir le composé 5 sous la forme d’un solide blanc, qui brille d’une lumière verte sous le rayonnement UV. La solution de toluène a une luminescence orange, due au solvatochromisme.Deux émetteurs TADF ont été préparés par une réaction de couplage croisé amination catalysée par le palladium. Le composé 4 a été obtenu avec un rendement de 63 % et le composé 5 a été obtenu avec un rendement de 55 %. L’augmentation des quantités de matériaux de départ n’a pas eu d’impact négatif sur les rendements, ce qui suggère que les réactions peuvent être réalisées à une échelle encore plus grande.La différence de propriétés photophysiques entre les composés est attribuée aux différentes propriétés des groupes donneurs d’électrons. Les groupes Alko sont introduits dans les unités carbazole utilisées dans le composé 4 pour améliorer la solubilité du composé dans les solvants organiques. La synthèse du composé 5 utilise la phénothiazine disponible dans le commerce sans modifications.Après son développement, cette technique a ouvert la voie aux secteurs non chimiques de l’optoélectronique pour se familiariser avec la préparation de ces émetteurs TADF. Ce qui pourrait les aider à étudier les applications potentielles de l’éclairage pour ces composés. Une fois rassemblée, la réaction peut être mise en place en une heure si elle est effectuée correctement.L’isolement du produit doit prendre trois heures. Suite à cette procédure, d’autres réactions de couplage croisé catalysées par le palladium peuvent être effectuées pour répondre à des questions supplémentaires sur les capteurs des émetteurs TADF. Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne idée de la façon d’obtenir et de purifier les émetteurs TADF pour une étude plus approfondie.Lors de cette procédure, n’oubliez pas de peser soigneusement les matériaux de départ et de dégazer correctement le mélange réactionnel. N’oubliez pas que travailler avec des produits chimiques peut être extrêmement dangereux. N’oubliez pas de suivre toutes les règles de sécurité appropriées.Y compris l’utilisation d’une tête de fumée et d’un équipement de protection individuelle lors de l’exécution de cette procédure.

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

Research

Recherche

JoVE Journal

Chemistry

Chimie

Nous présentons les principes de mesures d'oxygène par trempe phosphorescence et la conception de la révision à base de porphyrine nanocapteurs dendritiques pour l'imagerie d'oxygène dans les systèmes biologiques.

Synthèse et d&#39;étalonnage des nanosondes phosphorescent pour l&#39;imagerie oxygène dans les systèmes biologiques

Nous décrivons la préparation de points quantiques colloïdaux dont la taille hydrodynamique réduit au minimum pour l'imagerie de fluorescence de molécules uniques. Par rapport aux points quantiques, ces nanoparticules ont une taille similaire à des protéines globulaires et sont optimisés pour une seule molécule de la luminosité, de la stabilité contre la photodégradation et la résistance à la liaison non spécifique des protéines et des cellules.

Compact points quantiques pour une seule molécule d&#39;imagerie

Assistée par micro-déshydrogénation intramoléculaire de Diels-Alder (DA) réactions fournir un accès concis cyclopenta fonctionnalisé...

Assistée par micro-déshydrogénation intramoléculaire de Diels-Alder pour la synthèse des naphtalènes fonctionnalisés / Colorants solvatochromes

Dans ce protocole, la synthèse de points quantiques InP/ZnS (QD) sans Cd est détaillée. Les QD à base d’InP gagnent en popularité en raison de la toxicité des ions Cd2+ qui peuvent être libérés par la dégradation des nanoparticules. Après synthèse, les QD sont solubilisés dans l’eau à l’aide d’un polymère amphiphile pour une utilisation dans des applications biomédicales.

Synthèse de Cd sans InP / ZnS Quantum Dots Convient pour des applications biomédicales

Un protocole pour la synthèse et la caractérisation du mouvement diffusif de polymères cycliques au niveau molécule unique est présenté.

Synthèse des polymères cycliques et caractérisation de leur mouvement Diffusive dans l&#39;État Melt à la molécule unique Level

Nous présentons ici une méthode de la caractérisation spectroscopique de molécules organiques par spectroscopie résolue en temps photoluminescence sur l’échelle de temps de nanoseconde-à-milliseconde dans des conditions sans oxygène. Méthodes pour enlever efficacement l’oxygène des échantillons et, ainsi, limiter la luminescence trempe sont également décrites.

Résolution temporelle des composés organiques Photophysiques caractérisation du Triplet-récolte à un sans oxygène environnement utilisant un iCCD caméra

Nous présentons un protocole pour la construction des thioéthers/vinyle sulfure-tethered hélicoïdales peptides utilisant photoinduit thiol-ene/thiol-yne hydrothiolation.

Construction de Thiol-ene/yne hélicoïdale Peptides Via photoinduit thioéther/sulfure de vinyle-attaché Hydrothiolation

Ici, nous présentons une synthèse one-pot, sans transition-métal des thiols et thioesters d’halogénures aromatiques et thiométhylate de sodium, suivi par l’élaboration de monocristaux d’un réseau de métal-dithiolène à l’aide d’espèces de thiol généré in situ de thioester plus stable et plus docile.

Synthèse d’un bloc de construction de Thiol pour la cristallisation d’un cadre de métal Gyroidal soufre semiconductrices

La réaction de condensation de Claisen-Schmidt est une méthodologie importante pour la génération de composés aromatiques bicycliques conjugués pontés par la méthine. En utilisant une variante à médiation de base de la réaction aldol, une gamme de molécules fluorescentes et/ou biologiquement pertinentes peut être accessible par une approche synthétique généralement peu coûteuse et opérationnellement simple.

Synthèse de fluorophores de pyrazole, d’imidazole et de dipyrrinone isoindolone dépendant du pH à l’aide d’une approche de condensation de Claisen-Schmidt

Ce protocole décrit la fabrication et la caractérisation d’un nanoassemblage promédicament-colorant photosensible. La méthodologie de libération des nanoparticules par désassemblage déclenché par la lumière, y compris la configuration d’irradiation par la lumière, est explicitement décrite. Les médicaments libérés par les nanoparticules après irradiation lumineuse ont montré d’excellents effets anti-prolifération sur les cellules tumorales colorectales humaines.

Préparation et photoactivation faciles de nanoassemblages promédicament-colorant

Les dispositifs à diodes électroluminescentes organiques (OLED) offrent une qualité d’affichage supérieure avec un meilleur contraste tout en proposant des avantages environnementaux en réduisant la consommation d’énergie. Ici, une stratégie simple pour la fabrication de dispositifs OLED traités en solution est présentée de manière séquentielle.

Guide étape par étape pour l’exploitation de diodes électroluminescentes organiques par dispositif traité en solution Fabrication d’un émetteur TADF

Apprenez la synthèse de composés TADF par couplage catalytique au palladium pour l'électronique organique. Cette méthode efficace utilise des matériaux commerciaux et donne des rendements de 63% et 55%.

Synthèse chimique intensification des émetteurs de Fluorescence retardée thermiquement activées basé sur le Core dibenzothiophène-S, S-dioxyde (Vidéo) | JoVE Journal

Synthèse chimique intensification des émetteurs de Fluorescence retardée thermiquement activées basé sur le Core dibenzothiophène-S, S-dioxyde

Explorer plus de vidéos