Sintesi chimica di scale-up di emettitori di fluorescenza ritardata termicamente attivato basata sul Core dibenzotiofene-S, S-diossido

L'obiettivo generale di questa procedura è la sintesi chimica di materiali organici altamente efficienti per applicazioni di diodi organici a emissione di luce, da materiali di partenza disponibili in commercio. Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave nell'elettronica organica, ma nell'uso della florescenza ritardata attivata in famiglia e nelle applicazioni di illuminazione. E un vantaggio di questa tecnica è che utilizza materiali regolarmente disponibili ed è accessibile ai ricercatori con poca esperienza in chimica organica sintetica.

A dimostrare la procedura sarà Oleh Vybornyi, dottorando del Gruppo di Ricerca Schibello e membro dell'eccellente progetto. Per iniziare la sintesi del Composto 4 in un pallone a fondo tondo a tre colli, sciogliere 0,80 grammi di Composto 1 e 0,45 grammi di Composto 3 in 250 millilitri di Tellurite Anidra. Aprire una fonte di azoto e collegarla al pallone di reazione.

Quindi, aprire la valvola dell'azoto e inserire un ago nella soluzione. Degassare la miscela facendo gorgogliare l'azoto gassoso attraverso la miscela per 15 minuti mescolando energicamente. Aggiungere 0,025 grammi di Palladio DBA e 0,06 grammi di Xfos.

E degassare il composto per altri 15 minuti, mescolando. È stato tagliato e vai con la procedura come l'aggiunta del catalizzatore al palladio e l'Xfos seguito da degasaggio per 15 minuti. Questo deve essere fatto rapidamente, per evitare la degradazione delle sostanze chimiche e della biostazione ad arco.

Successivamente, aggiungere 0,32 grammi di turputossido di sodio e sei millilitri di terz-butanolo e degassare la miscela per 15 minuti. Quindi, mettere la miscela in un'atmosfera di azoto. Mescolare la miscela di reazione degassata per 18 ore a 110 gradi Celsius.

Verificare il completamento della reazione osservando la soluzione con una lampada UV. Una volta completata, la soluzione dovrebbe illuminarsi di una luce blu. Quindi, lasciare raffreddare il composto a temperatura ambiente.

Diluire la miscela con 150 millilitri di acqua ed estrarre il prodotto in 250 millilitri di DCM. Controllare la separazione degli strati organici e acquosi osservando con una lampada UV. Lo strato organico dovrebbe brillare con una luce verde.

Lavare lo strato organico con 150 millilitri di acqua, due volte. Asciugare lo strato organico con oltre 15 grammi di solfato di magnesio. Filtrare la miscela di prodotto e rimuovere il solvente sotto vuoto.

Sciogliere il residuo in una miscela uno a uno in volume di DCM ed etere di petrolio. Purificare il prodotto grezzo mediante cromatografia su colonna. Per una purificazione più semplice, utilizzare una lampada UV.

La soluzione del composto dovrebbe brillare di una luce verde brillante. Rimuovere i volatili sotto vuoto per ottenere il composto 4 come solido bianco. Il composto risultante deve brillare di una luce blu, sotto i raggi UV una radiazione.

Per iniziare a sintetizzare il Composto 5 in un pallone a fondo tondo a tre colli da 250 millilitri, sciogliere 0,67 grammi di Composto 3 e 0,75 grammi di Fenotiazina in 60 millilitri di Toluene anidro. Degassare la miscela, facendo bollire l'azoto gassoso per 15 minuti mescolando energicamente. Quindi, aggiungi 0,11 grammi di Palladio DBA e 0,12 grammi di Xfos.

E degassare la miscela per 15 minuti. Aggiungere 0,38 grammi di sodio tert butossido e degassare la miscela per altri 15 minuti. Quindi, in un'atmosfera di azoto, mescolare la miscela di reazione per 18 ore a 110 gradi Celsius.

Lasciare raffreddare il composto a temperatura ambiente. Diluire la miscela con 150 millilitri di acqua. Estrarre il prodotto in 250 millilitri di DCM e lavare con due porzioni di acqua da 150 millilitri.

Asciugare lo strato organico con oltre 15 grammi di solfato di magnesio. E filtrare il composto. Rimuovere il solvente sotto vuoto.

E sciogliere il prodotto grezzo in una miscela due a uno in volume di DCM ed esani. Purificare il composto con la cromatografia su colonna e rimuovere i volatili per ottenere il composto 5 come un solido bianco, che si illumina di luce verde sotto la radiazione UV. La soluzione di toluene ha una luminescenza arancione, dovuta al solvatocromismo.

Due emettitori TADF sono stati preparati mediante una reazione di accoppiamento incrociato dell'ammininazione catalizzata dal palladio. Il composto 4 è stato ottenuto con una resa del 63% e il composto 5 è stato ottenuto con una resa del 55%. L'aumento della quantità di materiali di partenza non ha avuto un impatto negativo sulle rese, suggerendo che le reazioni possono essere effettuate su scala ancora più ampia.

La differenza nelle proprietà fotofisiche tra i composti è attribuita alle diverse proprietà dei gruppi donatori di elettroni. I gruppi Alko vengono introdotti nelle unità carbazoliche utilizzate nel Composto 4 per migliorare la solubilità del composto nei solventi organici. La sintesi del Composto 5 utilizza la Fenotiazina disponibile in commercio senza modifiche.

Dopo il suo sviluppo, questa tecnica ha aperto la strada ai settori non chimici dell'optoelettronica per familiarizzare con la preparazione di questi emettitori TADF. Il che potrebbe aiutarli a studiare le potenziali applicazioni di illuminazione per questi composti. Una volta raccolta, la reazione può essere impostata in un'ora se eseguita correttamente.

L'isolamento del prodotto dovrebbe richiedere tre ore. Seguendo questa procedura, è possibile eseguire altre reazioni di accoppiamento incrociato catalizzate con palladio per rispondere a ulteriori domande sui sensori degli emettitori TADF. Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona idea di come ottenere e purificare gli emettitori TADF per ulteriori studi.

Durante il tentativo di questa procedura, ricordarsi di pesare attentamente i materiali di partenza e di degassare correttamente la miscela di reazione. Non dimenticare che lavorare con sostanze chimiche può essere estremamente pericoloso. Ricordati di seguire tutte le regole di sicurezza appropriate.

Compreso l'uso di una testa fumi e di dispositivi di protezione individuale durante l'esecuzione di questa procedura.