Name: Scale-up chemische synthese van thermisch-geactiveerde vertraagde fluorescentie Emitters gebaseerd op de kern van de Dibenzothiophene-S, S-Dioxide (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-10-24T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 51 s
Description: Leer de schaalbare chemische synthese van TADF-emitters voor organische licht-emitterende diodes met behulp van palladium-gekatalyseerde koppelingsreacties. Deze methode is toegankelijk voor onderzoekers met beperkte ervaring in synthetische organische chemie.

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

Dit onderzoek heeft ontvangen financiering vanuit de Europese Unie Horizon 2020 onderzoek en innovatie programma uit hoofde van het Marie Skłodowska-Curie-subsidieovereenkomst H2020-MSCA-ITN-2015/674990 project "EXCILIGHT". De Royal Society Bedankt PJS voor een Wolfson onderzoek Merit Award.

Let op: Controleer alle relevante veiligheidsinformatiebladen (MSDS) voorafgaand aan het gebruik. Verscheidene van de chemicaliën die worden gebruikt in de synthese zijn zeer giftig en kankerverwekkend. Wanneer u werkt met silica gel, moet een beschermende respiratoire masker gedragen worden om te voorkomen dat deeltje inhalation. Houd u aan alle passende veiligheidsvoorschriften bij het uitvoeren van een chemische reactie, met inbegrip van het gebruik van technische controles (zuurkast) en persoonlijke beschermingsmiddelen (veiligheidsbril, handschoenen, laboratoriumjas, volledige lengte broek, gesloten-teen schoenen).
 alle reagentia en de oplosmiddelen commercieel werden aangekocht en werden gebruikt zonder enige verdere zuivering. 1 H en 13 C-NMR-spectra werden opgenomen op een 400 MHz NMR spectrometer CDCl 3 gebruiken als het oplosmiddel. Proton NMR chemische shifts zijn gerapporteerd als δ waarden in ppm ten opzichte van Halfzwaar oplosmiddelen: CDCl 3 (7,26). Gegevens als volgt worden gepresenteerd: chemische verschuiving, multipliciteit en het koppelen van constant(s) (J) zijn in Hz. flavorgroep worden gerapporteerd over het bereik (in ppm) zij verscheen. Koolstof NMR-gegevens werden verzameld ten opzichte van het desbetreffende oplosmiddel signalen CDCl 3 (77.16). Smeltpunten werden gemeten met behulp van een apparaat smeltpunt. Matrix geassisteerde laser desorptie ionisatie-time-of-flight (MALDI-TOF) massaspectrometrie werden uitgevoerd op een Shimadzu Axima-CFR spectrometer (massa bereik 1-150 000 bijvangsten Da).
 1. synthese van de gemelde stoffen <ol><li>synthese van samengestelde 1 (3,6-di-tert-butyl-9H-carbazole) 19 <ol><li>500 mL drie-nek met ronde bodem kolf, ontbinden 9 - H-carbazole (10,0 g, 60 mmol) in nitromethaan (300 mL) onder een atmosfeer van stikstof. Dan, voeg (II) zinkchloride (24,3 g, 180 mmol) aan deze oplossing.</li>
		<li>Giet 2-chloro-2-methylpropane (19.5 mL, 180 mmol) in de trechter van de toevoeging 100 mL en voeg ontkleuring onder krachtig roeren.</li>
		<li>Roer het resulterende mengsel bij kamertemperatuur voor 6 h.</li>
		<li>Toezicht op de voltooiing van de reactie van Dunnelaagchromatografie (TLC), met behulp van dichloormethaan: hexaan 1:1 v/v als een eluens mengsel. Voeg 100 mL water te neutraliseren de oplossing na de consumptie van 9-H-carbazole,.</li>
		<li>Pak het product driemaal met 150 mL dichloormethaan telkens. Scheiden van de organische laag van de waterige laag en bovendien spoel tweemaal met 150 mL water.
		<ol><li>De resulterende organische laag met 15 g magnesiumsulfaat droog en verdampen de oplosmiddelen onder verlaagde druk te verkrijgen van een grijze poeder.</li>
		</ol></li> <li>Zuiveren het residu door kolom-chromatografie met behulp van dichloormethaan: hexaan 1:1 v/v oplosmiddel mengsel als een eluens geboden 13.1 g (79%) van samengestelde 1 als een wit poeder. 
		Samengestelde karakterisering van 1: 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3, 25 ° C, 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, 18u). 
		13 C-NMR (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 +). 
		Smeltpunt: 233-235 ° C.</li>
	</ol></li> <li>Synthese van samengestelde 2 (2,8-dibromodibenzothiophene) 20 <ol><li>dibenzothiophene (15,0 g, 81.3 mmol) met behulp van een 500 mL drie-nek Rondbodemkolf, ontbinden in chloroform (100 mL) onder stikstof sfeer. Voeg vervolgens toe dropwise Broom (9,3 mL, 180 mmol) bij 0 ° C onder krachtig roeren.</li>
		<li>Na volledige toevoeging van broom, verhogen de temperatuur tot kamertemperatuur en roer het reactiemengsel voor 18 h.</li>
		<li>Filter uit de resulterende witte neerslag en herhaaldelijk wassen met 50 mL water en vervolgens met 15 mL methanol te isoleren van 2,8-dibromodibenzothiophene in een rendement van 23 g (83%) als een wit poeder. 
		Karakterisering van de samengestelde 2: 1 H NMR (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, 2U). 
		13 C-NMR (400 MHz, CDCl 3, 25 ° C, ppm): 138.8, 136.3, 130,5, 124.9, 124.3, 118.8. 
		MS: m/z 342.1 (M +). 
		Smeltpunt: 227-229 ° C.</li>
	</ol></li> <li>Synthese van samengestelde 3 (2,8-dibromodibenzothiophene-5-dioxide) 21 <ol><li>laden een 500 mL één-nek ronde onderkant kolf met een suspensie van 2,8-dibromodibenzothiophene (21.3 g, 60 mmol) en waterstofperoxide-oplossing (30 mL van 30% (m/m) in H 2 O) in ijsazijn (250 mL) en laat het gedurende 2 uur onder een atmosfeer van stikstof.</li>
		<li>Het resulterende mengsel tot kamertemperatuur afkoelen, en filter van een witte neerslag.</li>
		<li>Spoel driemaal met 15 mL water en vervolgens 10 mL van methanol, verkrijgen van 19.3 g (85%) van het witte poeder. 
		Samengestelde 3 karakterisering: 1 H NMR (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, 2U). 
		13 C-NMR (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 +). 
		Smeltpunt: 360-362 ° C.</li>
	</ol></li> <li>Synthese van samengestelde 4 (2,8-bis(3,6-di-tert-butyl-9H-carbazol-9-yl)dibenzothiophene-S,S-dioxide) 22 <ol><li>met behulp van 500 mL drie-nek Rondbodemkolf, ontbinden 2,8 - dibromodibenzothiophene-S, S-dioxide (0,45 g, 1.2 mmol) en 3,6-di-tert-butyl-9H-carbazole (0,80 g, 2.86 mmol) in watervrij tolueen (250 mL) en ontgas door borrelen door stikstof gedurende 15 minuten onder krachtig roeren.</li>
		<li>Hierna toevoegen tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0) (0,025 g, 0.03 mmol) en 2-dicyclohexylphosphino-2 &#8242;, 4 &#8242;, 6 &#8242;-triisopropylbiphenyl (XPhos, 0.06 g, 0,12 mmol) aan het reactiemengsel en ontgas de oplossing voor een ander 15 min. </li> <li>Voeg natrium-tert-butoxide (0.32 g, 0.834 mmol) en tert-butanol (6 mL) en ontgas het resulterende mengsel gedurende 15 minuten</li>
		<li>Warmte de reactie-oplossing bij 110 ° C onder stikstof atmosfeer voor 18 h.</li>
		<li>Afkoelen tot kamertemperatuur, voeg water (150 mL) en haal de biologische producten in dichloormethaan (250 mL) en wassen van de organische laag tweemaal met 150 mL water.</li>
		<li>Droog de resulterende organische laag met 15 g magnesiumsulfaat en verwijder het oplosmiddel onder verlaagde druk te verkrijgen van het ruwe product.</li>
		<li>Zuiveren het ruwe materiaal door kolom-chromatografie (met behulp van een mengsel van oplosmiddelen als een eluens: dichloormethaan: aardolie ether 1:1 v/v) samengestelde 4 opleveren als een witte vaste stof (0.58 g, 63%). 
		Karakterisering van de Compound 4: 1 H NMR (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, 1.9 Hz, 4 H), 7,40 (d, J = 8.6 Hz, 4 H), 1.45 (s, 36 H). 
		13 C-NMR (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 +). 
		Smeltpunt: 351-353 ° C.</li>
	</ol></li> <li>Synthese van samengestelde 5 (2,8-bis(10H-phenothiazin-10-yl)dibenzothiophene-S,S-dioxide) 23 <ol><li>Using 250 mL drie-nek Rondbodemkolf, los 2,8-dibromodibenzothiophene-S, S-dioxide (0,67 g, 1,8 mmol) en fenothiazinering (0,75 g, 3,77 mmol) in watervrij tolueen (60 mL) en ontgas door borrelen door stikstof gedurende 15 minuten onder krachtig roeren.</li>
		<li>Hierna toevoegen tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0) (0.11 g, 0,12 mmol) en 2-dicyclohexylphosphino-2 &#8242;, 4 &#8242;, 6 &#8242;-triisopropylbiphenyl (0,12 g, XPhos, 0,23 mmol) aan het reactiemengsel en ontgas de oplossing voor een ander 15 min. </li> <li>Toevoegen van natrium-tert-butoxide (0.38 g, 3.94 mmol) en ontgas het resulterende mengsel voor extra 15 min.</li>
		<li>Warmte de reactie-oplossing tot 110 ° C in een atmosfeer van stikstof voor 18 h.</li>
		<li>Cool-down het reactiemengsel kamertemperatuur, voeg water (150 mL) en uitpakken van biologische producten in dichloormethaan (250 mL) en daarnaast spoel tweemaal met 150 mL water.</li>
		<li>Droog de resulterende organische laag met 15 g magnesiumsulfaat en verwijder het oplosmiddel onder verlaagde druk was te geven van het ruwe product.</li>
		<li>Zuiveren het ruwe product door kolom-chromatografie (met behulp van oplosmiddelen mengsel als een eluens: dichloormethaan: hexaan 2:1 v/v) te verkrijgen van samengestelde 5 als een witte vaste stof (0.9 g, 55%). 
		Karakterisering van de Compound 5: 1 H NMR (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, 1,3 Hz, 4 H), 7.02 (dd, J = 8.1, 1,3 Hz 4 H). 
		13 C-NMR (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 +). 
		Smeltpunt: 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>

Wij hebben niets te onthullen.

Het doel van deze paper is te laten zien van de grootschalige synthese van hoogefficiënte organische materialen (figuur 1) voor OLED toepassingen van verkrijgbare grondstoffen. Wijten aan het feit dat vorige verslagen alleen de laatste reactiestap van de Kruis-koppeling beschrijven en naar enkele van de verouderde publicaties verwijzen, rapporteren we de gedetailleerde stapsgewijze synthese van alle materialen die samen met hun volledige NMR en massa-spectrometrie karakterisatie voor betere reproduceerbaarheid van de experimenten.
Beide vervuilers dragen dezelfde dibenzothiophene-5-dioxide elektron acceptor kern. De eerste stap in de voorbereiding van samengestelde 3 (figuur 2) is de Bromering van het molecuul verkrijgbare dibenzothiophene. 20 de grotere schaal reactie treedt 's nachts op met een rendement van 83%. De resulterende dibrominated samengestelde 2 kan verder worden geoxideerd met een oplossing van waterstofperoxide in ijsazijn, opbrengst van 19.3 g een wit poeder na filtratie en wassen. 21 samengestelde 3 werd gebruikt in de reactie van de Kruis-koppeling zonder enige verdere zuivering.
Het verschil in fotofysische eigenschappen tussen de samengestelde 4 en 5 ligt in het doneren van elektron eigenschappen van de amine-eenheden. Een van de verbindingen heeft perifere Gealkyleerde carbazole eenheden, terwijl de andere fenothiazinering groepen. Het molecuul fenothiazinering kan worden gekocht van chemische leveranciers en zonder wijzigingen gebruikt. Nochtans, in het geval van samengestelde 4 tert-butyl-groepen moeten worden ingevoerd op de aromatische ring van de carbazole eenheid teneinde oplosbaarheid in organische oplosmiddelen. Het was gemeld dat bij gebrek aan geschikte alkyl groepen, de oplosbaarheid van het product daalt, wat resulteert in een aanzienlijk lagere reactie opbrengst. 24 alkyl-groepen kunnen worden ingevoerd in elke fenyl-ring met behulp van een Friedel-Crafts reactie tussen tert-butyl chloride en 9-H-carbazole in aanwezigheid van zinkchloride (II) in nitromethaan gebaseerd op het mechanisme van de elektrofiele aromatische substitutie. 19 werd vastgesteld dat de puurheid van het resulterende product niet hoog genoeg is en enkele bijproducten aanwezig in het mengsel zijn; Daarom moet het ruwe grijze poeder bovendien gezuiverd worden door kolom-chromatografie resulterend in isolatie van 13.1 g van samengestelde 1 hersteld als een wit poeder.
De gewenste TADF stralers 4 en 5 waren gesynthetiseerd via palladium-gekatalyseerde koolstof-stikstof Kruis-koppeling reacties met behulp van de eerder beschreven literatuur procedures. 22 , 23 vonden we dat verhoging van de middelen van de grondstoffen niet negatief doet beïnvloeden het rendement van het gewenste product, wat suggereert dat verdere stijgingen op de schaal van de reactie mogelijk zijn. Verbindingen 4 en 5 kunnen worden verkregen in 63% en 55% rendement, respectievelijk.
Kortom, is een gedetailleerde Richtsnoer betreffende het voorbereiden van hoogefficiënte organische moleculen voor LED-toepassingen, vanaf gemakkelijk beschikbare materialen, met de mogelijkheid om aan schaal omhoog de hele synthetische procedure aangetoond. Door dit werk is de bedoeling dat grootschalige synthese van vele andere TADF stralers voor een snelle overgang van de technologie van de laboratorium-Bank voor industriële toepassingen zorgt.

In de afgelopen decennia, hebben de onderzoekers het gebruik van organische moleculen en hun derivaten in organische lichtgevende dioden (OLED) onderzocht sinds de eerste invoering in 1987. 1 de ontdekking van elektroluminescentie (EL) heeft geleid tot organische materialen vinden van een brede waaier van toepassingen in displays en verlichting. 2 enorme belangstelling voor het produceren van nieuwe organische stoffen en het bestuderen van hun fotofysische eigenschappen worden gedreven door de voordelen van OLED's ten opzichte van de bestaande technologieën; vooral als ze meer energie-efficiënt zijn en superieure Apparaatprestaties bieden met behoud van hoge flexibiliteit, kleine dikte, en een laag gewicht. Niettemin, in vergelijking met anorganische luminescentiedioden (LED's), OLED's nog steeds benadeeld die verhinderen deze technologie van grootschalige commerciële productie dat, met inbegrip van kortere levensduur en lage efficiëntie. Tot voor kort, de meeste onderzoek was gebaseerd op eerste generatie OLED en emissie vertrouwden op de fluorescentie van de organische materialen. Wijten aan het feit dat de fluorescentie kan optreden alleen uit de staat singlet, is de maximale theoretische interne quantum efficiency (IQE) van het apparaat slechts 25%. 3 , 4 , 5 door gebruik makend van zware metalen bevatten organische complexen (zoals Ir, Pt), kunnen onderzoekers de 25% efficiëntie barrière overwinnen door het oogsten van de elektronen uit singlet zowel de triplet Staten door een radiatieve overgangsproces. 6 , 7 , 8 dus de maximale theoretische efficiëntie van tweede generatie fosforescerende OLED (PHOLEDs) kunnen oplopen tot 100%. 9 , 10 Nowadays, veel commerciële OLED apparaten gebruik maken van groen en rood fosforescerende organometaal complexen op basis van iridium uitstoten. 11 , hoewel deze materialen hebben opgedaan wijdverbreide gebruik in mobiele displays en andere elektronische toepassingen, de kosten van de voorloper van de zware metalen zouten en hun korte levensduur hebben geduwd onderzoekers op zoek naar alternatieven.
Er zijn verschillende doelstellingen die moeten worden bereikt voor wijdverbreide commercialisering van OLED-technologie, zoals hoge stabiliteit, efficiënt energieverbruik en lage productiekosten van het apparaat. In de afgelopen jaren gebleken dat thermisch geactiveerd vertraagde fluorescentie (TADF) stralers een doeltreffende vervanging van PHOLED materialen kunnen te bereiken dezelfde IQE waarde, met deze materialen nu beschouwd als derde generatie OLED materialen. 12 , 13 , 14 puur biologische TADF uitstoters kunnen bereid worden in een paar stappen van gemakkelijk beschikbare grondstoffen, waardoor de algehele apparaat fabricage commercieel aantrekkelijk voor de markt. Tot op heden heeft er verschillende uitgebreide literatuurbesprekingen bestrijken alle aspecten van materiële synthese aan de fabricage van het apparaat. 15,16,,17,18 de belangrijkste kwestie met TADF materiële voorbereiding is het gebruik van Pd-bevattende katalysatoren voor de reacties van de Kruis-koppeling. Om aan te tonen het potentieel TADF materiële voorbereiding op een grotere schaal. We geschaald-up de synthese van TADF vervuilers van grondstoffen voor de gewenste producten 4 en 5 (Figuur 1). 22 , 23 deze gedetailleerde protocol is bedoeld om te helpen nieuwe beoefenaars in het veld om te begrijpen van de informatie in verband met de synthese van TADF materialen.

<table><tbody><tr><td>2-Chloro-2-methylpropane, 99+%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>19780</td><td></td></tr><tr><td>2-Dicyclohexylphosphino-2',4',6'-triisopropylbiphenyl (XPhos), 97%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>638064</td><td>Luchtgevoelig</td></tr><tr><td>9-H-carbazol, 95%</td><td>Alfa Aesar</td><td>A11448</td><td>Luchtgevoelig</td></tr><tr><td>Broom, 99.5%</td><td>Fisher</td><td>10452553</td><td>Zeer giftig</td></tr><tr><td>Chloroform, watervrij, 99%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>288306</td><td></td></tr><tr><td>Dibenzothiofeen, 98%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>D32202</td><td></td></tr><tr><td>Dichloormethaan, watervrij, 99.8%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>270997</td><td></td></tr><tr><td>Glazuurzuur, 99.7+%</td><td>Alfa Aesar</td><td>36289</td><td>Corrosieft voor de huid</td></tr><tr><td>Hexaan, watervrij, 95%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>296090</td><td></td></tr><tr><td>Waterstofperoxideoplossing (30 % (w/w) in H2O)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>H1009</td><td>Corrosieft voor de huid</td></tr><tr><td>Magnesiumsulfaat, 99.5%</td><td>Alfa Aesar</td><td>33337</td><td></td></tr><tr><td>Nitromethaan, 98+%</td><td>Alfa Aesar</td><td>A11806</td><td>Zeer explosief</td></tr><tr><td>Fenothiazine, 98+%</td><td>Alfa Aesar</td><td>A12517</td><td>Luchtgevoelig</td></tr><tr><td>Natrium tert-butoxide, 97%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>359270</td><td></td></tr><tr><td>Tert-butanol, watervrij, 99.5%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>471712</td><td></td></tr><tr><td>Tolueen, watervrij, 99.8%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>244511</td><td></td></tr><tr><td>Tris(dibenzylideenaceton) dipalladium(0), Pd 21.5% min</td><td>Alfa Aesar</td><td>12760-03</td><td>Luchtgevoelig</td></tr><tr><td>Zink (II) chloride, watervrij, 98+%</td><td>Alfa Aesar</td><td>A16281</td><td></td></tr></tbody></table>

scale-up chemische synthese van thermisch-geactiveerde vertraagde fluorescentie emitters gebaseerd op de kern van de dibenzothiophene-s, s-dioxide

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

Wij rapporteren een procedure lineair schaal-up van de synthese van 2,8-bis (3,6-di-tert-butyl-9H-carbazol-9-yl) dibenzothiophene-S, S-dioxide (samengestelde 4) en 2,8-bis(10H-phenothiazin-10-yl)-dibenzothiophene-S, met behulp van de S-dioxide (samengestelde 5) Buchwald-Hartwig Kruis-koppeling reactie voorwaarden. Daarnaast tonen we een synthese van de schaal-up van alle niet-commercieel verkrijgbare grondstoffen die nodig voor de reactie van de Kruis-koppeling aminering zijn. In het onderhavige artikel geven wij de gedetailleerde synthetische procedures voor alle van de beschreven stoffen, naast hun spectrale karakterisering. Dit werk toont de mogelijkheid voor de productie van organische moleculen voor opto-elektronische toepassingen op grote schaal, dat de tenuitvoerlegging ervan in de echte wereld apparaten vergemakkelijkt.

De chemische structuur van de definitieve TADF stralers (Figuur 1) zijn gemarkeerd blauw voor het doneren van elektron groepen en rood voor de intrekking van de elektron kern. Een derivaat Gealkyleerde carbazole en een dibrominated dibenzothiopene-S, S-dioxide acceptor molecuul kan worden bereid uit goedkope grondstoffen (Figuur 2). De eindproducten kunnen bereid worden door een grote versie van de Pd-gekatalyseerde aminering Kruis-koppeling reactie (Figuur 3).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56501/56501fig1.jpg"> 
Figuur 1 . Chemische structuren van thermisch geactiveerd vertraagde fluorescentie vervuilers gebaseerd op de 2,8-dibenzothiophene-5-dioxide elektron acceptor kern (aangegeven in rood) rekening houdend met 3,6-di-tert-butyl-9H-carbazol-9-yl en 10H-phenothiazin-10-yl donor wordt van samengestelde 4 en 5 respectievelijk samengestelde. Elektron-doneren groepen worden weergegeven in het blauw. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56501/56501fig1large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56501/56501fig2.jpg"> 
Figuur 2 . Chemische reactie emissieroutes naar 3,6-di-tert-butyl-9H-carbazole (samengestelde 1) bereid door alkylatie van 9-H-carbazole en 2,8-dibromodibenzothiophene-5-dioxide (samengestelde 3) in twee stappen vanaf verkrijgbare dibenzothiophene. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56501/56501fig2large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56501/56501fig3.jpg"> 
Figuur 3 . Buchwald-Hartwig Kruis koppeling reacties tussen 2,8-dibromodibenzothiophene-5-dioxide (samengestelde 3) en een bijbehorende secundaire amine tot verbindingen 4 en 5. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56501/56501fig3large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>

Schaalvergroting synthese van hoogefficiënte thermisch geactiveerd vertraagde fluorescentie vervuilers wordt beschreven in het voorgestelde artikel.

Scale-up chemische synthese van thermisch-geactiveerde vertraagde fluorescentie Emitters gebaseerd op de kern van de Dibenzothiophene-S, S-Dioxide

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 ...

Het algemene doel van deze procedure is de chemische synthese van zeer efficiënte organische materialen voor toepassingen in organische lichtemitterende diodes, van commercieel verkrijgbare uitgangsmaterialen. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van belangrijke vragen in organische elektronica, maar gebruik van familie-geactiveerde vertraagde fluorescentie en verlichtingstoepassingen. En een voordeel van deze techniek is dat het regelmatig beschikbare materialen gebruikt en toegankelijk is voor onderzoekers met weinig ervaring in synthetische organische chemie.De procedure zal worden gedemonstreerd door Oleh Vybornyi, een promovendus van de Schibello Research Group en lid van het uitstekende project. Om te beginnen met de synthese van Verbinding 4 in een driehals ronde bodemkolf, lost u 0,80 gram Verbinding 1 en 0,45 gram Verbinding 3 op in 250 milliliter Anhydrous Tellurite. Open een stikstofbron en verbind deze met de reactiekolf.Open vervolgens de stikstofklep en plaats een naald in de oplossing. Ontgast het mengsel door 15 minuten stikstofgas door het mengsel te laten bubbelen terwijl u krachtig roert. Voeg 0,025 gram Palladium DBA en 0,06 gram Xfos toe.En ontgast het mengsel nog eens 15 minuten, terwijl u roert. Het was gesneden en gaat weg met de procedure zoals de toevoeging van de Palladium-katalysator en de Xfos gevolgd door ontgassing gedurende 15 minuten. Dit moet snel gebeuren om degradatie van de chemicaliën en de boog bio-station te voorkomen.Voeg vervolgens 0,32 gram natriumturputoxide en zes milliliter tert-butanol toe en ontgast het mengsel 15 minuten. Breng vervolgens het mengsel onder een stikstofatmosfeer. Roer het ontgaste reactiemengsel gedurende 18 uur bij 110 graden Celsius.Controleer de voltooiing van de reactie door de oplossing onder een UV-lamp te bekijken. Wanneer de reactie voltooid is, zou de oplossing met een blauw licht moeten gloeien. Laat vervolgens het mengsel afkoelen tot kamertemperatuur.Verdun het mengsel met 150 milliliter water en trek het product uit in 250 milliliter DCM. Controleer de scheiding van de organische en waterige lagen door te kijken met een UV-lamp. De organische laag zou moeten gloeien met een groen licht.Was de organische laag met 150 milliliter water, twee keer. Droog de organische laag over 15 gram magnesiumsulfaat. Filtreer het productmengsel en verwijder het oplosmiddel onder vacuüm.Los het residu op in een een-op-een mengsel naar volume van DCM en petroleumether. Zuiver het ruwe product door middel van kolomchromatografie. Gebruik voor gemakkelijker zuivering een UV-lamp.De oplossing van de verbinding zou moeten gloeien met een felgroen licht. Verwijder vluchtige stoffen onder vacuüm om Verbinding 4 als een witte vaste stof te verkrijgen. De resulterende verbinding zou moeten gloeien met een blauw licht, onder de UV a-straling.Om te beginnen met de synthese van Verbinding 5 in een driehals ronde bodemkolf van 250 milliliter, lost u 0,67 gram Verbinding 3 en 0,75 gram fenothiazine op in 60 milliliter anhydrous tolueen. Ontgast het mengsel door 15 minuten stikstofgas te laten bubbelen terwijl u krachtig roert. Voeg vervolgens 0,11 gram Palladium DBA en 0,12 gram Xfos toe.En ontgast het mengsel gedurende 15 minuten. Voeg 0,38 gram natrium-tert-butoxide toe en ontgast het mengsel nogmaals gedurende 15 minuten. Roer vervolgens het reactiemengsel gedurende 18 uur bij 110 graden Celsius onder een stikstofatmosfeer.Laat het mengsel afkoelen tot kamertemperatuur. Verdun het mengsel met 150 milliliter water. Trek het product uit in 250 milliliter DCM en was met twee porties van 150 milliliter water.Droog de organische laag over 15 gram magnesiumsulfaat. En filtreer het mengsel. Verwijder het oplosmiddel onder vacuüm.En los het ruwe product op in een twee-op-een mengsel naar volume van DCM en hexanen. Zuiver de verbinding met kolomchromatografie en verwijder vluchtige stoffen om Verbinding 5 als een witte vaste stof te verkrijgen, die onder de UV a-straling met een groen licht gloeit. Tolueenoplossing heeft een oranje luminescentie, vanwege de solvatochromisme.Twee TADF-emitters werden bereid door een palladium-gekatalyseerde amineringskruiskoppelingsreactie. Verbinding 4 werd verkregen met een opbrengst van 63% en Verbinding 5 werd verkregen met een opbrengst van 55%. Het verhogen van de hoeveelheden uitgangsmaterialen had geen negatief effect op de opbrengsten, wat suggereert dat de reacties op een nog grotere schaal kunnen worden uitgevoerd.Het verschil in fotofysische eigenschappen tussen verbindingen wordt toegeschreven aan de verschillende eigenschappen van de elektronendonatiegroepen. Alko-groepen worden geïntroduceerd in de carbazooleenheden die in Verbinding 4 worden gebruikt om de oplosbaarheid van de verbinding in organische oplosmiddelen te verbeteren. De synthese van Verbinding 5 maakt gebruik van commercieel verkrijgbaar fenothiazine zonder wijzigingen.Na de ontwikkeling van deze techniek werd de weg vrijgemaakt voor niet-chemische sectoren in de opto-elektronica om vertrouwd te raken met de bereiding van deze TADF-emitters. Dit zou hen kunnen helpen bij het onderzoeken van de potentiële verlichtingstoepassingen voor deze verbindingen. Eenmaal gemengd, kan de reactie in één uur worden ingesteld als deze goed wordt uitgevoerd.De isolatie van het product zou drie uur moeten duren. Volgens deze procedure kunnen andere palladium-gekatalyseerde kruiskoppelingsreacties worden uitgevoerd om aanvullende vragen over de sensoren van TADF-emitters te beantwoorden. Na het bekijken van deze video, zou u een goed idee moeten hebben over hoe u TADF-emitters kunt verkrijgen en zuiveren voor verder onderzoek.Tijdens het uitvoeren van deze procedure, vergeet dan niet om de uitgangsmaterialen zorgvuldig af te wegen en het reactiemengsel goed te on

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

Research

JoVE Journal

Chemistry

Scheikunde

We presenteren de beginselen van zuurstof metingen door fosforescentie afschrikken en herziening ontwerp van porfyrine-op basis van dendritische nanosensoren voor zuurstof imaging in biologische systemen.

Synthese en Kalibratie van Phosphorescent nanosondes voor zuurstof Imaging in Biological Systems

We beschrijven de bereiding van colloïdale quantum dots met minimale hydrodynamische grootte voor single-molecule fluorescentie beeldvorming. Vergeleken met conventionele quantum dots, deze nanodeeltjes zijn vergelijkbaar in grootte met globulaire eiwitten en zijn geoptimaliseerd voor single-molecule helderheid, stabiliteit tegen afbraak en resistentie tegen specifieke binding aan eiwitten en cellen.

Compact Quantum Dots voor Single-molecule Imaging

Microgolf-geassisteerde intramoleculaire dehydrogenerende Diels-Alder (DA) reacties geven beknopt toegang tot gefunctionaliseerde cyclopenta...

Microgolf-geassisteerde Intramoleculaire dehydrogenerende Diels-Alder reacties voor de synthese van gefunctionaliseerde naftalenen / Solvatochromic Kleurstoffen

In dit protocol wordt de synthese van Cd-vrije InP/ZnS kwantumdots (QD's) beschreven. QD's op basis van InP winnen aan populariteit vanwege de toxiciteit van Cd2+-ionen die kunnen vrijkomen door de degradatie van nanodeeltjes. Na de synthese worden QD's opgelost in water met behulp van een amfifiel polymeer voor gebruik in biomedische toepassingen.

Synthese van Cd-vrije InP / ZnS Quantum Dots Geschikt voor biomedische toepassingen

Een protocol voor de synthese en karakterisering van diffuse beweging van cyclische polymeren op de single molecule-niveau wordt gepresenteerd.

Synthese van cyclische polymeren en karakterisering van hun Diffusive Motion in de Smelt staat bij de Single Molecule niveau

Hier presenteren we een methode van de spectroscopische karakterisering van organische moleculen door middel van time-resolved fotoluminescentie spectroscopie op de nanoseconde-naar-milliseconde tijdschaal in zuurstofvrije omstandigheden. Methoden voor het efficiënt verwijderen zuurstof uit de monsters en, dus, beperken luminescentie blussen worden ook beschreven.

Time-resolved fotofysische karakterisering van Triplet-oogst organische verbindingen in een zuurstofvrije omgeving met behulp van een iCCD Camera

We presenteren een protocol voor de bouw van thioether/vinyl sulfide-aangebonden spiraalvormige peptiden met behulp van foto-geïnduceerde thiol-Ono/thiol-yne hydrothiolation.

Bouw van de Thioether/Vinyl Sulfide-aangebonden Helical peptiden Via foto-geïnduceerde Thiol-Ono/yne Hydrothiolation

Hier presenteren we een één-pot, overgang-metaalvrije synthese van thiolen en thioesters van aromatische halogeniden en natrium thiomethoxide, gevolgd door de voorbereiding van enkele kristallen van een metaal-dithiolene-netwerk met behulp van thiol soorten gegenereerd in situ van de meer stabiele en hanteerbare thio-ester.

Synthese van een Thiol bouwsteen voor de kristallisatie van een halfgeleidende Gyroidal metaal-zwavel-kader

De Claisen-Schmidt condensatiereactie is een belangrijke methodiek voor het genereren van methine-overbrugde geconjugeerde bicyclische aromatische verbindingen. Door gebruik te maken van een basisgemedieerde variant van de aldolreactie, kan een reeks fluorescerende en/of biologisch relevante moleculen toegankelijk zijn via een over het algemeen goedkope en operationeel eenvoudige synthetische aanpak.

Synthese van pH-afhankelijke pyrazol, imidazol en isoindodondiyrrinonefluoroforen met behulp van een Claisen-Schmidt condensatiebenadering

Dit protocol beschrijft de fabricage en karakterisering van een fotoresponsieve prodrug-kleurstof nanoassemblage. De methodologie voor het vrijkomen van geneesmiddelen uit de nanodeeltjes door door licht veroorzaakte demontage, inclusief de lichtbestralingsopstelling, wordt expliciet beschreven. De geneesmiddelen die vrijkwamen uit de nanodeeltjes na lichtbestraling vertoonden uitstekende antiproliferatie-effecten op menselijke colorectale tumorcellen.

Gemakkelijke bereiding en fotoactivering van prodrug-dye nanoassemblages

OLED-apparaten (Organic Light Emitting Diode) bieden een superieure schermkwaliteit met een beter contrast, terwijl ze milieuvoordelen bieden door een lager energieverbruik. Hier wordt een eenvoudige strategie voor de fabricage van het in oplossing verwerkte OLED-apparaat op een sequentiële manier gepresenteerd.

Stapsgewijze handleiding voor het benutten van organische lichtgevende diodes door middel van in oplossing verwerkte apparaatfabricage van een TADF-straler

Leer de schaalbare chemische synthese van TADF-emitters voor organische licht-emitterende diodes met behulp van palladium-gekatalyseerde koppelingsreacties. Deze methode is toegankelijk voor onderzoekers met beperkte ervaring in synthetische organische chemie.

Scale-up chemische synthese van thermisch-geactiveerde vertraagde fluorescentie Emitters gebaseerd op de kern van de Dibenzothiophene-S, S-Dioxide (Video) | JoVE Journal

Scale-up chemische synthese van thermisch-geactiveerde vertraagde fluorescentie Emitters gebaseerd op de kern van de Dibenzothiophene-S, S-Dioxide

Meer video's verkennen