고효율 열 활성화 지연된 형광 방출의 스케일 업 합성 제시 문서에 설명 되어 있습니다.
우리 보고 선형 스케일-업 2, 8-bis (3,6-di-tert-butyl-9H-carbazol-9-yl) dibenzothiophene-S, S-이산화 (복합 4)과 2, 8-bis(10H-phenothiazin-10-yl) dibenzothiophene-S, 합성 하는 프로시저 S-이산화 (복합 5)를 사용 하 여 Buchwald Hartwig 크로스 커플링 반응 조건입니다. 또한, 우리 amination 크로스 커플링 반응에 필요한 모든 비 상업적으로 사용할 수 있는 시작 물자의 수직 합성을 보여 줍니다. 현재 문서에서 우리는 그들의 스펙트럼 특성 함께 설명된 화합물의 모든 합성 하는 자세한 절차를 제공합니다. 이 작품 광전자 응용 프로그램이 실제 장치에 그들의 구현을 용이 하 게 하는 큰 규모에 대 한 유기 분자를 생성 하는 가능성을 보여줍니다.
지난 몇 년간 연구원은 1987 년에 그들의 첫번째 소개부터 유기 분자와 유기 발광 다이오드 (Oled)에 그들의 파생 상품의 활용을 조사 있다. 1 기본 (엘)의 발견 유기 물질 디스플레이 조명에 다양 한 응용 프로그램을 찾는를 주도하 고 있다. 2 새로운 유기 화합물을 생산 하 고 그들의 photophysical 속성을 공부 거 대 한 관심; 기존 기술에 비해 Oled의 장점에 의해 구동 됩니다. 특히 그들은 더 에너지 효율적으로 높은 유연성, 작은 두께, 및 낮은 무게를 유지 하면서 우수한 장치 성능을 제공할 수 있습니다. 그럼에도 불구 하 고, 무기 발광 다이오드 (Led), 비해 Oled 대규모 상업 생산, 짧은 수명 낮은 효율성 등에서이 기술을 방지 하는 단점이 여전히 고통. 최근까지 대부분의 연구 1 세대 Oled 기반 그리고 방출 유기 물질의 형광에 의존. 사실은 형광 내의 상태 에서만에서 발생할 수 있습니다, 장치의 최대 이론적인 내부 양자 효율 (IQE)만 25%입니다. 3 , 4 , 5 (Ir, Pt) 등 중 금속 포함 유기농 단지를 이용 하 여 연구자는 복사 전환 과정에 의해 일 중 항 및 삼중 항 상태에서 전자를 수확 하 여 25% 효율 배리어를 극복할 수 있습니다. 6 , 7 , 8 따라서, 2 세대의 최대 이론적인 효율성 인광 Oled (PHOLEDs) 수 100%로 높은. 9 , 10 Nowadays, 많은 상업적인 OLED 장치 활용 녹색과 적색 인광 발광 유기 금속 복합물 이리듐에 기반 합니다. 11 이러한 자료는 모바일 디스플레이 및 기타 전자 애플리케이션에서 널리 사용을 얻고 있다, 하지만 중 금속 전조의 비용 소금 그리고 그들의 짧은 일생 대안 찾아 연구를 추진해 왔습니다.
OLED 기술, 높은 안정성, 효율적인 전력 소비와 소자의 낮은 생산 비용 등의 광범위 한 상용화에 대 한 달성 해야 하는 몇 가지 목표 있다. 최근 몇 년 동안, 그것은 열 활성화 지연된 형광 (TADF) 미터 지금 3 세대 OLED 물자로 간주 됩니다 이러한 자료와 동일한 IQE 값에 도달 PHOLED 재료에는 효과적인 대체할 수 표시 되었습니다. 12 , 13 , 14 순전히 유기 TADF 미터 전반적인 장치 제조 시장에 상업적으로 매력적인 만들기 쉽게 사용할 수 있는 시작 물자에서 몇 단계에서 준비 될 수 있습니다. 날짜 하려면, 거기는 몇 가지 포괄적인 문학 리뷰 장치 제작 소재 합성에서 모든 측면을 커버. 15,16,17,18 TADF 재료 준비와 주요 문제는 크로스 커플링 반응에 대 한 포함 하는 Pd 촉매를 사용 하 여. 위해 증가 규모 TADF 소재 준비에 대 한 가능성을 보여줍니다. 우리 조정-최대 자료 원하는 제품 4와 5 (그림 1)를 시작에서 TADF 미터의 합성. 22 , 23 이 상세한 프로토콜 TADF 재료의 합성와 관련 된 정보를 이해 하는 분야에서 새로운 실무자 수 있도록 위한 것입니다.
이 문서의 목적은 상용 원자재에서 OLED 응용 프로그램에 대 한 고효율 유기 물질 (그림 1)의 대규모 합성을 보여주는 것입니다. 우리가 그들의 전체 NMR 및 질량 분석 하는 모든 자료의 상세한 단계별 합성 보고만 이전 보고서 최종 크로스 커플링 반응 단계를 설명 하 고 오래 된 간행물의 일부를 참조, 그 사실 때문 특성 실험의 분석 향상된 재현성에 대 한
두 미터 곰 같은 이산화-dibenzothiophene-5 전자 수락자 코어. 복합 3 (그림 2)의 준비에 있는 첫걸음은 상용 dibenzothiophene 분자의 bromination 이다. 20 큰 규모 반응 하룻밤 83%의 수익률을 발생합니다. 결과 dibrominated 복합 2 빙 초 산, 여과 및 세척 후 하얀 가루의 19.3 g 저조한에 과산화 수소 솔루션 더 산화 될 수 있다. 21 복합 3 어떤 더 정화 없이 크로스 커플링 반응에 사용 되었다.
복합 4와 5 사이 photophysical 특성 차이 아민 단위의 전자 기증 속성에 놓여 있습니다. 화합물 중 하나는 주변 alkylated carbazole 단위 다른 phenothiazine 그룹 있다. Phenothiazine 분자 화학 공급 업체에서 구입 하 고 어떤 수정 없이 사용할 수 있습니다. 그러나, 복합 4 tert-부 틸 그룹의 경우 유기 용 매에 있는 가용성을 증가 하기 위하여 carbazole 단위의 향기로운 반지에 도입 해야 합니다. 적합 한 알 킬 그룹의 부재, 제품의 가용성 상품, 상당히 낮은 반응 수율 결과 보고 되었다. 24 알 킬 그룹 nitromethane electrophilic 아로마 대체 메커니즘에 따라 Friedel 기술 반응 tert-부 틸 염화 아연 (II) 염화 물 존재 9-H-carbazole 사이 사용 하 여 각 페 닐 링에 도입 될 수 있습니다. 19 그것은 발견 결과 제품의 순도 충분히 높지 않다 고 여러 부산물은 혼합물;에 따라서 원유 회색 분말 칼럼 크로마토그래피 결과 화합물 1 백색 분말으로 복구의 13.1 g의 분리에 의해 또한 정화 될 해야 합니다.
원하는 TADF 미터 4와 5는 문학 앞에서 설명한 절차를 사용 하 여 탄소-질소 팔라듐 촉매 크로스 커플링 반응을 통해 합성 했다. 22 , 23 우리는 부정 하지 않습니다 시작 자료의 금액을 증가 발견 반응 규모를 더 증가 가능한 제안 원하는 제품의 수익률에 영향. 4와 5 화합물 수 각각 63%와 55% 수율을 얻을.
결론적으로, 발광 전체 합성 절차 최대 규모 가능성과 함께 쉽게 사용할 수 있는 소재로 시작 하는 응용 프로그램에 대 한 고효율 유기 분자를 준비 하는 방법에 대 한 자세한 지침 입증 되었습니다. 이 작품을 통해 의도 다른 많은 TADF 미터의 대규모 합성 실험실 벤치에서 기술 산업 응용 프로그램의 빠른 전환을 보장 한다.
The authors have nothing to disclose.
이 연구는 H2020-MSCA-ITN-2015/674990 프로젝트 “EXCILIGHT” Marie Skłodowska 퀴리 부여 계약 유럽 연합의 지평선 2020 연구와 혁신 프로그램에서 자금을 받았다. 잠 옷 울프 연구 공로 수상 왕립 학회 감사.
2-Chloro-2-methylpropane, 99+% | Sigma Aldrich | 19780 | |
2-Dicyclohexylphosphino-2′,4′,6′-triisopropylbiphenyl (XPhos), 97% | Sigma Aldrich | 638064 | Air sensitive |
9-H-carbazole, 95% | Alfa Aesar | A11448 | Air sensitive |
Bromine, 99.5% | Fisher | 10452553 | Highly toxic |
Chloroform, anhydrous, 99% | Sigma Aldrich | 288306 | |
Dibenzothiophene, 98% | Sigma Aldrich | D32202 | |
Dichloromethane, anhydrous, 99.8% | Sigma Aldrich | 270997 | |
Glacial acetic acid, 99.7+% | Alfa Aesar | 36289 | Corrosive to skin |
Hexane, anhydrous, 95% | Sigma Aldrich | 296090 | |
Hydrogen peroxide solution (30 % (w/w) in H2O) | Sigma Aldrich | H1009 | Corrosive to skin |
Magnesium sulfate, 99.5% | Alfa Aesar | 33337 | |
Nitromethane, 98+% | Alfa Aesar | A11806 | Highly explosive |
Phenothiazine, 98+% | Alfa Aesar | A12517 | Air sensitive |
Sodium tert-butoxide, 97% | Sigma Aldrich | 359270 | |
Tert-butanol, anhydrous, 99.5% | Sigma Aldrich | 471712 | |
Toluene, anhydrous, 99.8% | Sigma Aldrich | 244511 | |
Tris(dibenzylideneacetone) dipalladium(0), Pd 21.5% min | Alfa Aesar | 12760-03 | Air sensitive |
Zinc (II) chloride, anhydrous, 98+% | Alfa Aesar | A16281 |