新型苯并咪唑衍生物的合成及金属离子调控的发光性质研究

【摘要】近年来，具有较高发光效率和优良载流子传输性能的苯并咪唑类化合物因其在光电材料领域具有广阔的应用前景而倍受研究者的重视。本论文基于苯并咪唑基本骨架设计合成了一系列新型苯并咪唑衍生物，通过金属离子调控实现了具有不同发光机理的新型有机金属发光材料，并利用理论计算方法研究了结构和性质的关系。主要研究内容概括如下：1、合成了3种新型具有P^N螯合配位功能的苯并咪唑膦类配体(YPBI,Y=H,MO,PO)，并通过核磁、质谱、元素分析对其进行了表征。在三苯基膦辅助配体存在下，苯并咪唑膦配体与卤化亚铜CuIX(X=Cl、Br、I)反应得到9种新型一价铜化合物，通过质谱和元素分析确认了它们的组成。对其中6个配合物的单晶结构分析结果表明：它们的中心离子均形成了变形四面体配位构型。光学性质研究发现该类铜配合物通过取代基以及卤素调控能够实现从绿光到红光（557nm-612nm）的发射。以碘为配阴离子的铜配合物的固体粉末发光量子效率均在29%以上，其中Cu(HPBI)(PPh3)I的光致发光量子效率高达37.53%，是一种潜在的节能环保型高效磷光材料。2、合成了具有大空间位阻的新型苯并咪唑膦氧类解聚配体（HL），利用ppy作为环金属配体，HL为解聚配体合成了（Pt-1）、（Ir-1）金属有机配合物，并通过核磁、质谱、元素分析和X-射线单晶衍射确证了它们的组成和结构。结果表明：Pt(II)分别与ppy和L通过N^C和O^N配位形成平面四方形结构，而Ir-1则应利用HL的N^C配位，形成了具有较弱反位效应的经式结构。铂和铱化合物均没有明显的分子间相互作用，均表现出较好的单分子磷光性质。Pt-1和Ir-1在溶液中的发光效率分别为31%和25%，固体粉末的发光效率分别为43.94%和6.23%。以Pt-1为发光材料制备了电致发光器件，其最大亮度为12020cd/m2，最大外量子效率、电流效率和功率效率分别为9.23%、25.86cd/A和25.81lm/W，结果表明Pt-1是一种性能优良的有机电致磷光材料。3、合成了6种新型双羟基苯并咪唑类化合物，通过核磁、质谱、元素分析确认了结构；光学性质研究发现双羟基苯并咪唑类配体具有较好的激发态质子转移发光现象，部分化合物表现出优良的蓝光发射（425-443nm），最高发光量子效率为53%。合成了6种相应的锌配合物，通过质谱、元素分析确认了结构，并对其中2个配合物进行了单晶结构分析。结果表明锌配合物为五配位的类四方锥结构，并且分子内存在较强的配体间氢键作用。光学性质研究发现大部分锌配合物表现为金属离子微扰配体发光（IL）。但是，由于ZnE1配合物具有较强的配体间氢键作用（氢键O(2)-HO(3),1.679），其表现为具有较大斯托克斯位移（155nm）的激发态质子转移发光。4、合成了以2-羟基苯乙酮类化合物为配体的6种新型九核铕簇合物，通过元素分析、红外和其中4个配合物的单晶结构分析对其组成和结构进行了确证。结果表明：该类簇合物的九个铕离子形成了具有公用顶点的二个四角锥结构。光学性质研究发现大部分簇合物激发波长位于可见光区（400nm-420nm），能够实现长波敏化的稀土铕离子的红色锐带发射。实验和DFT计算结果表明，取代基能够较好的对配体的能级进行调控，从而影响配体到中心铕离子的能量传递效率和该类簇合物的发光效率。
【作者】张斌；
【导师】宋毛平；杜晨霞；
【作者基本信息】郑州大学，有机化学，2014，博士
【关键词】苯并咪唑衍生物；磷光化合物；激发态质子转移；铕簇合物；有机电致发光器件；

【参考文献】
[1]孙慧.N-乙酰半胱氨酸对紫外线致大鼠白内障防治作用的实验研究[D].辽宁医学院,眼科学,2012,硕士.
[2]刘真真.乳腺病变动态增强MRI征象与血管生成的相关性研究[D].郑州大学,影像医学与核医学,2013,硕士.
[3]张婷.山西省太原市中学体操教学现状调查与发展对策研究[D].内蒙古师范大学,体育（专业学位）,2013,硕士.
[4]刘伟.基于数据挖掘技术的保险欺诈监测方法研究[D].燕山大学,计算机应用技术,2014,硕士.
[5]齐禹.气象灾害情景应对的知识提示方法研究[D].哈尔滨工业大学,管理科学与工程,2014,硕士.
[6]陈建玲.上市建筑企业经营绩效评价研究[D].武汉理工大学,会计学,2012,硕士.
[7]陈晓红,李喜华.基于直觉梯形模糊TOPSIS的多属性群决策方法[J].控制与决策,2013,09:1377-1381+1388.
[8]张强.基于Web Services的洪水风险图信息管理系统设计与实现[D].大连理工大学,控制理论与控制工程,2013,硕士.
[9]吕晓红.秦汉仓储粮食的管理[D].南京师范大学,专门史,2012,硕士.
[10]李相鹏,李劼,赖延清,刘业翔.大型预焙铝电解槽槽膛内形模拟计算[J].冶金自动化,2003,04:30-33.
[11]潘秀新.基于Web的温州烟草管理信息系统的设计与实现[D].厦门大学,软件工程,2014,硕士.
[12]宋向华.中国优秀传统文化对高校创新人才的育人研究[D].重庆工商大学,思想政治教育,2014,硕士.
[13]田洋.城市住宅土地使用权续期缴费研究[D].青岛理工大学,建筑与土木工程,2013,硕士.
[14]赵书展.基于平衡计分卡的南阳检测中心绩效管理研究[D].山东大学,工业工程（专业学位）,2012,硕士.
[15]袁乾龙.考虑不确定性的项目进度控制研究[D].华东理工大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[16]徐彬彬.功能金属微纳结构的飞秒激光制备与集成技术研究[D].吉林大学,2013.
[17]袁争.4种植物的提取液对茶尺蠖生长发育及茶树防御酶的影响[D].安徽农业大学,茶学,2012,硕士.
[18]杨之奕.FDI对我国行业收入分配的影响研究[D].海南大学,世界经济,2014,硕士.
[19]李晓飞.智能交通中智能图像质量检测系统的硬件研究与实现[D].南京邮电大学,信号与信息处理,2013,硕士.
[20]雷五星.管理者收购（MBO）在我国中小企业改制过程中的运用与思考[D].湖南师范大学,产业经济学,2003,硕士.
[21]曹红飞.太湖水场景的模拟技术研究[D].苏州大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[22]王箭飞.电视媒体对大学生价值观的影响及其对策研究[D].西南大学,思想政治教育,2013,硕士.
[23]邓雪清,董广军,范永弘.基于粗集理论的GIS属性数据挖掘[J].四川测绘,2003,04:147-150.
[24]陈城.电梯能量回馈系统PCB电磁兼容的研究[D].北京交通大学,2014.
[25]王树宇.北京鲜榨喜剧工作坊竞争战略研究[D].兰州大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[26]曾莉君.儿童阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征的发病机制和药物作用机制的探讨[D].广州医科大学,儿科学,2014,硕士.
[27]朱少英.管理诊断方案生成过程的主要逻辑环节分析研究[D].广西大学,政治经济学,2004,硕士.
[28]胡经畲.结合航天工程实际谈导弹贮存期的评定、分析与研究[J].质量与可靠性.2001(05)
[29]葛春萌.单相统一电能质量控制器的研究[D].哈尔滨工业大学,电气工程,2013,硕士.
[30]张国丽.基于CAXA数控仿真系统的教学实训平台的研究[D].华北电力大学,机械工程（专业学位）,2012,硕士.
[31]徐春玲.ERP技术在电力企业中的应用与分析[J].安徽电力,2005,03:74-77+81.
[32]郑超群.海水酸化条件下的中国卤虫（Artemia sinica）生理响应研究[D].厦门大学,环境科学,2014,硕士.
[33]夏超尘.PPP项目利益相关者组织间关系研究[D].重庆大学,管理科学与工程,2014,硕士.
[34]陆军.浅析康有为的日本观[D].安徽大学,专门史,2013,硕士.
[35]肖朝霞,王成山,王守相.含多微型电源的微网小信号稳定性分析[J].电力系统自动化,2009,06:81-85.
[36]吕震.软坚化瘀方联合解毒消痞散外敷治疗乙型肝炎早期肝硬化（瘀血阻络证）的临床研究[D].复旦大学,中西医结合临床,2012,硕士.
[37]刘俊峰.铁路调度网向ISDN网发展的探讨[J].中国铁路.1999(11)
[38]杜斌康,高红刚,卢沛,卢志明.活塞式压缩机排气量测试系统的设计[J].机电工程,2013,05:577-580.
[39]吕维松.宽带钢热连轧机装备技术水平的综合评价(上)[J].冶金自动化,1990,06:30-36.
[40]常海庆,陈永华,李铠.让国产品牌更加茁壮地成长——访广州市第一人民医院医疗设备部李铠主任、高级工程师[J].医疗保健器具.2006(02)
[41]高天,王梦光,唐立新,宋建海.转库流向优化模型——特殊0-1线性整数规划问题[J].控制与决策,2001,S1:705-708.
[42]刘薇.唐氏综合征血清学产前筛查与ApoE和MTHFRC677T基因多态性相关性研究[D].河北医科大学,临床检验诊断学,2013,硕士.
[43]陈晨曦.两类含旋度算子方程组的研究[D].华东师范大学,应用数学,2013,硕士.
[44]杨春梅.长沙市坪塘污水处理人工湿地系统工艺设计与运行效果研究[D].中南林业科技大学,环境工程,2013,硕士.
[45]尚景武.强化运输组织充分发挥徐州北现代化编组站的作用[J].铁道运输与经济.1993(10)
[46]姜锋.跨国公司在华履行社会责任的动力机制及其影响因素研究[D].湖南科技大学,工商管理,2013,硕士.
[47]刘元琴.论郑秋枫声乐套曲《祖国四季》的艺术特色与演唱处理[D].青岛大学,音乐与舞蹈学,2013,硕士.
[48]屈杨.功能对等视角下的幽默字幕翻译[D].延安大学,外国语言学及应用语言学,2014,硕士.
[49]刘晶晶.汉代纬书受命神话研究[D].河北师范大学,中国古代文学,2013,硕士.
[50]任莹.新型城镇化背景下苏州新市民媒介呈现研究[D].苏州大学,新闻与传播（专业学位）,2014,硕士.