Page 45 - 精细化工2019年第12期
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第 12 期 韦钦河,等: 4-氮杂芴-9-酮衍生物的合成及发光性质 ·2373·
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IP-6-PhCz: HNMR (400 MHz, CDCl 3 ), δ: 8.66 的分布。
(dd, J = 5.1、1.6 Hz, 1H), 8.16 (d, J = 7.6 Hz, 1H), 1.3.3 光物理性质测试
7.95 (dd, J = 7.4、1.0 Hz, 1H), 7.88 (dd, J = 7.5、1.6 Hz, 光物理性质测试包括常温或低温下测试溶液或
1H), 7.81 ~7.76 (m, 2H), 7.73~7.65 (m, 4H), 7.57 (d, 膜的紫外光谱和荧光(磷光)发射光谱。
J = 7.8 Hz, 2H), 7.50~7.41 (m, 2H), 7.31 (t, J = 3.2 Hz, 常温测试:测试化合物在浓度为 1.0×10 mol/L
–5
13
1H), 7.27~7.24 (m, 3H); CNMR (101 MHz, CDCl 3 ), δ:
191.12, 164.12, 154.13, 144.75, 141.32, 140.71, 137.85, 的甲苯溶液和掺杂薄膜中的紫外-可见吸收光谱和
136.06, 135.13, 133.43, 131.30, 130.75, 130.40, 128.26, 荧光发射光谱。其中,掺杂薄膜通过高真空有机/金
126.34, 126.01, 123.66, 123.52, 120.33, 120.21, 120.10, 属热蒸发沉积镀膜设备制得 [3-4] 。
110.02; TOF-EI-MS (m/Z), calcd. for C 30 H 18 N 2 O: 低温测试:以 2-甲基四氢呋喃或者甲苯为溶剂,
+
422.1419 [M] ; Found: 422.1430。 在 77 K 下测得化合物的低温荧光和磷光光谱。测试
1
IP-7-PhCz: HNMR (400 MHz, CDCl 3 ), δ: 8.66 得到峰的荧光和磷光起始波长(
(dd, J = 5.2、1.6 Hz, 1H), 8.16 (d, J = 7.8 Hz, 1H), onset ),利用公式
8.07 (d, J = 1.5 Hz, 1H), 7.99 (d, J = 7.7 Hz, 1H), 7.94 E= 1240 分别计算得到分子的最低单重态能级(E S )
(dd, J = 7.6、1.7 Hz, 2H), 7.89~7.83 (m, 2H), 7.72~ onset
7.66 (m, 2H), 7.41~7.50 (m, 4H), 7.34~7.23 (m, 4H); 和三重态能级(E T ),计算出 4 例染料的能级差∆E ST
13
CNMR (101 MHz, CDCl 3), δ: 191.58, 164.87, 154.21, (∆E ST = E S –E T )。
143.27, 142.50, 140.70, 138.50, 137.86, 135.70, 133.84, 1.3.4 荧光寿命测试
131.55, 128.78, 128.38, 127.48, 126.07, 123.55, 123.33, 用激光器或微秒灯为激发光源,使用 FLS1000
122.77, 121.60, 120.40, 120.18, 109.79; TOF-EI-MS
+
(m/Z), calcd. for C 30 H 18 N 2 O: 422.1419 [M] ; Found: 型稳态/瞬态荧光光谱仪测得掺杂膜在 100、200 和
422.1426。 300 K 温度下瞬时荧光组分和延迟荧光组分寿命衰
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IP-8-PhCz: HNMR (400 MHz, CDCl 3 ), δ: 8.67 减曲线。
(dd, J = 5.1、1.6 Hz, 1H), 8.21 (s, 1H), 8.16 (d, J = 1.3.5 绝对荧光量子产率测试
7.7 Hz, 2H), 8.00~7.90 (m, 2H), 7.86 (d, J = 7.7 Hz, 掺杂薄膜的绝对荧光量子产率是通过日本滨松
1H), 7.76 (dd, J = 7.7、1.6 Hz, 1H), 7.74~7.68 (m, 2H), 光子学商贸有限公司的 C11347 绝对量子效率测量
7.52~7.40 (m, 4H), 7.34~7.24 (m, 4H); 13 CNMR 系统(日本 Hamamatsu Photonics)测试获得。
(101 MHz, CDCl 3 ), δ: 191.17, 164.62, 153.94, 147.34, 1.3.6 OLED 器件制备及电致发光性质测试
144.41, 140.61, 138.48, 138.26, 133.73, 131.47, 129.58, 采用真空蒸 镀法 [3-4] 制作了 OLED 器件,
129.01, 128.69, 127.40, 126.06, 124.85, 123.56, 120.38,
120.21, 119.62, 109.76; TOF-EI-MS (m/Z), calcd. for IP-6-PhCz、IP-7-PhCz、IP-8-PhCz 和 IP-9-PhCz 制
+
C 30 H 18 N 2 O: 422.1419 [M] ; Found: 422.1425。 得的 OLED 器件分别命名为 G1、G2、G3、G4。通
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IP-9-PhCz: HNMR (400 MHz, CDCl 3 ), δ: 8.49 过 PR 705 光谱仪(美国 Photo Research 公司)和
(dd, J = 5.0、1.7 Hz, 1H), 8.17 (d, J = 7.6 Hz, 2H), 7.92 Keithley 236 对其进行电流-电压-亮度、EL 光谱以及
(dd, J = 7.4、1.6 Hz, 1H), 7.86~7.78 (m, 4H), 7.70~ CIE 色坐标的测试。
7.64 (m, 2H), 7.64~7.57 (m, 2H), 7.52 (t, J = 7.5 Hz,
1H), 7.43~7.49 (m, 2H), 7.35~7.28 (m, 2H), 7.16 (dd, 2 结果与讨论
13
J = 7.4、5.0 Hz, 1H); CNMR (101 MHz, CDCl 3 ), δ:
191.77, 165.78, 153.86, 140.76, 139.48, 138.17, 137.91, 2.1 紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱测定
137.39,137.14, 135.83, 131.23, 131.10, 130.73, 128.36, 图 1a 是 4 例染料在室温下甲苯溶液中的紫外-
126.07,125.93, 123.49, 123.34, 122.84, 120.32, 120.01, 可见吸收光谱和荧光发射光谱。光谱中紫外-可见吸
109.98; TOF-EI-MS (m/Z), calcd. for C 30 H 18 N 2 O: 收峰波长(λ abs )和荧光发射峰波长(λ em )总结在表
+
422.1419 [M] ; Found: 422.1419。 1 中。
1.3 测试方法 由图 1a 可知,290 nm 的吸收峰可归属为强的
1.3.1 电化学性质测试 π-π 跃迁,300~350 nm 的吸收峰可归属为弱的 n-π*
*
利用循环伏安法测定材料的电化学性质。以无 跃迁,350~440 nm 较宽的峰可归属为分子内电荷转
水二氯甲烷(正向)或 N,N-二甲基甲酰胺(负向) 移(ICT)。该系列染料在甲苯溶液中都发出绿色荧
为溶剂,四正丁基六氟磷酸铵作为电解质溶液,用 光并且仅存在 1 个发射峰,没有相关分子片段的发
氩气除气 5 min,测试了化合物的氧化还原电位。 射,说明该荧光发射峰是由 ICT 辐射跃迁发出。在
1.3.2 密度泛函理论计算 77 K 下测试了该系列染料在 2-甲基四氢呋喃溶液中
通过 Gaussian 09 对材料进行密度泛函理论 的低温荧光和磷光,结果见图 1b。根据荧光和磷光
计算,在 B3LYP/6-31G(d)的水平上优化了分子构 峰起始波长(4 例染料的荧光峰起始波长分别为
型,研究了分子在基态时 HOMO 与 LUMO 电子云 443、401、441 和 401 nm,磷光峰起始波长分别为