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2,2∶6,2"-三联吡啶配体结构易被修饰,加上独特的光谱和发光性能及在有机发光二极管、化学传感器等领域潜在的应用前景,近些年来引起了众多学者极大的研究兴趣。2,2∶6,2"-三联吡啶中的三个吡啶环形成一个大π共轭体系,具有很强的σ给电子能力,配合物中存在金属到配体的d-π*反馈成键作用,从而与大多数金属离子可形成稳定结构的配合物,如三联吡啶铂(Ⅱ)配合物。对三联吡啶4位置的修饰是研究的重点之一,4位置的取代基能够与三联吡啶处在同一直线上,有利于分子内能量与电子的转移,从而改善三联吡啶的配位能力和光电性质,具备更优良的性质。 本文以开发新型OLED材料为目的,以4-苯基-2,2∶6,2"-三联吡啶为母体,通过Suzuki偶联反应对分子结构进行修饰,设计并合成了一系列芳基取代的三联吡啶配体(1a-1g),进而又合成了对应的三联吡啶铂氯配合物(2a-2g)。通过光谱研究和理论计算对它们的光电性质及构效关系进行了研究。 首先中间体4-(4-溴苯基)-2,2∶6,2"-三联吡啶(TRPY-Br)与硼酸或硼酸酯,在Pd(PPh3)4催化下,K2CO3为碱,无氧条件下进行Suzuki偶联反应20-24h,合成得到了7个三联吡啶配体化合物1a-1g,产率在65%-72%之间。然后再将其与K2PtCl4配位,得到相应的铂氯配合物(2a-2g)。所有化合物均经熔点测试、元素分析、核磁氢谱、核磁碳谱和质谱表征,结果表明所得化合物结构与预期一致。 进而研究了配体化合物1a-1g的紫外-可见吸收光谱、荧光发射光谱和电化学性质。研究表明,所有化合物在紫外区域均拥有三联吡啶结构的吸收峰,此外化合物1d-1g在250-370 nm还拥有一组因分子内电荷转移而形成的宽的,无定形的吸收峰。在室温条件下,所有化合物在溶液中的荧光发射范围在358-489nm,归属为1π-π*的跃迁和分子内电荷转移共同作用的结果。当芳基取代基为给电子基团时,化合物的荧光量子产率增大。对化合物1a-1g真空气态进行了密度泛函理论(DFT)计算,以了解化合物1a-1g电子基态和激发态的性质。量化计算结果和计算禁带宽度Egcal表明,含吸电子取代基的1b和1c使得化合物的HOMO能级明显降低,因此HOMO→LUMO差距增大,导致吸收带蓝移。相反,含供电子取代基1d-1g显著增加HOMO的能级,导致1π-π*/ICT吸收带发生明显红移。采用循环伏安法测试了化合物1a-1g电化学性质,结果表明化合物的HOMO和LUMO能级分别在-5.27~-5.44eV和-3.28~-3.66eV。电化学测试得到禁带宽度Egel总体趋势和紫外可见-吸收光谱和DFT计算结果相符合。 最后,对铂氯配合物2a-2g的紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱及电化学性质也进行了研究。结果表明,所有铂氯配合物在λ<340nm处有强的吸收峰,这些吸收峰来自于三联吡啶配体结构上的1π-π*跃迁,而在410-600nm范围内呈现一种宽而低的吸收峰,这些峰来自于金属-配体电荷转移(MLCT)的吸收。室温条件下,所有铂氯配合物的乙腈溶液在500-800nm范围内均有一组宽而弱的发射峰,这组峰可以归属于3MLCT激发态。由于分子内的给电子基团降低了HOMO和LUMO轨道间的能级差,从而导致了发射峰红移的现象。电化学测试得到的禁带宽度Egel整体趋势和紫外可见-吸收光谱结果相符合。 本文为进一步研究三联吡啶及其铂氯配合物的合成和光电性质打下了理论和实验基础,同时也为同类化合物在有机光电材料中的应用提供了参考依据。