5-（2-吡啶）吡唑硼类配合物及1，3，4-噁二唑类衍生物的结构和吸收光谱性质的理论研究

摘要

作为一种新兴技术，有机电致发光以其巨大的商业应用价值引起了科学界和企业界的广泛关注。由于具有很多无机EL无法比拟的优点，有机EL被广泛应用到室内、野外照明，光电耦合器，光通讯等诸多领域。有机EL器件的发光效率和发光寿命等方面得到了一定的改进和提高，但在器件的其他性能方面仍有待进一步完善。目前具有更好性能的发光和电子传输材料仍然处于较短缺状态，对有关材料的电致发光机理仍有待进一步研究。 本文通过量子化学计算探讨了四种苯基和叔丁基取代的5-(2-吡啶)吡唑硼类配合物及九种推、吸电子基取代的1，3，4-噁二唑类衍生物的几何结构和电子吸收光谱性质，为更好的探索材料的发光机理、设计和合成新型功能材料提供了理论基础和指导。 1．系统的研究了四种苯基和叔丁基取代的 5-(2-吡啶)吡唑硼类配合物(2d，2e，2d-1，2e-1)的基态几何结构及电子吸收光谱性质。DFT/B31YP/6-31G计算的基态几何构型结果表明四种配合物均是四配位的螯合化合物，中心硼与临近原子构成了典型的四面体结构。吡啶环上的N与中心B形成配位键，2d-1的配位键在四种配合物中最强。电子结构分析表明，2d和2e中的吡唑环主要作为空穴传输基团，吡啶环主要作为电子传输基团。2d-1和2e-1中的吡唑环仍然作为电子传输基团，苯环(1)主要作为空穴传输基团。TDDFT 计算表明2d，2e和2d-1的主跃迁属于配体内部的π→π<'*>的跃迁类型；2e-1的主跃迁属于混合的配体到配体及配体内部的电荷转移。 2．从分子设计角度出发，采用系列吸电子基团(-CN，-CF<,3>和-NO<,2>)对1，3，4-噁二唑类衍生物OXD-X的分子结构进行修饰，并与烷氧基(-O(CH<,2>)<,n-1>CH<,3>，n=3，7)取代的1，3，4-噁二唑类衍生物的相关性质进行对比研究。DFT/B3INP/6-31G计算的基态几何构型结果表明在分子侧链上引入-CF<,3>，-CN和-NO<,2>对整个分子的π共轭骨架几乎没有影响。三个F在中央苯环的引入会导致-NO<,2>取代衍生物的分子结构发生一定的扭曲。电子结构分析表明，吸电子基(-CF<,3>，-CN，-NO<,2>)在分子侧链上的引入会导致前线分子轨道能级大幅度的下降。-NO<,2>相对于其他吸电子取代基对FMO及能隙值的调节作用更加明显。TDDFT计算表明与烷氧取代基相比，吸电子基的引入会导致吸收波长的红移。另外，改变氟原子的位置和数量会进一步调节OXD-N的吸收波长值。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章、前言

1.1电致发光的发展历史

1.2有机电致发光器件与机理

1.3有机电致发光的研究现状及应用

1.4有机电致发光材料的分类

1.4.1空穴传输材料

1.4.2电子传输材料

1.4.3发光材料

参考文献

第二章、基本理论和计算方法

2.1 Schr(o)dinger方程和两个基本近似

2.1.1 Schr(o)dinger方程

2.1.2 Boron-Oppenheimer 近似

2.1.3单电子近似

2.2分子轨道理论

2.2.1闭壳层的HFR方程

2.2.2开壳层的HFR方程

2.3密度泛函理论

2.3.1含时密度泛函理论

2.4电子光谱理论

2.4.1发光原理

2.4.2电子跃迁的选择定则

参考文献

第三章苯基和叔丁基取代的5-(2-吡啶)吡唑硼配合物的结构和吸收光谱的理论研究

3.1引言

3.2计算模型和方法

3.3结果与讨论

3.3.1基态几何构型

3.3.2前线分子轨道分析

3.3.3吸收光谱

3.4本章小节

参考文献

第四章吸电子基对OXD-X电子和光学性质的调节作用的理论研究

4.1引言

4.2计算模型和方法

4.3结果与讨论

4.3.1基态几何结构

4.3.2前线分子轨道分析

4.3.3离子态性质

4.4吸收光谱

4.5本章小结

参考文献

硕士期间发表和待发表的论文

致谢