基于蒽中心含电子给-受体的荧光分子的设计合成及其光电性质的研究

摘要

近年来，由于共轭有机分子在有机光学和光电子领域的潜在应用，吸引了科研工作者的广泛关注，研究者们设计合成了一系列具有独特结构和光电性质的新型共轭有机分子。其中最为引人关注的是含电子给体（D）、电子受体（A）或电子给-受体（D-A）基团的有机共轭分子的设计合成。本文基于蒽中心设计合成了含电子给-受体的分子2,6-二（9,9-二（2-异辛基）-芴-2-乙烯基）-9,10-二（9-（2-异辛基）咔唑-3-乙烯基）蒽（FCA），并设计合成了基于蒽醌中心含电子给-受体分子2-（4-叔丁基苯基）胺-9,10-蒽醌（SAQ）和2,6-二-（4-叔丁基苯基）胺-9,10-蒽醌（DAQ），通过荧光分光光度计、紫外分光光度计、电致发光光谱仪、DSC、TGA、电化学等一系列分析测试方法表征了其基本的聚集诱导发光性质、热性质、循环伏安性质及电致发光性质。
　　本研究主要内容包括：⑴设计合成了新型蒽中心十字型含电子给-受体的共轭有机分子2,6-二（9,9-二（2-异辛基）-芴-2-乙烯基）-9,10-二（9-（2-异辛基）咔唑-3-乙烯基）蒽（FCA），并测定了其光电性质，先通过2,6-二（（二乙氧基）磷酰基-甲基）-9,10-二溴蒽和9-（2-异辛基）-3-甲酰基-咔唑的Heck-耦合再通过与9,9-二（2-异辛基）-2-甲酰基-芴的Wittige-Horner反应合成了FCA，由于9,10-位扭曲的支化结构的存在，使其表现出中等强度的AIE及PFC性质，我们在分子中适当地引入了一些烷基链以改善其溶解性和成膜性，通过溶液加工制备了相应的电致发光器件，得到红光发射，最大电致发光峰位为612 nm，最大流明效率为1.3cd/A。⑵设计合成了基于蒽醌中心的含电子给-受体的有机分子2-（4-叔丁基苯基）胺-9,10-蒽醌（SAQ）和2,6-二-（4-叔丁基苯基）胺-9,10-蒽醌（DAQ），对-叔丁基二苯胺具有强的给电性，而醌类本身就是电子受体，SAQ和DAQ的薄膜最大发射峰位分别在623 nm和613 nm，为典型的红光发射，其掺杂薄膜的最大发射峰位在596 nm和599 nm，蓝移了15-25nm，并以此为发光层制备了掺杂电致发光器件和非掺杂电致发光器件，SAQ掺杂器件和非掺杂器件的最大发光亮度、最大流明效率、启亮电压和最大功率效率分别为471.1cd/m2、0.55cd/A、4.4V、0.25lm/W和575.1cd/m2、0.23cd/A、5.4V、0.08lm/W，DAQ掺杂器件和非掺杂器件的最大发光亮度、最大流明效率、启亮电压和最大功率效率分别为748.7cd/m2、1.37cd/A、4.7V、0.62lm/W和829.5cd/m2、0.73cd/A、4.6V、0.30lm/W。