有机化学 ›› 2023, Vol. 43 ›› Issue (5): 1799-1807.DOI: 10.6023/cjoc202301021 上一篇 下一篇
所属专题: 有机硼化学专辑
研究论文
梁凯淳a, 白科研b, 戴雷b, 刘源a, 叶泽聪a,*(), 霍延平a,*()
收稿日期:
2023-01-24
修回日期:
2023-03-06
发布日期:
2023-03-30
通讯作者:
叶泽聪, 霍延平
基金资助:
Kaichun Lianga, Keyan Baib, Lei Daib, Yuan Liua, Zecong Yea(), Yanping Huoa()
Received:
2023-01-24
Revised:
2023-03-06
Published:
2023-03-30
Contact:
Zecong Ye, Yanping Huo
Supported by:
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多重共振型热活化延迟荧光(MR-TADF)材料是实现超高清有机电激光显示(OLED)的热门材料. 以经典的5,9-二苯基-5,9-二氢-5,9-二氮杂-13b-硼化萘并[3,2,1-de]蒽(DABNA-1)为核心结构, 设计并合成了两种基于四氢喹啉的有机硼类MR-TADF分子5,9-双(1,2,3,4-四氢喹啉)-5,9-二氢-5,9-二氮杂-13b-硼化萘并[3,2,1-de]蒽(THQBN)和7-(叔丁基)-5,9-双(6-(叔丁基)-4,4-二甲基-1,2,3,4-四氢喹啉)-5,9-二氢-5,9-二氮杂-13b-硼化萘并[3,2,1-de]蒽(Tt-THQBN), 使用核磁和质谱对其结构进行表征, 且对两个分子的热稳定性、电化学性质和光物理性质进行了测试. 与经典的MR-TADF材料相同, 这两种分子具有深蓝发光颜色、较窄的半峰宽以及较高的光致发光量子产率. 以THQBN和Tt-THQBN作为客体材料制备的电致发光器件均具有在455~458 nm处的深蓝色发光, 器件2~4的CIE-y都小于0.1, 且半峰宽较窄, 在34~38 nm范围内. 它们的最大亮度可超过1000 cd•m–2, 并且在该亮度下未发生严重的效率滚降, 其中性能表现较好的器件3在1000 cd•m–2的初始亮度下器件寿命LT90可达到99 h.
梁凯淳, 白科研, 戴雷, 刘源, 叶泽聪, 霍延平. 基于四氢喹啉的多重共振热活化延迟荧光材料的设计、合成及电致发光性能研究[J]. 有机化学, 2023, 43(5): 1799-1807.
Kaichun Liang, Keyan Bai, Lei Dai, Yuan Liu, Zecong Ye, Yanping Huo. Design, Synthesis and Electroluminescent Properties of Multiresonant Thermally Activated Delayed Fluorescence Materials Based on Tetrahydroquinoline[J]. Chinese Journal of Organic Chemistry, 2023, 43(5): 1799-1807.
Compd. | λabsa/nm | λema/nm | FWHM/nm | PLQYb/% | τp/ns | τd/μs | Tdc/℃ | Tm/℃ | HOMO/eV | LUMO/eV | Eg/eV | ΔESTd/eV |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
THQBN | 435 | 449 | 24.5 | 83.4 | 6.1 | 51.1 | 356 | 201 | –5.08 | –2.34 | 2.74 | 0.09 |
Tt-THQBN | 436 | 449.5 | 27.1 | 85.7 | 5.8 | 63.6 | 381 | 200 | –4.99 | –2.27 | 2.72 | 0.15 |
t-DABNA | 445 | 459 | 22.3 | 82.9 | — | — | 419 | — | –5.72 | –3.02 | 2.70 | 0.09 |
Compd. | λabsa/nm | λema/nm | FWHM/nm | PLQYb/% | τp/ns | τd/μs | Tdc/℃ | Tm/℃ | HOMO/eV | LUMO/eV | Eg/eV | ΔESTd/eV |
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THQBN | 435 | 449 | 24.5 | 83.4 | 6.1 | 51.1 | 356 | 201 | –5.08 | –2.34 | 2.74 | 0.09 |
Tt-THQBN | 436 | 449.5 | 27.1 | 85.7 | 5.8 | 63.6 | 381 | 200 | –4.99 | –2.27 | 2.72 | 0.15 |
t-DABNA | 445 | 459 | 22.3 | 82.9 | — | — | 419 | — | –5.72 | –3.02 | 2.70 | 0.09 |
Compd. | Фa | ФFb | ФTADFb | kFc×108/s–1 | kICc×107/s–1 | kISCc×106/s–1 | kRISCc×104/s–1 | knrd×107/s–1 | ΔESTc/eV |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
THQBN | 0.834 | 0.814 | 0.020 | 1.33 | 2.66 | 3.94 | 1.68 | 3.17 | 0.19 |
Tt-THQBN | 0.857 | 0.819 | 0.038 | 1.41 | 2.36 | 7.63 | 1.42 | 2.88 | 0.20 |
Compd. | Фa | ФFb | ФTADFb | kFc×108/s–1 | kICc×107/s–1 | kISCc×106/s–1 | kRISCc×104/s–1 | knrd×107/s–1 | ΔESTc/eV |
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THQBN | 0.834 | 0.814 | 0.020 | 1.33 | 2.66 | 3.94 | 1.68 | 3.17 | 0.19 |
Tt-THQBN | 0.857 | 0.819 | 0.038 | 1.41 | 2.36 | 7.63 | 1.42 | 2.88 | 0.20 |
Device | EL(λmax)/nm | FWHM/nm | Von/V | CEmaxa/CE1000b/(cd•A–1) | LT90c/h |
---|---|---|---|---|---|
1 | 456 | 37 | 3.2 | 4.3/4.2 | 78 |
2 | 455 | 34 | 3.2 | 4.0/3.9 | 90 |
3 | 457 | 37 | 3.2 | 4.5/4.2 | 99 |
4 | 458 | 38 | 3.2 | 4.5/4.3 | 87 |
Device | EL(λmax)/nm | FWHM/nm | Von/V | CEmaxa/CE1000b/(cd•A–1) | LT90c/h |
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1 | 456 | 37 | 3.2 | 4.3/4.2 | 78 |
2 | 455 | 34 | 3.2 | 4.0/3.9 | 90 |
3 | 457 | 37 | 3.2 | 4.5/4.2 | 99 |
4 | 458 | 38 | 3.2 | 4.5/4.3 | 87 |
[1] |
Tang, C. W.; Vanslyke, S. A. Appl. Phys. Lett. 1987, 51, 913.
doi: 10.1063/1.98799 |
[2] |
Nie, F.; Huang, G. B.; Dai, L.; Chen, S. F.; Ji, S. M.; Chen, J. X.; Huo, Y. P. Chin. J. Org. Chem. 2019, 39, 1423. (in Chinese)
|
(聂飞, 黄观波, 戴雷, 陈少福, 籍少敏, 陈嘉雄, 霍延平, 有机化学, 2022, 42, 1423.)
doi: 10.6023/cjoc202112039 |
|
[3] |
Kim, J. U.; Park, I. S.; Chan, C. Y.; Tanaka, M.; Tsuchiya, Y.; Nakanotani, H.; Adachi, C. Nat. Commun. 2020, 11, 1765.
doi: 10.1038/s41467-020-15558-5 |
[4] |
Hatakeyama, T.; Ikuta, T.; Shiren, K.; Nakajima, K.; Ni, J. Adv. Mater. 2016, 28, 2777.
doi: 10.1002/adma.201505491 |
[5] |
Suresh, S. M.; Hall, D.; Beljonne, D.; Olivier, Y.; Zysman-Colman, E. Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 1908677.
doi: 10.1002/adfm.v30.33 |
[6] |
Han, S. H.; Jeong, J. H.; Yoo, J. W.; Lee, J. Y. J. Mater. Chem. C 2019, 7, 3082.
doi: 10.1039/C8TC06575F |
[7] |
Zhang, Y.; Zhang, D.; Wei, J.; Hong, X.; Duan, L. Angew. Chem., nt. Ed. 2020, 36, 17499.
|
[8] |
Liu, Y.; Xiao, X.; Ran, Y.; Bin, Z. Y.; You, J. S. Chem. Sci. 2021, 12, 9408.
doi: 10.1039/D1SC02042K |
[9] |
Zhang, Y. W.; Zhang, D. D.; Duan, L. Angew. Chem., nt. Ed. 2019, 58, 16912.
|
[10] |
Wang, Y.; Xu, Y.; Li, C.; Li, Z.; Wei, J. Angew. Chem.,Int. Ed. 2020, 59, 17442.
doi: 10.1002/anie.v59.40 |
[11] |
Liu, J. Y.; Zhu, Y. H.; Zhang, Q. S. Nat. Commun. 2022, 13, 4876.
doi: 10.1038/s41467-022-32607-3 |
[12] |
Yang, M.; Park, I. S.; Yasuda, T. J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 19468.
doi: 10.1021/jacs.0c10081 |
[13] |
Xu, Y. C.; Zhang, Z. L.; Wang, Y. Adv. Opt. Mater. 2020, 8, 1902142.
doi: 10.1002/adom.v8.9 |
[14] |
Ning, W. M.; Wang, H.; Gong, S. L.; Zhong, C.; Yang, C. L. Sci. China: Chem. 2022, 65, 1715.
doi: 10.1007/s11426-022-1318-9 |
[15] |
Cao, X. S.; Pan, K.; Miao, J. S.; Lv, X. L.; Huang, Z. Y.; Wei, Y. X.; Yang, C. L. Nat. Photonics 2022, 16, 803.
doi: 10.1038/s41566-022-01083-y |
[16] |
Hu, Y. X.; Miao, J. S.; Hua, T.; Huang, Z. Y.; Qi, Y. Y.; Yang, C. L. J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 22976.
doi: 10.1021/jacs.2c09543 |
[17] |
Suresh, S. M.; Duda, E.; Hall, D.; Yao, Z.; Zysman-Colman, E. J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 6588.
doi: 10.1021/jacs.9b13704 |
[18] |
Zhang, Y.; Wei, J.; Zhang, D.; Yin, C.; Li, G.; Liu, Z. Angew. Chem., nt. Ed. 2020, 59, 17499.
|
[19] |
Suresh, S. M.; Hall, D.; Zhang, M.; Si, C.; Cordes, D. B. Mater. Chem. Front. 2020, 4, 2018.
doi: 10.1039/D0QM00190B |
[20] |
Yuan, Y.; Tang, X.; Du, X. Y.; Hu, Y.; Yu, Y. J.; Jiang, Z. Q.; Liao, L. S.; Lee, S. Adv. Opt. Mater. 2019, 7, 1801536.
doi: 10.1002/adom.v7.7 |
[21] |
Liang, X.; Yan, Z. P.; Han, H. B.; Wu, Z. G.; Zheng, Y. X.; Hong, M. Angew. Chem., nt. Ed. 2018, 57, 11316.
|
[22] |
Kondo, Y.; Yoshiura, K.; Kitera, S.; Nishi, H.; Hatakeyama, T. Nat. Photonics 2019, 13, 678.
doi: 10.1038/s41566-019-0476-5 |
[23] |
Liu, G.; Sasabe, H.; Kumada, K.; Matsunaga, A.; Katagiri, H.; Kido, J. J. Mater. Chem. C 2021, 9, 8308.
doi: 10.1039/D1TC01427G |
[24] |
Wu, Y.; Zhu, Y.; Zhang, Z.; Zhao, C.; He, J.; Yan, C.; Meng, H.; Mukherjee, S.; Shang, C.; Chen, X. Molecules 2022, 27, 348.
doi: 10.3390/molecules27020348 |
[25] |
Matsui, K.; Oda, S.; Yoshiura, K.; Nakajima, K.; Yasuda, N.; Hatakeyama, T. J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 1195.
doi: 10.1021/jacs.7b10578 pmid: 29120174 |
[26] |
Park, J.; Lim, J.; Jin, H. L.; Jang, B.; Ju, H. H.; Yoon, S. S. ACS Appl. Mater. Interfaces 2021, 13, 45798.
doi: 10.1021/acsami.1c11399 |
[27] |
Park, I. S.; Min, H.; Kim, J. U.; Yasuda, T. Adv. Opt. Mater. 2021, 9, 2101282.
doi: 10.1002/adom.v9.24 |
[28] |
Park, I.; Yang, M.; Shibata, H.; Amanokura, N.; Yasuda, T. Adv. Mater. 2022, 34, 2107951.
doi: 10.1002/adma.v34.9 |
[29] |
Ji, H.; Wjc, B.; Jk, A.; Jyl, B. Mater. Today Energy 2021, 21, 100792.
|
[30] |
Tanaka, H.; Oda, S.; Ricci, G.; Gotoh, H.; Tabata, K.; Kawasumi, R.; Beljonne, D.; Olivier, Y; Hatakeyama, T. Angew. Chem.,Int. Ed. 2021, 60, 17910.
doi: 10.1002/anie.v60.33 |
[31] |
Im, Y.; Si, H. H.; Lee, J. Y. J. Mater. Chem. C 2018, 6, 5012.
doi: 10.1039/C8TC00546J |
[32] |
Lee, Y. H.; Jung, J.; Yoo, S.; Lee, M. H. Adv. Opt. Mater. 2018, 6, 1800385.
doi: 10.1002/adom.v6.17 |
[33] |
Cui, L. S.; Nomura, H.; Geng, Y.; Kim, J. U.; Adachi, C. Angew. Chem., nt. Ed. 2017, 56, 1571.
|
[34] |
Lee, Y. H.; Lee, D.; Lee, T.; Lee, J.; Min, H. L. Dyes Pigm. 2021, 188, 109224.
doi: 10.1016/j.dyepig.2021.109224 |
[35] |
Xia, G. Q.; Qu, C.; Zhu, Y. L.; Ye, J. J.; Ye, K. Q.; Zhang, Z. L.; Wang, Y. Angew. Chem., nt. Ed. 2021, 60, 9598.
|
[36] |
Lim, H.; Cheon, H. J.; Woo, S. J.; Kwon, S. K.; Kim, Y. H.; Kim, J. J. Adv. Mater. 2020, 2004083.
|
[37] |
Wang, T. T.; Hua, X. C.; Yu, Y. J.; Yuan, Y.; Feng, M. Q.; Jiang, Z. Q. Chin. J. Org. Chem. 2019, 39, 1436. (in Chinese)
doi: 10.6023/cjoc201810016 |
(王彤彤, 华晓晨, 郁友军, 袁熠, 冯敏强, 蒋佐权, 有机化学, 2019, 39, 1436.)
doi: 10.6023/cjoc201810016 |
|
[38] |
Zhang, Q.; Kuwabara, H.; Potscavage, W. J.; Huang, S.; Hatae, Y.; Shibata, T.; Adachi, C. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 18070.
doi: 10.1021/ja510144h |
[39] |
Yang, H. Y.; Zhang, M.; Zhao, J. W.; Pu, C. P.; Lin, H.; Tao, S. L.; Zheng, C. J.; Zhang, X. H. Chin. J. Chem. 2022, 40, 911.
doi: 10.1002/cjoc.v40.8 |
[40] |
Northey, T.; Penfold, T. J. Org. Electron. 2018, 59, 45.
doi: 10.1016/j.orgel.2018.04.038 |
[41] |
Oda, S.; Kawakami, B.; Kawasumi, R.; Okita, R.; Hatakeyama, T. Org. Lett. 2019, 21, 9311.
doi: 10.1021/acs.orglett.9b03342 |
[42] |
Paterson, L.; Mondal, A.; Heimel, P.; Lovrincic, R.; May, F.; Lennartz, C. Nat. Commun. 2019, 9, 4990.
doi: 10.1038/s41467-018-07432-2 |
[1] | 杜琳琳, 张华. 芳烃与烷烃化合物参与的光化学与电化学硼化反应[J]. 有机化学, 2023, 43(5): 1726-1741. |
[2] | 林翠梧,崔建国,苏镜娱. 醛不对称加成反应的进展[J]. 有机化学, 2000, 20(6): 861-865. |
[3] | 李南生,陈燕,邓敏智. 有机硼化合物的一些新的高选择性反应[J]. 有机化学, 1993, 13(3): 295-296. |
[4] | 王序昆,黄唯平,吴世华. 金属蒸气合成在金属有机合成中的应用[J]. 有机化学, 1992, 12(1): 14-25. |
[5] | 袁国正,庞金星,张国敏,曾繁波. 含硼抗癌化合物研究 V: 氟及甲氧基取代二苯基硼的某些N,O双齿螯合物[J]. 有机化学, 1989, 9(3): 226-229. |
[6] | 袁国正,郑传新,张国敏. 硼化合物的研究XX:乙醇胺合三(2-呋喃基)硼烷的合成及其转化[J]. 有机化学, 1987, 7(2): 146-149. |
[7] | 黄赛棠,丁安林. 空气敏感样品的电子能谱测定方法[J]. 有机化学, 1986, 6(5): 405-406. |
[8] | 林凯,张国敏,傅乃武. 含硼抗癌化合物的研究 IV.双(对一甲氧基苯基)硼酸α-氨基酸衍生物的合成及其抗癌活性[J]. 有机化学, 1985, 5(3): 228-232. |
[9] | 沈延昌. 元素有机化合物在有机合成中的应用[J]. 有机化学, 1985, 5(1): 35-43. |
[10] | 张伦,陈新兰,李二成,何建社. 硼化合物的研究 XI. 氢硼酸π-环戊二烯基-烷撑双(二苯基膦)合镍(II)的合成和性质[J]. 有机化学, 1984, 4(6): 446-449. |
[11] | 张伦,胡培植,张国敏. 硼化合物的研究V.氢硼酸 π-芳烃-π-环戊二烯基铁的合成和性质[J]. 有机化学, 1983, 3(4): 277-280. |
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