多功能有机发光新材料的分子设计
有机发光材料的制备与应用
有机发光材料的制备与应用有机发光材料是一种能够发出可见光的材料，具有广泛的应用前景。
本文将从有机发光材料的制备方法、性质及应用等方面进行论述。
一、有机发光材料的制备方法1. 化学合成法有机发光材料的化学合成法是最常见的制备方法之一。
该方法通过有机合成化学反应，将具有发光性质的有机化合物制备成发光材料。
例如，通过聚合反应得到具有共轭结构的聚合物材料，或者通过有机合成反应引入各种官能团，对发光性能进行改变。
2. 溶液加工法溶液加工法是一种简便灵活的有机发光材料制备方法。
通过将有机发光材料溶解在适当的溶剂中，形成溶液后进行涂覆、印刷、喷涂等工艺，得到发光薄膜或器件。
这种方法制备的材料可以灵活地应用于各种底板上，如玻璃、塑料等。
3. 分子组装法有机发光材料的分子组装法是一种自组装过程，通过分子之间的相互作用力来形成有序的结构。
例如，通过溶液中的自组装作用，将有机分子组装成超分子结构，形成有机发光材料。
这种方法可以控制发光材料的微观结构，进而调控其光学性能。
二、有机发光材料的性质1. 发光机理有机发光材料的发光机理主要包括荧光和磷光两种类型。
荧光是指物质在吸收能量后，光子几乎立即发射出来；磷光则是指物质在吸收能量后，通过内部转换过程，延迟一段时间后才发射出光子。
2. 发光颜色有机发光材料可以通过调控其分子结构和官能团的选择来实现对发光颜色的改变。
不同的官能团引入或改变结构，导致材料发光颜色的变化，可获得多种颜色的发光材料。
3. 光电转换效率有机发光材料的光电转换效率是衡量发光材料性能的重要指标。
高效率的发光材料能够在吸收的能量中有效地转化为光能，提高发光亮度和效果。
三、有机发光材料的应用1. 有机发光二极管（OLED）有机发光二极管是一种能够直接将电能转化为光能的器件。
它具有良好的可调性、柔性等特点，被广泛应用于显示、照明等领域。
例如，柔性OLED被应用于可卷曲显示屏、曲面显示屏等。
2. 发光材料传感器由于有机发光材料可以在不同环境下发生发光变化，因此可以将其用于传感器领域。
功能高分子设计及合成
功能高分子设计及合成随着科技的不断进步，新材料的开发和应用是化学领域的一项重要任务。
高分子材料因其广泛的应用和优异的性能在材料领域中占据了重要地位。
然而，传统的高分子材料往往具有固有的缺点，如可溶性差、机械性能不佳、降解速度过慢等。
为了克服这些问题，功能高分子的设计和合成已成为当前高分子材料领域研究的重要课题。
一、什么是功能高分子？功能高分子是一种具有特定功能的高分子，它们广泛应用于医学、电子学、生物学等领域中。
功能高分子的设计和合成要求高分子材料不仅具有基本的结构性能，还要兼具特殊的性质和功能，如生物相容性、药物控释、可降解性、超分子结构、导电性等。
二、功能高分子的设计方法1. 功能单体的引入功能高分子的设计中最常见的方法是将具有特殊功能的单体引入高分子链中，从而赋予高分子链以特殊的功能。
例如，将含有酚基、羧基等官能团的单体与传统单体共聚，制备出具有生物可降解性、生物相容性等特殊功能的高分子材料。
2. 嵌段共聚物的制备嵌段共聚物是由两个或多个具有不同性质的单体所组成的高分子材料。
嵌段共聚物的制备方法相对简单，通过调整不同单体的比例和化学性质，可以控制高分子材料的相分离结构和性能。
例如：通过引入含磺酸基的单体和不含磺酸基的单体制备出具有离子交换功能的高分子材料。
三、功能高分子的合成方法制备功能高分子的方法多种多样，其中常用的合成方法包括：自由基聚合、原子转移自由基聚合、离子聚合、开环聚合、高锰酸盐催化氧化聚合等。
1. 自由基聚合合成自由基聚合是一种最常用的高分子合成方法。
它通常需要引入一定量的引发剂，如过氧化氢、过氧化二甲酰等，从而采用自由基机理合成高分子材料。
自由基聚合方法广泛应用于合成诸如聚烯烃、丙烯酸酯等传统高分子材料。
2. 原子转移自由基聚合合成原子转移自由基聚合是一种先进的高分子合成方法，它可以精确地控制高分子链的分子量和结构。
与自由基聚合不同，它通过调整反应体系中卤代烷烃的浓度，实现自由基聚合过程中的链转移反应。
有机电致发光材料及器件导论
有机电致发光材料及器件导论引言：近年来，由于有机电致发光材料及器件的研究和应用取得了巨大的进展，成为光电领域的研究热点之一、有机电致发光材料及器件具有很高的发光效率、易于制备、柔性可折叠等特点，被广泛应用于平板显示、照明、生物传感等领域。
本文将介绍有机电致发光材料及器件的基本原理、制备方法以及应用前景。
一、有机电致发光材料的基本原理有机电致发光材料是一种能够通过施加电场来实现发光的材料，其基本原理是在有机半导体材料中注入载流子，通过载流子在材料中的扩散和再组合过程中释放出能量，从而产生发光。
一般来说，有机电致发光材料包括发光层、载流子注入层和电极层等。
载流子注入层用于实现载流子从电极注入到发光层，电极层用于提供足够的电场以驱动载流子在发光层中运动。
二、有机电致发光材料的制备方法1.分子设计法：有机电致发光材料的制备通常需要合成复杂的有机分子，具有特殊的分子结构和能级分布。
通过分子设计法，可以设计出具有良好光电性能的有机分子，进而制备出高效的电致发光材料。
2.整体法：整体法是一种将有机分子溶解在溶剂中，通过溶液沉积、旋涂等技术制备电致发光材料的方法。
这种方法制备的电致发光材料结构均匀、制备成本较低，但是光电转换效率较低。
3.蒸发法：蒸发法是一种将有机分子在真空条件下蒸发沉积在基板上的方法。
这种方法制备的电致发光材料具有较高的光电转换效率和较好的膜层质量，但是制备过程较为复杂。
三、有机电致发光器件的制备方法1.有机电致发光二极管（OLED）：OLED是一种采用有机电致发光材料制备的光电器件，具有高亮度、广色域、快速响应等特点。
OLED器件由ITO透明导电玻璃基板、有机电致发光层、载流子注入层和金属电极等组成。
制备OLED器件的方法主要有真空蒸发法、旋转涂敷法和喷墨印刷法等。
2.有机电致发光场效应晶体管（OFET）：OFET是一种利用有机电致发光材料制备的场效应晶体管。
OFET器件由基底、源极、漏极和门极等组成，其中源极和漏极之间的有机电致发光材料层起到了发光的作用。
化学发光材料
化学发光材料化学发光材料是一种能够在外部激发下发出可见光的材料，在许多领域中都有广泛的应用。
本文将介绍化学发光材料的基本原理、应用领域以及未来发展方向。
一、化学发光原理化学发光又被称为化学发光发射或荧光（fluorescence），是指在某些物质受到激发后，能够吸收外部能量并以光的形式释放出来。
这种发光现象基于受激发的分子的电子能级变化。
化学发光过程包括三个基本步骤：激发、激发态寿命和发光。
首先，化学发光材料受到外部激发源（如光或电能）的作用，将分子的电子从基态激发到激发态。
其次，激发态分子经过一段寿命，有两种可能的衰变途径，一是通过非辐射衰变转化为基态而不发光，二是通过辐射衰变向周围环境释放出能量并发出光。
最后，发光产生的颜色由材料的分子结构决定。
二、化学发光材料的应用1. 生物医学领域化学发光材料在生物医学领域中有着广泛的应用。
例如，生物标记技术中常用的荧光染料、荧光探针和荧光微粒等都是化学发光材料。
这些材料可以用于细胞成像、蛋白质检测、基因表达分析等多个方面，为生物学研究提供了有力的工具。
2. 环境监测与安全防护化学发光材料在环境监测和安全防护方面也发挥着重要作用。
以化学发光为基础的传感器可以用于检测空气中的有害气体、水质中的重金属离子以及食品中的有害物质等。
此外，发光材料还可以被用作防伪标识、光学信号器件等，提高产品的安全性和可追溯性。
3. 光电子器件化学发光材料在光电子器件中有广泛应用。
发光二极管（LED）是一种利用化学发光原理制造的光源，具有高效、长寿命、低功耗等优点，已广泛用于室内照明、显示器件和车辆照明等领域。
三、化学发光材料的未来发展方向未来，化学发光材料的研究与应用将会进一步拓展。
以下是几个可能的发展方向：1. 新型发光材料的合成科学家们将继续探索新材料的合成方法，以获得更高的发光效率和更广泛的应用范围。
例如，研发新型的有机荧光材料、稀土离子掺杂的无机材料等，以满足不同领域对发光材料的需求。
有机电子材料和器件的设计和制造
有机电子材料和器件的设计和制造近年来，随着信息技术的迅速发展，有机电子材料和器件越来越引起人们的关注。
有机电子材料和器件利用有机高分子和/或小分子材料的光、电、热等特性，实现信息和能量转换，具有广阔的应用前景。
一、有机电子材料的种类有机电子材料的种类众多，常见的有有机发光材料、有机半导体材料、有机导电材料和有机非线性光学材料等。
1. 有机发光材料有机发光材料以其较低的工艺温度和廉价性质，在LED显示屏、白熾燈、平板顯示器等方面有着重要的应用。
其中，绿色荧光材料是应用最为广泛的一种，其主要成分为DPP-TPA，其量子效率高达29.2%。
2. 有机半导体材料有机半导体材料相比无机半导体材料具有成本低、制造灵活性好等特点，其应用领域包括：智能卡、传感器、显示等。
其中，杂环有机半导体材料是研究较为深入的一类，常见的杂环基团包括吡咯、噻吩、吡啶等。
3. 有机导电材料有机导电材料包括导电高分子和小分子导电材料。
其主要应用领域包括：平板显示器、电子墨水屏幕、薄膜太阳能电池等。
其中，PEDOT:PSS是一种常用的导电高分子材料，主要由聚(丙烯酸苯乙烯) (PSS)、聚咔唑 (PEDOT) 等组成，其导电性能与透明性能较好。
4. 有机非线性光学材料有机非线性光学材料是通过单分子或二分子将低分子化合物设计成二、三维无机/ 有机杂化化合物，然后利用这些化合物特殊的脆性，在其表面制备或将这些纳米结构材料分散于适当的基底上制备成材。
有机非线性光学材料的应用领域包括全息术、图像传感器、激光器等。
二、有机电子器件的制造有机电子器件的制造包括有机薄膜器件制造和有机分子器件制造。
1. 有机薄膜器件制造有机薄膜器件的制造主要分三个步骤：材料准备、薄膜沉积和器件制造。
材料准备包括有机半导体、有机发光材料和有机导电材料的制备；薄膜沉积包括蒸发、旋涂、喷绘等方法；器件制造包括加工、印刷、光刻等方法。
2. 有机分子器件制造有机分子器件的制造包括制备金属电极、有机材料的沉积、电极的制备和器件的封装。
OLED发光材料的研究进展
OLED发光材料的研究进展近年来，有机发光二极管（OLED）作为一种新型发光材料广受关注，因其色彩饱和度高、对比度高、响应速度快以及灵活性强等优势而被广泛应用于显示技术及照明领域。
与传统显示技术相比，OLED具有更低的能耗、更薄的器件厚度以及更广泛的应用潜力。
在OLED发光材料的研究中，人们主要集中在提高OLED的效率、稳定性以及延长寿命等方面。
首先，关于OLED的效率提升，研究人员通过不断改进OLED材料的分子设计，提高了荧光层和磷光层的发光效率。
在荧光材料方面，通过调整分子结构，增加材料的共轭程度、改进载流子的输运性能等方式，提高了荧光材料的量子效率。
在磷光材料方面，通过设计具有延长激子寿命的分子结构，提高了磷光材料的发光效率。
此外，将荧光层和磷光层结合起来，形成双发光层结构，通过调节各层的厚度和能量级，实现了更高效的OLED器件。
其次，关于OLED的稳定性和寿命延长，研究人员主要从材料的分子结构和器件的有效封装等方面入手。
在材料方面，通过合理选择和改进载流子输运层、电子注入层、阴极材料等关键材料，减少材料与氧、水等环境中的有害物质的接触，提高了OLED器件的稳定性。
此外，通过引入可供给有机材料的有机稳定衬底，减少器件在操作过程中的机械应力，也能有效延长OLED器件的使用寿命。
在器件封装方面，采用有效的封装技术，如有机封装材料、无机封装材料和柔性封装技术等，可以有效防止氧气和水分进入器件内部，提高OLED器件的稳定性。
同时，OLED发光材料的研究也在突破性地向着新的方向发展。
例如，近年来涌现出了蓝色和白色OLED领域的新材料。
蓝色OLED是实现全彩OLED显示的关键，研究人员通过合成具有高效率、长寿命的蓝光材料，努力填补蓝色OLED领域的空白。
白色OLED则是实现OLED照明技术的核心，目前人们主要是通过磷光材料和有机荧光材料的混合来实现白光发射，但是存在能量损失的问题，因此，正在积极研究发展新型的发光材料来提高白光OLED器件的效率和稳定性。
新型能源材料的分子设计和合成
新型能源材料的分子设计和合成随着环保意识的不断提高和全球气候变化的威胁不断加剧，新能源的重要性越来越引人注目。
为了解决能源危机和环保问题，科学家们开始着手研究新型能源材料的分子设计和合成。
一、能源材料的需求和发展趋势目前，全球能源消费量仍在不断增加。
但受到传统化石能源的枯竭和环境问题的制约，人们开始寻求更加清洁和可再生的新型能源，如风能、水能、太阳能等，以应对能源危机和环保需求。
为了实现这一目标，分子设计和合成已成为近年来的研究重点。
科学家们利用化学合成方法，通过精细的分子设计和构建，生产出了各种新型能源材料，如太阳能电池、氢燃料电池等。
这些材料具有高效、低污染、可再生等优点，有望成为未来能源的主流。
二、分子设计与合成分子设计和合成是材料科学的核心技术之一，也是新型能源材料研究的关键。
在新材料开发中，分子设计是首要考虑的因素。
它可以通过理论计算和实验探索，从结构上优化材料物性，实现对材料性能的精准控制。
而分子合成则是将设计好的分子通过化学反应合成成具有特定结构和性质的化合物。
三、分子仿生设计分子仿生设计是一种模拟自然界生物大分子的过程，通过模拟生物体内自然合成传递生命信息的方式来设计新材料。
这种方法可以让材料具有天然的优良性质，提高材料的可持续性和环境适应性。
例如，利用仿生合成方法可以合成与植物光合作用有关的光敏化合物，从而制造更高效的太阳能电池。
四、分子器件设计分子器件是将各种分子材料组合而成的一种具有特定功能的微型器件。
例如，在太阳能电池中，分子器件可以将太阳能转化为电能。
分子器件中每个分子的作用必须精益求精，才能发挥出整个器件的最优功能。
因此，分子器件设计和构建是绿色能源研究中的重要一环。
五、可持续制备及应用新型能源材料的制备必须考虑到可持续性的问题。
因此，如何使用更绿色、更环保的材料和生产工艺制备更高效的新型能源材料已成为研究的重点之一。
例如，使用生物质和可再生资源制备氢气等可再生能源材料，并通过微生物发酵等方法使其更加环保。
发光有机材料的合成及性能分析
发光有机材料的合成及性能分析发光有机材料是一种具有特殊发光性质的材料。
它们具有轻质、柔韧和耐久性等特性，可以广泛应用于光电器件、传感器、显示器和太阳能电池等领域。
本文将介绍一些常见的发光有机材料和它们的合成方法，并讨论它们的性能和应用。
一、常见的发光有机材料1. 蒸汽相长晶（Sublimation Growth）的材料这些材料通常是由芳香族化合物制成的，如芴衍生物和聚芴衍生物。
这些化合物可以通过加热到它们的蒸气压力来蒸发，并在另一个表面上沉积形成薄膜。
这种方法可以用于制备均匀的有机薄膜。
2. 溶液法生长（Solution-Grown）的材料这种方法使用化学溶解度合适的化合物，并在溶液中生长晶体。
这种方法能够产生单晶，因此这些材料通常有非常高的光学质量。
常用的材料包括发光聚合物、有机染料和立方体材料等。
3. 气相沉积（Vapor Deposition）的材料气相沉积是一种用于制备高质量有机薄膜的常用技术。
这种方法能够控制薄膜的厚度和组成，并且可以通过调节转速等变量来控制薄膜的形状和结构。
常用于实验室的气相沉积设备包括热蒸镀（Thermal Evaporation）和分子束蒸发（Molecular Beam Epitaxy，MBE）等。
二、发光有机材料的性能发光有机材料具有良好的光电性能，且颜色和发射波长可以通过化学合成和结构调控来实现，具有许多独特的物化性质。
以下是一些常见的性质：1. 良好的电荷洞移动率这种移动率决定了材料的导电性能。
发光有机材料通常具有较高的电荷移动率，可以用于制备有机场效应晶体管和有机太阳能电池等电子器件。
2. 良好的光学吸收性能发光有机材料具有较高的吸收截面和吸收能力。
这种性质可以用于制备有机光电器件，如激光、LED和荧光探测器等。
3. 发射效率高发光有机材料在激发后可以发出强烈的光，其量子效率高达10%以上。
这种性质可以用于制备高效的有机光电器件。
三、应用由于其优异的性能，发光有机材料广泛应用于以下领域：1. 光电器件发光有机材料可以制备各种光电器件，如有机场效应晶体管、OLED等。
功能有机材料的制备与应用研究
功能有机材料的制备与应用研究随着社会的发展，人们对材料的需求越来越高。
越来越多的新材料被发明和应用。
其中，有机材料以其优良的性能和广泛的应用领域成为工业界和学术界的热门研究对象。
功能有机材料是其中的重要分支之一，指的是能够带来新的功能和性能的有机材料。
功能有机材料的研究涉及到化学、物理、材料科学等多个学科领域，是一个综合性的学科。
一、功能有机材料的概念及分类功能有机材料指的是能够发挥在特定环境下特定性能的有机材料。
按照不同性能可以将其分类，主要有：1. 光电材料：如有机小分子、有机高分子的光敏剂。
2. 电子器件材料：如有机导体、有机发光材料。
3. 化学传感器材料：如有机聚合物、有机薄膜。
4. 药物及生物医学材料：如医用高分子材料。
5. 机械材料：如高分子材料、胶体材料等。
二、功能有机材料的制备方法功能有机材料的制备方法有很多，其中一些方法如下：1. 化学合成法：化学合成法是最常用的制备方法之一。
此方法产物结构精确定义，可控性好，适用范围广。
2. 热加工法：包括热压成型、热塑性加工等。
3. 凝胶处理法：凝胶处理法包括溶胶-凝胶法、反相微乳法、软模板法等。
4. 光敏聚合法：光敏聚合法是一种极具潜力的制备方法，通过光引发聚合反应，同时保持极高的成本优势和生产效率。
三、功能有机材料在实际应用中的案例1. 光电材料在太阳能领域的应用：太阳能光电转换依赖于吸光剂材料吸收阳光并将其转化为电能。
在这方面，有机小分子、有机高分子材料的应用受到了广泛的关注。
2. 跨界化合物材料制备研究：在化学合成领域，材料的相互作用被广泛研究。
例如，研究如何在单一分子内组合磁性、电子和光学性质，从而实现智能材料的设计与制备。
3. 化学传感领域应用：有机聚合物的作用和应用在化学传感领域不可忽视。
对于传感器的灵敏度、选择性、响应时间以上几个因素的影响不可忽略，有机聚合物的应用可以改善和增强传感器在这几方面的效果。
四、功能有机材料的发展前景随着科学技术的不断进步，功能有机材料找到了越来越多的新应用领域，其应用范围也变得更加广泛。
有机发光材料的研究及应用前景
有机发光材料的研究及应用前景有机发光材料是指能够在电场或光场的作用下发出可见光的一类材料，其研究与应用已经成为当今科技研究的热点之一。
有机发光材料具有许多优点，例如可以灵活设计分子结构、发射波长可调、高效率、低能耗等特点，使其在光电子学、生物医学、信息技术等领域有着广泛的应用前景。
有机发光材料的研究起源于20世纪60年代，当时人们发现发光的光剂分子（荧光物质）在光激发下会发出可见光。
这一发现引发了对发光材料的研究和探索，也奠定了有机发光材料的研究基础。
20世纪90年代，随着聚合物LED（有机发光二极管）技术的进步，有机发光材料的研究得到了更广泛的应用。
有机发光材料的种类逐渐丰富，性能也越来越优化，如今已经成为了一类重要的新材料。
有机发光材料与传统的发光材料相比，具有许多优秀的性质。
首先，有机发光材料具有高效率的特点，其内部的发光机理非常特殊，与普通荧光材料相比，有机发光材料的发光效率更高，可以达到90%以上。
其次，有机发光材料在电子学中应用非常广泛，因为该材料可以产生多种颜色的发光，可以制备不同波长的光源，特别是制备白光非常简便。
此外，有机发光材料还可以作为光纤的发光材料，因为它的发光强度很高，可以减少光纤传输的能量损失。
在生物医学领域，有机发光材料的应用也非常广泛，例如用于药物标记、活体成像、生物传感等。
在信息技术领域，有机发光材料的应用也非常广泛。
例如，在OLED显示屏的设计中，需要用到有机发光材料，其光电性能更好，并且可以实现更高分辨率的显示。
此外，随着人工智能研究的逐渐深入，有机发光材料也被用于光电子学中，作为人工智能的一个重要组成部分，其在图像识别、语音识别等方面都有着广泛的应用前景。
总的来说，有机发光材料具有许多优秀的性质，是一种非常重要的新材料。
经过不断的研究和探索，有机发光材料的种类也越来越丰富，性能也越来越完善，可以应用于光电子学、生物医学和信息技术等领域。
随着科技的不断发展和技术的日益成熟，有机发光材料的应用前景也更加广阔，相信未来有机发光材料会给我们的生活带来更多的便利和创新。
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多功能有机发光新材料的分子设计、合成与发光性能研究王芸芸龚孟濂*（中山大学化学与化学工程学院，广州510275）摘要根据“分子设计”的思想,本文合成了两大类6种新的多功能有机发光材料:一类含有具有电子传输性能的1,3,4-噁二唑基团;另一类既含有1,3,4-噁二唑基团又含有具有空穴传输性能的三苯胺基团.其中,对三苯胺类有机化合物的合成方法和合成条件做了细致的研究,确定了优化的合成方法和合成条件.以核磁共振（1H-NMR）、红外(IR)、质谱(MS)、元素分析确定了所得有机发光材料的组成;紫外吸收光谱及室温下固体、溶液荧光光谱分析表明该两大类有机发光新材料具备良好的近紫外或蓝光发光性能.关键词1,3,4-噁二唑、三苯胺、吡啶、电子传输、空穴传输、光致发光1987年,美国柯达公司的邓青云[1]等人首次报道了第一个非晶体的有机电致发光器件;1990年,英国剑桥大学的Burrouphs[2]等人首次报道了第一个聚合物的有机电致发光器件.从此以后,有机电致发光的研究进入了一个全新的阶段.有机电致发光器件经历了单层器件器件、三层器件至多层器件的转变,为了简化有机电致发光器件的结构,降低器件的驱动电压,提高器件的稳定性,目前的研究趋向是将几种功能基团集中于一个分子中,使其同时具备两种或两种以上的功能. 本文合成了两大类6种新的多功能有机发光材料:一类含有具有电子传输性能的1,3,4-噁二唑基团;另一类既含有1,3,4-噁二唑基团又含有具有空穴传输性能的三苯胺基团.紫外吸收光谱及室温下固体、溶液荧光光谱分析表明该两大类有机发光新材料具备良好的近紫外或蓝光发光性能,为我们制备相应的有机电致发光器件奠定了认识基础.6种有机化合物的合成路线如图I和图II所示.(1)(2)(3)FigⅠSynthetic route of 4,4’,4”-tricarboxyl-triphenylamine*基金项目中山大学化学与化学工程学院创新化学实验与研究基金项目（批准号：03001）资助广东省科技计划项目(批准号：B10502)第一作者王芸芸（1983年出生），女，中山大学化学与化工学院应用化学专业2000级指导教师龚孟濂 Email：cesgml@R(COCl)n(CNHNHC R')nR)nO ONR=,R'=H化合物a：化合物b：化合物c：化合物d：化合物e：化合物f：NR=,R'=OCH3,,n=2n=2 R=,R'=CH3,n=1 R=,R'=OCH3,n=1 R=N,R'=H,n=3R=N,R'=CH3,n=3R(COOH)n2(5)(8)FigⅡSynthetic route of compounds a, b, c, d, e and f1 实验部分1.1 4,4’,4”-三苯胺三羧酸（3）的合成在冰盐浴情况下,往干燥的三颈烧瓶中加入150 mL无水二氯甲烷、3 g三苯胺（1）,磁力搅拌,用恒压滴液漏斗逐滴加入由4mL无水乙酰氯、100mL二氯甲烷及4.9g无水三氯化铝的混合溶液, 20 min滴完, 继续反应30 min后,改为水浴加热, 温度控制在30~40℃反应5 hr,停止反应,蒸馏水洗涤,直至水层为中性,收集淡黄绿色有机相至烧瓶中.蒸出烧瓶中的二氯甲烷至固体完全析出,用无水乙醇重结晶,得浅黄绿色晶体4,4’,4”-三乙酰基三苯胺（2）.在冰盐浴情况下,往干燥的烧瓶中加入7 g氢氧化钠、30 mL蒸馏水,磁力搅拌至氢氧化钠完全溶解后, 用恒压滴液漏斗往烧瓶缓慢滴加3 mL液溴,反应20 min..将烧瓶中的全部溶液移至滴液漏斗中,缓慢滴入加有50 mL重蒸的1,4-二氧六烷及2g 4,4’,4”-三乙酰基三苯胺（2）的三颈烧瓶中,40~45℃回流5hr,用盐酸羟胺还原未反应的次溴酸钠,用稀盐酸酸化,静置过夜析出浅绿色固体,过滤,滤饼用冰醋酸重结晶,得浅绿色4,4’,4”-三羧基三苯胺（3）.1.2 有机小分子化发光材料的合成1.2.1 N-取代二酰肼（4）的合成[3]在干燥的烧瓶中加入羧酸（5）0.15mol和80mL重蒸的氯化亚砜,磁力搅拌,控温80℃回流20 hr,减压浓缩去除氯化亚砜,用70 mL干燥的苯提取,减压蒸馏,至不出苯为止.放置24 hr,析出晶体,得酰氯（5）.在干燥的烧瓶中加入0.2 mol酯（6）、60 mL 80%水合肼、60 mL无水乙醇,磁力搅拌,加热回流6hr后,蒸去部分溶剂,冷却析出晶体,过滤,滤饼用乙醇重结晶,得酰肼（7）.在干燥的烧瓶中加入适当比例的酰氯（5）和酰肼（7）及无水吡啶,磁力搅拌,加热回流6hr后,倾到至适量的蒸馏水中,析出固体物质,抽滤,用水、50%乙醇、甲苯清洗数次,最后再用N,N-二甲基甲酰胺重结晶,得N-取代二酰肼（8）,充分干燥待用.1.2.2 1,3,4-噁二唑衍生物的合成将上述干燥的中间产物（8）、重蒸三氯氧磷加热回流过夜,然后蒸去过量的三氯氧磷,余物缓慢倒入碎冰水中,并不断搅拌,析出固体物质, 抽滤,蒸馏水洗至中性,乙醇洗涤数次,干燥,再分别以适当的方法加以提纯,得化合物（9）.化合物a:以DMF重结晶,得粉红色晶体,产率72.3%.m.p = 262.7-263℃;1H NMR（DMSO-d6）δ/ ppm:8.50（1H），8.37（2H）,8.16（4H）,7.68（6H）;IR（KBr）υ/ cm-1: 1605, 1545, 1425, 1175, 1088, 1070;m/z: 368([M+1]＋);元素分析测定值(计算值) / %:C 68.88 (68.66), H 4.014 (3.54), N 19.06 (19.07).化合物b:以热EtOH∶DMF（1∶1,V∶V）反复冲洗数次,热水及热乙醇各洗涤三次,得白色粉末,产率69.4%.m.p > 300℃;1H NMR（DMSO-d6）δ/ ppm:8.46（2H）,8.29（1H）,8.09（4H）,7.18（4H）,3.84（6H）;IR（KBr）υ/ cm-1: 1616, 1537, 1429, 1176,1089;m/z:428（[M+1]+）;元素分析测定值(计算值) / %: C 64.42 (64.64), H 4.000 (3.980), N 16.34 (16.39).化合物c:以甲苯重结晶,得白色晶体,产率70.8%.m.p = 167.6-168.5℃;1H NMR（CDCl3）δ/ ppm:8.195（d, 6.9Hz, 2H）,8.038（d, 7.2Hz, 2H）,7.750（d, 6.9Hz, 2H）,7.652（d, 8.1Hz, 2H）,7.481（t, 8.1Hz, 2H）,7.338（d, 7.8Hz, 2H）,2.445（s, 3H）;IR（KBr）υ/ cm-1: 1610, 1549, 1409, 1182, 1101, 1067;m/z:313（[M+1]+）; 元素分析测定值(计算值) / %: C 80.80 (81.02), H 5.093 (4.822), N 8.937 (9.000).化合物d:以甲苯重结晶,得白色晶体,产率67.0%.m.p = 150.3-151.5℃;1H NMR (CDCl3）δ/ ppm:8.06（d, 7.2Hz, 2H）, 7.964（d, 7.2Hz, 4H）,7.623（d, 6.9Hz, 2H）,7.523（d, 7.5Hz, 2H）, 7.357 (t, 6.9Hz, 2H ) , 7.277（t, 6.6Hz, 1H）, 6.912 (d, 7.5Hz, 2H) ;IR（KBr）υ/ cm-1: 1611, 1542, 1410, 1175, 1101, 1070 ;m/z:329（[M+1]+）;元素分析测定值(计算值) / %: C 77.23 (77.06), H 5.036 (4.594), N 8.523 (8.566).化合物e:以乙酸乙酯:石油醚（1∶4,V∶V）过柱分离出浅黄色粉末,产率46.7%.1H NMR（CDCl3）δ/ ppm:8.141（d, 5.1Hz, 6H）,8.102(d, 9.3Hz, 6H),7.542(d, 5.1Hz,6H),7.313（d, 7.8Hz, 3H）, 7.250（d, 1.5Hz, 6H）;m/z:678,679（[M+1]+）;IR（KBr）υ/ cm-1: 1603, 1544, 1428, 1178, 1104, 1069.化合物f:以乙酸乙酯:石油醚（1∶4,V∶V）过柱分离出浅黄色粉末,产率45.4%.1H NMR（CDCl3）δ/ ppm:8.081（d, 6H）,8.012（d, 6H）,7.262（d, 6H）,2.447（s, 9H）; m/z:720,721（[M+1]+）;IR （KBr）υ/ cm-1: 1603, 1543, 1429,1182,1092,1067.2 结果与讨论2.1 合成2.1.1 4, 4’, 4”-三乙酰基三苯胺的合成方法讨论以三苯胺作为分子中心合成星型或者树枝型含多功能团化合物正逐渐成为电至发光材料科学方面的一大研究热点[4,5,6].一般都是在三苯胺的三个苯上4位进行取代,接入活性基团,再和其它功能基团结合.目前报道居多的为4, 4’, 4”-三醛基三苯胺,但产率较低.对于此类Friedel–Crafts反应,反应温度对反应有极大的影响,我们对二氯甲烷和三氯甲烷作为溶剂微弱回流下进行的反应做了比较.发现用二氯甲烷作为溶剂时反应比较完全,能够达到最高产率78%,而相同条件下,三氯甲烷作为溶剂反应,由于反应温度过高,反应副产物增多,需要过硅胶柱分离才能得到产物,产率只能达到50~55%.因此,我们选择使用二氯甲烷作为溶剂,在微弱回流条件下进行反应.在此反应中,我们采用三氯化铝作为催化剂,对不同的量对反应的影响做了比较.表Ⅰ不同量催化剂对反应影响催化剂/三苯胺 2 3 4产率/ % 65 78 63催化剂/三苯胺为三倍时发现有少量三苯胺自身偶合的产物;高于四倍时,三苯胺自身偶合产物增加,且反应副产物较多.二倍量时反应进行不完全.因此，我们选择三倍三苯胺量为催化剂量.2.1.2 4, 4’, 4”-三羧基三苯胺的合成方法讨论从4, 4’, 4”-三乙酰基三苯胺制备4, 4’, 4”-三羧基三苯胺, 每个分子需要同时氧化三个乙酰基团, 氧化剂如果选择不当, 很容易得到单氧化和双氧化产物,既影响了产率, 也给后处理增加了难度.我们使用常规的氧化剂进行了多次的对比和探索实验,得到采用次溴酸钠作为氧化剂,可以得到较高的产率,产率可达57.8%.这类氧化反应为典型的卤仿反应,一般都采用过量的氧化剂和适当的增大反应温度的方法来提高产量.我们对反应温度的选择进行了探讨,其对反应产率的影响如表Ⅱ所示:表Ⅱ不同温度对反应的影响温度/℃30 40 50 60产率/% 34.6 53.6 53.8 /后处理过硅胶柱重结晶过硅胶柱油状物从表Ⅱ可以看出:在30 ℃时反应不完全,经测试含有单氧化和双氧化产物,后处理需过硅胶柱才能得到纯净产物.在50℃时,反应温度已经过高,后处理中发现有红棕色物质出现,亦需要过硅胶柱才能得到纯净产物.在60℃时反应温度过高,不能得到产物,只得到红棕色油状物质.因而我们选择控温45℃进行反应, 得到最高产率为57.8%,后处理简单,只需用冰醋酸重结晶一次即可.由于4, 4’, 4”-三乙酰基三苯胺不溶于氢氧化钠溶液,我们采用了1,4-二氧六环作为助溶剂,使反应体系为均相反应.反应物4, 4’, 4”-三羧基三苯胺能溶于氢氧化钠溶液,这使得反应能够更好的进行.2.2 紫外-可见吸收光谱分析在UV-1200型紫外-可见吸收光谱仪上测得所合成的6种有机化合物的DMF溶液的紫外-可见吸收光谱, 有关数据见表Ⅲ. 可见: 有机小分子a, b, c, d, e和f在近紫外光区均有强的吸收,这对发光是有利的.表Ⅲ有机小分子DMF溶液的紫外吸收数据有机小分子 a b c d e fλmax/nm (Abs)278(0.609)280(0.612)281(0.573)279(0.493)271(0.541)271(0.443)315(0.117)316(0.117)319(0.117)317(0.119)377(0.720)377(0.557) * a, b, c, d溶液浓度为10－5 mol / L; e, f 溶液浓度为10－6mol / L.2.3 荧光光谱分析在FLS920全功能型时间分辨和稳态荧光光谱仪型荧光光谱仪上测得合成的有机化合物固体粉末的荧光激发光谱(图Ⅲ)和发射光谱(图Ⅳ),可以看出: 276 ~ 334 nm 的紫外光都能激发化合物a, b, c, d, f发光(有机小分子e因量太少未做固体荧光光谱测试). 分别用324、352、360、356和352 nm 紫外光激发样品a, b, c, d 和f时,均出现宽带发光,其中样品a, b, c, d的最强发射峰在紫外光区, 分别为376、382、402、和396 nm, 但延伸至紫-蓝光区; 样品f的最强发射峰在蓝光区, 为440 nm. 对于同类物质a、b来说, 由于b中二个甲氧基团的吸电子影响,使得b化合物的最大发射波长相对于a化合物的最大发射波长产生明显的红移（相对a的376 nm移到382 nm）.对于同类的化合物c、d来说,相对位移不大,可以认为甲基和甲氧基对固体单噁二唑类化合物的最大发射峰影响不明显.2002202402602803003203403603804000.04.0x1048.0x1041.2x1051.6x1052.0x1052.4x105f dcbaI / a .u .wavelength / nm32036040044048052056060001x1042x1043x1044x1045x1046x1047x1048x104fdcbaI / a .u .Wavelength / nmFig Ⅲ Excitation spectra of the solid organic Fig Ⅳ Emission spectra of the solidcompounds a, b, c, d and f organic compounds a, b, c, d and f (λ em :a 376 nm ;b 382 nm ; (λ ex :a 324 nm ;b 352 nm; c 402 nm ;d 396 nm ;f 440 nm ) c 360 nm ;d 356 nm ;f 352 nm )6种有机化合物的DMF 溶液（10-5 mol /L ）的荧光激发(图Ⅴ)与发射(图Ⅵ)光图谱与其固体相似: 用近紫外光激发时, 化合物a, c 和 d 的最强发射峰在紫外光区, 为358、366和382 nm; 而b, e 和f 的最强发射峰在可见光区,分别为410、438和436 nm. 对于同类物质a 、b 来说,由于b 中二个甲氧基团的吸电子影响,使得b 化合物的最大发射波长相对于a 化合物的最大发射产生明显的红移（相对a 的358 nm 移到410 nm ）. 对于同类的化合物c 、d 来说,由于d 化合物受到一个甲氧基团的吸电子影响,化合物c 受到一个给电子性的甲基的影响,使得c 化合物的最大发射波长相对于d 化合物产生明显的蓝移（相对d 的382 nm 移到366 nm ）.对于同类物质e 、f 来说,取代基团对化合物的最大发射波长没有明显的影响,但该类含有三苯胺和噁二唑基团的化合物有二个最大发射波长在438 nm 左右和463nm 左右、强度相近的发射峰.2402602803003203403603804000.02.0x1064.0x1066.0x1068.0x1061.0x1071.2x107fedc b aI / a .u .Wavelength / nm3003504004505005506000.05.0x1051.0x1061.5x1062.0x1062.5x1063.0x1063.5x1064.0x106f ed cbaI / a .u .Wavelength / nmFig Ⅴ Excitation spectra of the DMF Fig Ⅵ Emission spectra of the DMF solutions of organic compounds a, b, solutions of organic compounds a, b, c, d, e and f （10-5 mol /L ） c, d, e and f （10-5 mol /L ） (λ em :a 358 nm ;b 410 nm;c 366 nm ; (λ ex : a 328 nm ;b 346 nm ;c 274 nm ;d 382nm ;e 438 nm ;f 436 nm) d 346 nm ;e 314 nm ;f 318 nm)3 结论合成了两大类共6种有机小分子多功能材料,第一类4种材料兼备近紫外发光性能和电子传输基团;第二类2种材料既具有良好的蓝色发光性能,同时又兼具空穴和电子传导基团.细致研究了三苯胺类有机化合物的合成方法和合成条件,包括合成路线、反应温度、反应时间、溶剂、催化剂和后处理等因素对合成产物的影响,确定了优化的合成路线和合成条件,获得较高产率,为合成这类重要的有机电致发光材料提供了有益的途径.光致发光性能测量表明:这两类有机小分子材料具备较强的近紫外或蓝色发光性能,为制作相应的OLED提供了认识基础.参考文献[1]Tang C. W., V anSlyke S. A., Organic electroluminescence diodes, Appl. Phys. Lett., 1987, 51:913~915.[2]Burroughes J.H., Bradley D.D.C, Brown A.R.,et al, Light-emitting diodes based on conjugated polymers, Nature, 1990,347(6293):539~541[3]滨田右次，安达千波矢，简井哲夫等，日本化学会志，1991，11：1540~1548[4]K.R. Justin Thomas, Jiann T.Lin, Star-shaped polyferrocenes based on thiophene and triphenylamine: synthesis, spectroscopy andelectrochemistry, J. Org. Chem.,2001, 637~639:491~498.[5]Fanshun Meng, Chuanzhen Liu, Jianli Hua, et al. Novel linear and tri-branched copolymers based on triphenylamine fornon-doping emitting materials, European Polymer Journal, 2003,39:1325~1331.[6]Hye Jeong Lee, Jiwon Sohn, Jaehoon Hwang, et al. Triphenylamine-Cored Bifunctional Organic Molecules for Two-PhotonAbsorption and Photorefraction, J. Chem .Mater.,2004 ,16:456~465.Molecular Design, Synthesis andPhotoluminescence of Novel Organic Light-emitting Materials with Multi-functionsWang Yun-yun Gong Meng-lianCollege of Chemistry and Chemical Engineering, Yat-sen UniversityAbstract Based on an idea of “molecule design”, six novel organic materials with multi-functions were designed and synthesized. Four compounds of the materials contain radicles of 1,3,4-oxadizole that can transfer electrons, and other two materials have good light-emitting property with radicles of 1,3,4-oxadizole and triphenylamine (TPA) which display both electron-transporting and hole-blocking functions. Firstly synthesis routes and conditions of TPA and TPA derivatives were studied in details, and the optimum route and conditions were fixed. Then the compositions of synthesized. New compounds were determined by elementary analysis, FT-IR spectroscopy, MS and 1H-NMR. UV-Vis absorption and photoluminescence measurements indicated that the synthesized materials emitted strongly near-ultraviolet or blue light in region of 360-460 nm under excitation of ultraviolet radiation, that provided a basic knowledge to the materials for fabrication of organic light-emitting diodes (OELD).Key words1,3,4-oxadizole; triphenylamine; pyridine; electron-transporting; hole-transporting; photoluminescence。