磷光功能铂配合物的设计、合成及光电性质研究-信息材料专业论文.docx

摘要平面四方形磷光铂配合物由于其独特的光谱和发光性能以及在有机电致发光二极管（OLEDs）、化学和生物传感器、细胞成像以及分子自组装等领域潜在的应用前景，引起 众多学者极大的研究兴趣。铂配合物的发光性质与环金属配体以及辅助配体的结构有很大关系。配体的共轭程 度、刚性大小、取代基的种类和位置以及给电子或吸电子能力等都是影响其发光性能的重 要因素。β-二酮配体是一类重要的双齿配体，在配位化学领域中占有重要的地位。本文设 计、合成了一系列含低三线态能级β-二酮配体的铂配合物，并详细探讨了配体化学结构与 配合物光物理及电化学性质之间的关系。所有配合物在溶液和固态下都发光。通过改变β- 二酮配体的化学结构，实现了铂配合物在溶液中的发光颜色从蓝绿光（485nm）到黄光（550 nm）的调节。重要的是，这些配合物对活细胞具有低毒性、好的细胞膜穿透性和细胞胞浆 染色能力，使它们在细胞成像领域具有潜在的应用。有机光电材料的功能是由分子或分子聚集状态决定，分子聚集状态是由分子堆积与排 列方式决定的，分子在固体中的堆积方式是影响材料发光性能的一个关键因素。考虑到有 机发光材料通常是在聚集态（固态）下应用，因此开发具有特殊聚集态发光性质的光电材 料非常重要。我们通过引入合适的辅助配体，设计、合成了一系列具有特殊聚集诱导磷光发射（aggregationinducedphosphorescentemission,AIPE）性质的铂配合物，并通过单晶结构解 析以及理论计算等方法深入研究铂配合物分子堆积结构与发光性质之间的关系，探讨其发 射机理。结果表明，在溶液中，分子由基态跃迁到激发态时，分子结构发生明显扭曲，导 致辅助配体控制铂配合物的激发态，从而在溶液中表现出无效的发射，而分子在聚集态下 的激发态结构扭曲受到C－H…π/F弱相互作用的限制，更为重要的是，铂配合物的激发态 性质仍有环金属配体参与，从而使材料在聚集态下产生强的发射。为了进一步利用聚集诱 导磷光发射性质，我们以铂配合物为发光层，CBP（4,4’-二（9-咔唑）联苯）为主体材料， 实现了具有白光发射（色坐标x=0.33, y= 0.30）的电致发光器件。初步研究结果表明，这 一类材料可以作为一类全新的磷光电致发光材料。利用其特殊的聚集诱导磷光发射（AIPE） 性质，这类材料在其它光电子领域也将具有很好的应用前景。关键词：铂配合物，磷光，细胞成像，聚集诱导磷光发射，有机发光二极管，构效关系IABSTRACTSquareplanarplatinum(II)complexeswithphosphorescentemissionhaveattractednumerousresearchinterestsduetotheirintriguingspectroscopicpropertiesaswellasgreatpotentialsinorganiclightemittingdiodes(OLEDs),chemosensorsandbiosensors,cellimagingandself-assemblyetc.Cyclometalatedandancillaryligandshaveprofoundeffectsonthephotophysicalpropertiesofplatinumcomplexes.Theirluminescentpropertiesareusuallydeterminedbycyclometalatedandancillaryligands,andcanbetunedsignificantlybychangingtheconjugateddegreeof ligandsaswellasattachingthesubstituentswithdifferentelectronicproperties.β-Diketonateligandsareaveryimportantclassofligandsinthefieldofcoordinationchemistry.Inthispaper,wedesignedandsynthesizedaseriesofcyclometalizedplatinum(II) complexescontainingβ-diketonateligandswithlowtriplet-stateenergylevelsandstudiedtherelationshipbetweenthestructureandphotophysicalaswellaselectrochemicalpropertiesindetail.Allcomplexesexhibitmoderateemissionbothinsolutionandsolidstate.The