基于氮杂环卡宾蓝光有机自由基的合成及其光学性质研究

作     者：任妍妍 李欣 韩英锋 Ren Yanyan;Li Xin;Han Yingfeng

作者机构：西北大学化学与材料科学学院西安710127 

出 版 物：《化学学报》 (Acta Chimica Sinica)

年 卷 期：2023年第81卷第7期

页      面：735-740页

核心收录：

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070303[理学-有机化学] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家杰出青年基金(No.22025107) 中国博士后科学基金(No.2022M712573) 陕西生化基础科学研究项目(No.22JHZ003) 陕西省国际科技合作与交流重点项目(No.2023-GHZD-15) 西安市功能超分子结构与材料重点实验室资助 

主　　题：发光自由基 氮杂环卡宾 双线态 蓝光 高阶激发态 

摘      要：发光自由基因同时具有发光、导电、顺磁、可逆的氧化还原等特性,使其在有机光电领域具有广阔的应用前景.然而,目前已报道的发光自由基通常具有窄的最高占据轨道(HOMO)-单电子占据轨道(SOMO)能隙且分子结构单一,因此发光颜色主要集中在橙色、红色等可见光的长波范围,难以获得具有蓝色发射的自由基.为进一步丰富发光自由基的种类、拓宽自由基的发光范围,本工作以氮杂环卡宾和9-(4-碘苯基)-9H-吡啶并[2,3-b]吲哚为前驱体通过钯催化的偶联反应得到了自由基前驱体[2a]I和[2b]I,进而通过单电子还原成功制备了两例发光自由基3a和3b.实验表明,自由基3a和3b在四氢呋喃溶液中具有蓝色的发射,其最大发射波长分别为450和428nm.此外,对比发现自由基的荧光发射能量高于对应吸收谱最大吸收波长处的能量,表现出明显的Anti-Kasha发射现象.本工作表明以氮杂环卡宾为骨架单元可有效构筑具有蓝色发射的自由基,为可控合成稳定的发光自由基提供了新的研究思路.