新型双核铱铜配合物的合成及性能研究(附件)【字数：11014】
摘 要摘 要由于磷光铱配合物[1-7]有着优异的光物理性质，因此被广泛得应用于有机电光致发光材料，生物成像和化学传感等领域。尽管如此，随着最近十多年的飞速发展，目前对于这类磷光铱配合物研究空间都已趋于饱和，从其结构、发光机理到应用的各个方面。现在面临的新挑战就是能够开发出结构更加新颖、性能优异的磷光铱配合物。此外，具有d10电子结构一价铜配合物[8-20]由于没有d-d非辐射跃迁，并且在成本上具有很大的优势。因此，本文通过设计开发一种新型2-嘧啶苯并咪唑的四氮桥连配体L-1，然后合成一个全新的双核的铱铜配合物，进行一次新的尝试，并研究其光物理性能。关键词磷光 双核铱铜配合物
目 录
第一章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2磷光材料研究历史 1
1.2.1发光原理 1
1.2.2 研究现状 2
1.3 铱、铜发光材料 2
1.3.1 铱磷光配合物的常见类型 2
1.3.2 中性混配磷光铱配合物 4
1.3.3 阳离子型磷光铱配合物 5
1.3.4 阳离子型磷光铜配合物 7
1.4 选题背景及意义 9
第二章 实验部分 11
2.1 实验试剂 11
2.2 测试仪器 11
2.3配合物的合成 12
2.3.1 配体L1的合成： 12
2.3.2 铱氯桥IrCl的合成： 12
2.3.3 配合物Ir1的合成： 13
2.3.4 中间体2c的合成路线： 13
2.3.5 双核配合物IrCu的合成： 14
第三章 结果与讨论 15
3.1中期配体谱图 15
3.1.1 中期配体核磁 15
3.1.2 中期配体质谱 19
3.2 目标产物 21
3.2.1 IrCu的质谱 21
3.2.2 IrCu的核磁 22
3.2.3 IrCu的荧光光谱 23
结 论 24
致 谢 25
参考文献 26
第一章 绪论 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
1.1 引言
光致发光是一个非常重要和非常常见的现象，无机发光材料的研究和应用具有悠久的历史，但无机配合物的发光材料具有很多的缺点,有的可调节性小,或者使用条件的苛刻,再有一些能量效率不高,难于获得荧光等诸多原因。因此，重要的是探索新的发光材料。具有大共轭体系的有机分子被电和光激发，产生电子能级的转变并发出不同波长的光。由于有机化合物具有多种多样的结构，可满足不同环境的需要。在发光领域，越来越多的人将目光投入到有机材料的研究方面来。
磷光过渡金属配合物是一种非常有希望的发光材料，已经在有机发光二管，发光电化学电池，生物标记传感器，发光电化学电池和光催化等方面得到了应用。根据自旋轨道理论，基于有机分子的电致发光器件只能利用单重激子，即最大量子效率。基于过渡金属络合物的磷光材料，由于重金属原子的自旋轨道耦合，可以同时发出三个激子和单重态激子，从理论上可以获得量子效率。在几种常见的重金属络合物中，磷光金属钴配合物由于其高发光效率，大排量和可调激发波长和发射波长等优点，引起了世界各地科学家的广泛关注。此外，这些金属络合物的配位结构非常丰富，通常由环金属配体，金属铱中心和辅助配体组成。其中，通过化学修饰容易地使用的配体，如基于母体结构，引入具有不同电子性质的官能团，或直接改变母体结构，这给链带结构和性质的多样性。此外，配体还扩展了用于限定铱络合物的结构并调节其性质的空间。通过引入不同的配体，可以获得中性或离子铱络合物。然而，随着近十年的快速发展，这种磷光铱络合物的结构，发光机制和应用已经饱和。因此，开发具有优异性能的磷光复合物的新型结构是一个很大的挑战。
1.2磷光材料研究历史
1.2.1发光原理
有机物的发光是从激发态到基态的辐射过渡现象。获得有机分子有许多方法，光致发光中的大多数有机化合物具有均匀的电子。在基态下，电子以成对的分子轨道存在。根据保利原理，两电子自旋在同一轨道上，因此分子电子自旋总共为零，分子电子状态称为单线态（2S+1=0）。当分子中的电子吸收光能时，其自旋保持恒定，而激发态是单重态。如果电子在激发过程中自旋，则激发态是三重状态。三个重态的能量往往低于单重态。当激发光（光子）中的有机分子被激发单峰（S）时，振动弛豫到最低单重激发态（S1），S1结束时返回到基态S0，荧光或通过最低激发单峰（T1），电子最后产生T1S0跃迁，辐射磷光。
吸收外来光子后，被激发到激发态的分子可以以各种方式失去能量，并返回到基态。当分子返回到基态时，其能量通常是以热和其它形式向外传递的。但在一些特别的情况下，能量是可以以光子形式向外发射释放的。
电子基态被激发到状态上分子的第一激发的振动水平，通常以某种形式（统称为转换）失去其能量的一部分，从第一激发电子态的不同振动水平和来自电子激发态的较高激发振荡电平的第一电子返回到最低激发态。这个过程大概是1012秒。来自第一电子激发态的最低振动电平的光返回基态的不同振动电平，并且如果能量以光子的形式释放，发射的光被称为荧光。这个过程通常发生在106109秒。
1.2.2 研究现状
金属有机配合物的荧光体材料近年来发展很大。已经开发了大量具有优异性能的磷光客体材料，主要材料和电荷传输材料。设备的效率，亮度和寿命正在接近或符合商业应用标准。但还存在以下问题：当发光器件的最大外量子效率随着电流密度的增加，发光效率的降低，电流密度低;电致磷光材料采用掺杂法，相分离，易发生结晶，导致器件寿命缩短;有机分子电子器件荧光聚合物外部量子效率磷光器件和发光效率相对较小，外部量子效率低，特别是蓝色电致发光器件。
这些问题迫在眉睫，需要由研究人员解决，所以仍然是寻找合适物体和材料的研究重点。主要目的是提高材料均匀混合的相容性，使用树枝状大分子来减少接触和优化配位中心，分子中心配位控制的接枝共聚可以逐步解决磷光材料自熄的问题。稀土金属配合物将是其高纯度和配体颜色的变化的努力的方向。我们相信这些问题将会得到解决，我相信在不久的将来，全彩显示色磷光高纯度，高效率，稳定将取代现有的液晶显示技术，从而打造出一个新时代。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2磷光材料研究历史 1
1.2.1发光原理 1
1.2.2 研究现状 2
1.3 铱、铜发光材料 2
1.3.1 铱磷光配合物的常见类型 2
1.3.2 中性混配磷光铱配合物 4
1.3.3 阳离子型磷光铱配合物 5
1.3.4 阳离子型磷光铜配合物 7
1.4 选题背景及意义 9
第二章 实验部分 11
2.1 实验试剂 11
2.2 测试仪器 11
2.3配合物的合成 12
2.3.1 配体L1的合成： 12
2.3.2 铱氯桥IrCl的合成： 12
2.3.3 配合物Ir1的合成： 13
2.3.4 中间体2c的合成路线： 13
2.3.5 双核配合物IrCu的合成： 14
第三章 结果与讨论 15
3.1中期配体谱图 15
3.1.1 中期配体核磁 15
3.1.2 中期配体质谱 19
3.2 目标产物 21
3.2.1 IrCu的质谱 21
3.2.2 IrCu的核磁 22
3.2.3 IrCu的荧光光谱 23
结 论 24
致 谢 25
参考文献 26
第一章 绪论 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
1.1 引言
光致发光是一个非常重要和非常常见的现象，无机发光材料的研究和应用具有悠久的历史，但无机配合物的发光材料具有很多的缺点,有的可调节性小,或者使用条件的苛刻,再有一些能量效率不高,难于获得荧光等诸多原因。因此，重要的是探索新的发光材料。具有大共轭体系的有机分子被电和光激发，产生电子能级的转变并发出不同波长的光。由于有机化合物具有多种多样的结构，可满足不同环境的需要。在发光领域，越来越多的人将目光投入到有机材料的研究方面来。
磷光过渡金属配合物是一种非常有希望的发光材料，已经在有机发光二管，发光电化学电池，生物标记传感器，发光电化学电池和光催化等方面得到了应用。根据自旋轨道理论，基于有机分子的电致发光器件只能利用单重激子，即最大量子效率。基于过渡金属络合物的磷光材料，由于重金属原子的自旋轨道耦合，可以同时发出三个激子和单重态激子，从理论上可以获得量子效率。在几种常见的重金属络合物中，磷光金属钴配合物由于其高发光效率，大排量和可调激发波长和发射波长等优点，引起了世界各地科学家的广泛关注。此外，这些金属络合物的配位结构非常丰富，通常由环金属配体，金属铱中心和辅助配体组成。其中，通过化学修饰容易地使用的配体，如基于母体结构，引入具有不同电子性质的官能团，或直接改变母体结构，这给链带结构和性质的多样性。此外，配体还扩展了用于限定铱络合物的结构并调节其性质的空间。通过引入不同的配体，可以获得中性或离子铱络合物。然而，随着近十年的快速发展，这种磷光铱络合物的结构，发光机制和应用已经饱和。因此，开发具有优异性能的磷光复合物的新型结构是一个很大的挑战。
1.2磷光材料研究历史
1.2.1发光原理
有机物的发光是从激发态到基态的辐射过渡现象。获得有机分子有许多方法，光致发光中的大多数有机化合物具有均匀的电子。在基态下，电子以成对的分子轨道存在。根据保利原理，两电子自旋在同一轨道上，因此分子电子自旋总共为零，分子电子状态称为单线态（2S+1=0）。当分子中的电子吸收光能时，其自旋保持恒定，而激发态是单重态。如果电子在激发过程中自旋，则激发态是三重状态。三个重态的能量往往低于单重态。当激发光（光子）中的有机分子被激发单峰（S）时，振动弛豫到最低单重激发态（S1），S1结束时返回到基态S0，荧光或通过最低激发单峰（T1），电子最后产生T1S0跃迁，辐射磷光。
吸收外来光子后，被激发到激发态的分子可以以各种方式失去能量，并返回到基态。当分子返回到基态时，其能量通常是以热和其它形式向外传递的。但在一些特别的情况下，能量是可以以光子形式向外发射释放的。
电子基态被激发到状态上分子的第一激发的振动水平，通常以某种形式（统称为转换）失去其能量的一部分，从第一激发电子态的不同振动水平和来自电子激发态的较高激发振荡电平的第一电子返回到最低激发态。这个过程大概是1012秒。来自第一电子激发态的最低振动电平的光返回基态的不同振动电平，并且如果能量以光子的形式释放，发射的光被称为荧光。这个过程通常发生在106109秒。
1.2.2 研究现状
金属有机配合物的荧光体材料近年来发展很大。已经开发了大量具有优异性能的磷光客体材料，主要材料和电荷传输材料。设备的效率，亮度和寿命正在接近或符合商业应用标准。但还存在以下问题：当发光器件的最大外量子效率随着电流密度的增加，发光效率的降低，电流密度低;电致磷光材料采用掺杂法，相分离，易发生结晶，导致器件寿命缩短;有机分子电子器件荧光聚合物外部量子效率磷光器件和发光效率相对较小，外部量子效率低，特别是蓝色电致发光器件。
这些问题迫在眉睫，需要由研究人员解决，所以仍然是寻找合适物体和材料的研究重点。主要目的是提高材料均匀混合的相容性，使用树枝状大分子来减少接触和优化配位中心，分子中心配位控制的接枝共聚可以逐步解决磷光材料自熄的问题。稀土金属配合物将是其高纯度和配体颜色的变化的努力的方向。我们相信这些问题将会得到解决，我相信在不久的将来，全彩显示色磷光高纯度，高效率，稳定将取代现有的液晶显示技术，从而打造出一个新时代。
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