基于萘酰亚胺的红色延迟荧光材料的合成及性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

在华裔邓青云教授在实验室中使用有机荧光材料作为发光二极管中的半导体后，发现有机发光二极管（OLED）。OLED由薄的有机材料涂层和玻璃基板组成，有机材料在电流通过时会发光，并且其自发光性及显示屏幕可视角度大的特性被广泛的应用于手机、电脑、电视等电子设备上[1]。后来双层有机致发光器件[2]和以共轭高分子PPV为发光层的OLED[3]的先后出现，更是引发了全世界的OLED的研发热潮。

OLED中的荧光材料分为以染料及颜料为材料的小分子系统和以共轭性高分子为材料的高分子系统。以现有技术来说，小分子OLED的发展处于领先地位[3]。本课题是通过查找相关文献中能发出红色荧光或者为提供中间产物的合成路线，来获得以萘酰亚胺为主体，芳香胺材料为空穴传输层的红色发光材料，然后还原几个比较成熟的合成路线，在熟练掌握合成方法后设计几条符合理论的路线来获得相关的红色发光材料。由于国内对于OLED的研究较少，但OLED在电子设备中应用的越来越广泛[1]，甚至还有些材料可以识别阴离子[4]，因此研究该类化合物的合成具有重要的理论意义与实际意义。本课题具有很好的创新性和先进性，并且需要良好的动手能力，可以充分利用所学知识，为以后的工作打好基础。

2. 课题关键问题和重难点

本课题是以萘酐及其衍生物为原料制备发红光的有机延迟荧光材料，首先查阅文献设计出合理的新型化合物，通过采用密度泛函理论（dft）对其进行量子化学理论计算，运用含时密度泛函理论（td-dft）计算分子的最低三线态能级、单线态能级、振子强度和激发态组成，找出能级差Δest较小（＜0.5ev）的物质并设计实验对其进行合成及纯化，得到产物后通过核磁谱确定其化学结构，并且希望通过改变实验条件尽可能增加产率[3]。

课题的重点即为产物的纯化及材料发光性能的测定，在实验中要及时点板，待原料点消失后即反应完全。配好展开剂后即可对其进行分离，一般通过柱色谱对所得到的产物进行分离。实验过程中要注意以下几个方面：

（1）选择安全价廉的合成路线；

3. 国内外研究现状（文献综述）

基于萘酰亚胺的红色延迟荧光材料的合成及性能研究

单重态的寿命一般为10-8s～10-6s，但有时会看到单重态的寿命达到10-3s，这种寿命长的荧光即可称为延迟荧光。延迟荧光来源于激发三重态（t1）重新生成单重态（s1）的辐射跃迁。延迟荧光分为p型和e型：p型是由两个三重态淬灭生成一个单重态生成的（tta），e型是在一个三重态激发态和单重态激发态的能量接近时，三重态激发态可经过热活化反向系间窜越至单重态激发态，又可称为热活化延迟荧光（tadf）[1]。

张峰等人[4]通过利用磺酰肼将萘酐亚胺基团引入到咔唑的分子骨架上，通过利用咔唑1、8磺酰肼nh和9位上的氢协同作用对阴离子产生络合，从而发现合成的受体与阴离子有良好的独立识别作用，这为利用该类物质对阴离子进行识别提供了良好的理论基础。

4. 研究方案

1、确定最合适的实验路线（考虑项目成本，所需的仪器，反应的时间等）；

2、熟练掌握基本有机实验操作；

3、加深对有机物分离的几种方法的理解，并且能够深入理解过柱的原理及方法；

5. 工作计划

第一阶段

（1）收集查阅各种相关资料，掌握国内外有机荧光材料的研究进展，整理总结出制备红色荧光材料的相关路线，比较利弊，确定几条合适的合成路线。

（2）总结有机化合物的合成及分离的方法、具体操作、实验时注意事项等；