二價鉑金屬錯合物的合成及其光物理性質探討

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研究生：	許展碩
論文名稱：	二價鉑金屬錯合物的合成及其光物理性質探討
指導教授：	季昀
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	理學院 - 化學系 Department of Chemistry
論文出版年：	2005
畢業學年度：	93
語文別：	中文
論文頁數：	93
中文關鍵詞：	鉑二價金屬錯合物
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摘要

具有發光性質的平面四邊形鉑金屬錯合物，在近幾年來的研究發展相當地迅速，普遍應用於各領域，而對於鉑金屬錯合物放光性質的研究，也是相當令人感興趣的。其中Pt (Ⅱ) 金屬離子在和diimine、terpyridine等配位基形成平面四邊形錯合物時，在垂直於分子平面的方位，配位基之間的π軌域會有堆疊作用力產生，此作用力會使得分子和分子聚集，而金屬間會形成微弱的鍵結。通常這一類型的鉑金屬錯合物中，在能量較低的位置，會觀察到有放光的現象，此放射光被認為是來自於dσ* (metal) → π* (ligand) 躍遷吸收 (MMLCT)。
相關文獻提到2-phenyl pyridine能夠和Pt (Ⅱ) 金屬離子形成穩定錯合物，然而發光效率不高。因此我們改變配位基設計，合成出一系列新型Pt (Ⅱ) 金屬離子形成穩定錯合物。而部分的鉑金屬錯合物具有分子間的堆疊作用力，此作用力造成鉑金屬錯合物在光物理的性質上，具有一些特殊的現象，同時我們藉由改變配位基上的取代基，來觀察對於堆疊作用力的影響，在未來我們希望能把合成出來的鉑二價金屬錯合物，應用於有機電激發光元件上，進而提供更寬廣的應用。

＜章節目錄＞
第一章、序論    5
第一節、螢光及磷光理論    5
螢光和磷光形成的原因    5
影響螢光的因素    9
第二節、分子間的堆疊作用力    11
第三節、鉑金屬和配位基簡介    14
第四節、研究動機    16
第二章、實驗部分    17
第一節、一般敘述    17
一、試藥    17
二、分析工具    17
1. 核磁共振光譜《Nuclear Magnetic Resonance，NMR》    17
2. 質譜分析《Mass Spectrometer，MS》    18
3. 元素組成分析《Elemental Analysis，EA》    18
4. X-ray單晶繞射《X-ray Single Crystal Diffractometer，XRD》    18
5. 紫外-可見光光譜儀《Ultraviolet-Visible spectrometer，UV-VIS》    19
6. 螢光光譜儀《Fluorescence Spectrophotometer，PL》    19
第二節、實驗步驟    20
一、配位基的合成    20
1. 配位基 3-Heptafluoropropyl-5-(2-pyridyl) pyrazolate 的合成 (1a)    20
2. 配位基 3-tert-Butyl-5-(2-pyrazine) pyrazole 的合成 (2a)    22
3. 配位基 3-tert-Butyl-5-(4-Methyl-2-pyrazine) pyrazole 的合成 (2b)    24
二、鉑金屬錯合物的合成    27
1. 錯合物 Pt(mppz)2 【3a】的合成    27
2. 錯合物 Pt(bppz)2 【3b】的合成    29
3. 錯合物 Pt(pppz)2 【3c】的合成    31
4. 錯合物 Pt(fppz)2 【3d】的合成    33
5. 錯合物 Pt(hppz)2 【3e】的合成 :    35
6. 錯合物 Pt(bzpz)2 【4a】的合成 :    37
7. 錯合物 Pt(bzpz)2 【4b】的合成    39
8. 錯合物 Pt(bptz)2 【5a】的合成    41
9. 錯合物 Pt(hptz)2 【5b】的合成    43
三、合成結果整理    45
第三章、結果與討論    47
第一節、錯合物的結構解析    47
1-1. 鉑金屬錯合物 (3e) 的結構分析    47
1-2. 鉑金屬錯合物 (4b) 的結構分析    52
1-3. 分子間晶體堆疊結構解析    58
第二節、鉑金屬錯合物光化學性質探討    61
2-1. UV-vis 性質    61
2-2. 放射光譜 (Photoluminescence spectra；PL) 性質    70
2-2-1. 鉑金屬錯合物在常溫下之放光性質    70
2-2-2. 鉑金屬錯合物在固態時之放光性質    76
2-3. 量子產率 (Quantum yield；Q.Y.)    85
2-4. 半生期 (Lifetime)    88
第四章、結論    90
第五章、參考文獻    92


＜圖目錄＞
圖 1、光發光系統的部分能階圖    8
圖 2、鉑金屬錯合物分子間的堆疊    12
圖 3、dσ* → π* 的躍遷吸收圖    12
圖 4、金屬間作用力和 dσ* → π* 躍遷吸收關係圖    13
圖 5、ORTEP diagram of complex (3e) with thermal ellipsoids shown at 30% probability.    48
圖 6、ORTEP diagram of complex (4b) with thermal ellipsoids shown at 30% probability.    53
圖 7、The intermolecular stacking diagram of (3e).    60
圖 8、The intermolecular stacking diagram of (4b).    60
圖 9、UV-Vis. spectra of the platinum complexes (3a), (3b),    65
圖 10、UV-Vis. spectra of the platinum complexes (4a), (4b)    65
圖 11、UV-Vis. spectra of the platinum complexes (5a), (5b)    66
圖 12、UV-Vis. spectra of the platinum complexes (3b), (5a)    66
圖 13、UV-Vis. spectra of the platinum complexes (3e), (5b)    67
圖 14、UV-Vis. spectra of the platinum complexes (3a), (3b),    67
圖 15、UV-Vis. spectra of the platinum complexes (4a), (4b)    68
圖 16、UV-Vis. spectra of the platinum complexes (5a), (5b)    68
圖 17、UV-Vis. spectra of the platinum complexes (3b), (5a)    69
圖 18、UV-Vis. spectra of the platinum complexes (3e), (5b)    69
圖 19、Emission spectra of the platinum complexes in CH2Cl2 solution.    74
圖 20、Emission spectra of the platinum complexes in THF solution.    74
圖 21、Emission spectra of the platinum complexes (3b) and (5a)    75
圖 22、Emission spectra of the platinum complexes (3b) and (5a)    75
圖 23、Emission spectra of the platinum complexes (3a),    79
圖 24、Emission spectra of the platinum complexes (3d),    79
圖 25、Emission spectra of the platinum complexes (4a),    80
圖 26、Emission spectra of the platinum complexes (5a),    80
圖 27、Emission spectra of the platinum complexes (3b),    81
圖 28、Emission spectra of the platinum complexes (3e),    81
圖 29、Compared emission spectra of complex (3a).    82
圖 30、Compared emission spectra of complex (3b).    82
圖 31、Compared emission spectra of complex (3c).    83
圖 32、Compared emission spectra of complex (4a).    83
圖 33、Compared emission spectra of complex (4b).    84
圖 34、Compared emission spectra of complex (5a).    84
＜表目錄＞
表格 1、 取代基對螢光效應的影響    10
表格 2、Pyridyl-pyrazole ligand 之昇華條件及產率    45
表格 3、Pyrazyl-pyrazole ligand 之昇華條件及產率    45
表格 4、Platinum complex 之昇華條件及產率    45
表格 5、Crystal data and structure refinement for (3e)    49
表格 6、Bond lengths [Å] and angles [º] for (3e)    50
表格 7、Crystal data and structure refinement for (4b)    54
表格 8、Bond lengths [Å] and angles [º] for (4b)    55
表格 9、UV-Vis. spectroscopic data (λ, nm) for Pt (Ⅱ) complexes in    dichloromethane [ε, M-1 cm-1] at room temperature.    61
表格 10、UV-Vis. spectroscopic data (λ, nm) for Pt (Ⅱ) complexes in tetrahydrofuran [ε, M-1 cm-1] at room temperature.    62
表格 11、PL spectra data (λmax, nm) for Pt (Ⅱ) complexes in dichloromethane at room temperature.    70
表格 12、PL spectra data (λ, nm) for Pt (Ⅱ) complexes in tetrahydrofuran at room temperature.    70
表格 13、PL spectra data (λ, nm) for Pt (Ⅱ) complexes in solid state.    76
表格 14、Quantum yield standards    85
表格 15、Quantum yield of platinum complexes in THF    86
表格 16、Lifetime data of platinum complexes in THF.    88
表格 17、Lifetime data of platinum complexes in solid state.    89

                                

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