二價鋨金屬磷光錯合物的合成與光物理性質的探討

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研究生：	黃崑棋 K.-C. Hwang
論文名稱：	二價鋨金屬磷光錯合物的合成與光物理性質的探討 Synthesis, Characterization, and Photophysical Properties of Emissive Os(II) Complexes
指導教授：	季昀 Yun Chi
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：	2007
畢業學年度：	95
語文別：	中文
論文頁數：	114
中文關鍵詞：	鋨、磷、藍
外文關鍵詞：	osmium, phosphorescence, blue
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近年來具有高效率的有機金屬磷光錯合物在目前的研究主流備受學術界所重視以及工業界所應用，各界研究領域不論是在研究機構或是在產業界的開發上，OLED興起一股研究的潮流，短時間內已經成為未來不可忽略的一種新穎的高科技技術，因為OLED有許多優點是目前許多的照明設備或是顯示器所無法超越的優點，而本篇論文主旨在於希望能夠在這方面提供有利的參考價值。

本篇論文的第一部份主要目的是合成出藍色的Os(II)有機金屬磷光錯合物，搭配N^N = (fppz)H [3-trifluoromethyl-5-(2-pyridyl)pyrazole] 和(fbtz)H [3-trifluorom ethyl-5-(4-tert-butyl-2-pyridyl)-1,2,4-triazole]取代的配位基，合成出single □-chromophore的Os(II)化合物，利用MLCT以及ILCT的放光機制得到化合物 [Os(N^N)(CO)3(X)] (1a) ~ (1d)， X= tfa, Cl, Br, I，以及[Os(CO)3(tfa)(fbtz)] (2a)，其中化合物(1a)和(2a)都有不錯的表現分別在0.26 (□max = 460 nm)和0.27 (□max = 460 nm)，之後隨著將化合物(1a)進行phosphine的取代得到異構物 (3a) ~ (3c)，並且對於這系列化合物利用X-ray單晶繞射得到結構之外，利用光物理的測量加上理論計算分別探討其放光的機制。

在第二部份中我們以Os3(CO)12為起始物，合成出一系列以兩個C^N取代為基本架構的Os(II)錯合物 (4a) ~ (7b)，Os(CO)2(C^N)2，其中C^N為2-苯基吡啶 (2-phenylpyridine)，並且在後續進行了phosphine的取代之後得到具有不錯放光效率的化合物 8 ~ 11，利用有效率的MLCT躍遷機制分別表現在黃綠色以及紅色的範圍，其中化合物 9 [Os(CO)(dfppy)2(PPhMe2)]的效率更達到100% (□max = 557 nm)，除了對於這系列的化合物進行了X-ray單晶繞射得到結構之外，也藉由光物理的測量加上理論計算分別對於放光機制加以探討。

第一章、序論    1
第一節 、前言    1
第二節 、鋨金屬的特性    3
第三節 、螢光與磷光放光原理    4
第四節 、研究目的    7
第二章 、實驗部份    8
第一節 、試劑與藥品    8
第二節 、分析儀器    8
1.    核磁共振光譜《Nuclear Magnetic Resonance，NMR》    8
2.    質譜分析《Mass Spectrometer，MS》    8
3.    元素組成分析《Elemental Analysis，EA》    9
4.    X-ray單晶繞射《X-ray Single Crystal Diffractometer，XRD》    9
5.    紫外-可見光光譜儀《Ultraviolet-Visible spectrometer，UV-VIS》    9
6.    螢光光譜儀《Fluorescence Spectrophotometer，PL》    9
7.    生命期偵測光譜儀《Single Photon Counter，SPC》    10
8.    循環伏特計量法 《Cyclic Voltammeter，CV》    10
9.    紅外光譜儀《FTIR》    11
10.    理論計算 《Gaussian03》    11
第三節 、配位基的合成    12
1.    3-trifluoromethyl-5-(2-pyridyl)pyrazole (fppzH)    12
2.    3-trifluoromethyl-5-(4-tert-butyl-2-pyridyl)-1,2,4-triazole (fbtz)    13
3.    2-(2,4-difluorophenyl)pyridine (dfppy)    15
4.    2-(2,4-bis(trifluoromethyl)phenyl)pyridine (btfppy)    16
5.    2-(2-fluoro-3-(trifluoromethyl)phenyl)pyridine (ftfppy)    16
第四節 、化合物的合成    18
第一部分 、Os(II) compounds with N^N substitute    19
1.    Os(CO)3(tfa)(fppz)  (1a)    19
2.    Os(CO)3(Cl)(fppz)  (1b)    20
3.    Os(CO)3(Br)(fppz)  (1c)    21
4.    Os(CO)3(I)(fppz)  (1d)    21
5.    Os(CO)3(tfa)(fbtz)  (2a)    22
6.    [Os(tfa)(fppz)(PPh2Me)2(CO)]  (3a) ~ (3c)之合成    23
第二部分 、Os(II) compounds with C^N substitute    25
1.    Os(ppy)2(CO)2  (4a, 4b)    25
2.    Os(dfppy)2(CO)2  (5a, 5b)    26
3.    Os(btfppy)2(CO)2  (6a, 6b)    27
4.    Os(ftfppy)2(CO)2  (7a, 7b)    28
5.    Os(dfppy)2(PPh2Me)(CO)  (8)    30
6.    Os(dfppy)2(PPhMe2)(CO)  (9)    31
7.    Os(btfppy)2(PPh2Me)(CO)  (10)    32
8.    Os(ftfppy)2(PPh2Me(CO)  (11)    34
9.    化合物異構化實驗    35
第三章 、結果與討論    36
第一部分、化合物(1a) ~ (3c)的結果與討論    37
第一節 、化合物(1a) ~ (3c)的基本性質    37
第二節 、化合物(1a) ~ (3c)的結構探討    39
1.    化合物(1a)的ORTEP圖    39
2.    化合物(3a)的ORTEP圖    42
3.    化合物(3b)的ORTEP圖    43
4.    化合物(3c)的ORTEP圖    48
第三節 、化合物(1a) ~ (3c)的紅外線吸收光譜討論    51
第四節 、化合物(1a) ~ (3c)的光物理性質探討    54
一 、化合物(1a) ~ (2a)的光物理性質探討    54
二 、化合物(3a) ~ (3c)的光物理性質探討    58
第五節 、化合物(1a) ~ (3c)的理論計算結果    62
一 、化合物(1a) ~ (2a)的理論計算    62
二 、化合物(3a) ~ (3c)的理論計算    65
第二部分 、化合物(4a) ~ 11的結果與討論    67
第一節 、化合物(4a) ~ 11的基本性質    67
第二節 、化合物(4a) ~ 11的結構探討    70
1.    化合物(4b)的ORTEP圖    70
2.    化合物(5a)的ORTEP圖    74
3.    化合物(5b)的ORTEP圖    77
4.    化合物8的ORTEP圖    80
第三節 、化合物(4a) ~ 11的紅外線光譜討論    83
一 、化合物(4a) ~ (7b) 的紅外線光譜    83
二 、化合物8 ~ 11 的紅外線光譜    86
第四節 、化合物的光物理性質    87
一 、化合物(5a) ~ 11的吸收與放光光譜    87
二 、化合物8 ~ 11的吸收與放光光譜與電化學性質    92
a.    改變phosphine對化合物的影響    94
b.    改變發光團對化合物的影響    96
第五節 、化合物的理論計算結果    98
一 、化合物(5a)、(5b) 的理論計算    98
二 、化合物8的理論計算    101
第六節 、化合物的異構化探討    103
第四章 、結論    107
第一節 、第一部份化合物(1a) ~ (3a)結論    107
第二節 、第二部份化合物(4a) ~ 11結論    109

                                

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