Name: scale-up chemical synthesis of thermally-activated delayed fluorescence emitters based on the dibenzothiophene-s,s-dioxide core
Uploaded: 2017-10-24T15:00:00
Duration: 8 min 51 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Scale-up Chemical Synthesis of Thermally-activated Delayed Fluorescence Emitters Based on the Dibenzothiophene-S,S-Dioxide Core at JoVE.com

Denne forskning har modtaget støtte fra EUs Horisont 2020 forskning og innovation program under aftalen om Marie Skłodowska-Curie tilskud H2020-MSCA-ITN-2015/674990 projekt "EXCILIGHT". PJS tak Royal Society for en Wolfson forskning Merit Award.

forsigtighed: gennemgå alle relevante materiale sikkerhedsdatablade (MSDS) inden brug. Flere af kemikalier, der anvendes i syntesen er yderst giftige og kræftfremkaldende. Når du arbejder med silica gel, skal en beskyttende respiratoriske maske bæres for at forhindre partikel indånding. Overhold alle relevante sikkerhedsregler, når du udfører en kemisk reaktion, herunder anvendelse af tekniske foranstaltninger (stinkskab) og personlige værnemidler (sikkerhedsbriller, handsker, laboratoriekittel, fuld længde bukser, lukket tå sko).
 alle reagenser og opløsningsmidler blev købt kommercielt og blev brugt uden nogen yderligere rensning. 1 H- og 13 C NMR-spektre blev optaget på en 400 MHz NMR-spektrometer med CDCl 3 som opløsningsmiddel. Proton NMR kemiske Skift er rapporteret som δ værdier i ppm i forhold til deutereret opløsningsmidler: CDCl 3 (7.26). Data er præsenteret som følger: kemiske Skift, mangfoldighed og kobling konstanter (J) er i Hz. Multiplets er rapporteret over interval (i ppm) de dukkede op. Carbon NMR data blev indsamlet i forhold til den tilsvarende opløsningsmiddel signaler CDCl 3 (77.16). Smeltepunkt punkter blev målt ved hjælp af et smeltepunkt apparater. Matrix assisted laser desorption ionisering-time-of-flight (MALDI-TOF) massespektrometri blev kørt på en Shimadzu Axima-fr spectrometer (masse spænder 1.-150.000 Da).
 1. syntese af de rapporterede forbindelser <ol><li>syntese af sammensatte 1 (3,6-di-tert-butyl-9H-carbazole) 19 <ol><li>bruge 500 mL tre-hals runde-bunden målekolbe, opløses 9 - H-carbazol (10,0 g, 60 mmol) i nitromethan (300 mL) under en atmosfære af nitrogen. Derefter tilføje (II) zinkchlorid (24.3 g, 180 mmol) til denne løsning.</li>
		<li>Hæld 2-chlor-2-methylpropane (19,5 mL, 180 mmol) i 100 mL tilføjelse tragt og tilføje dråbevis under kraftig omrystning.</li>
		<li>Rør den resulterende blanding ved stuetemperatur til 6 h.</li>
		<li>Overvåge gennemførelsen af reaktion ved tyndtlagskromatografi (TLC), ved hjælp af dichlormethan: hexan 1:1 v/v som en elueringsvæsken blanding. Efter indtagelse af 9-H-carbazol, tilsættes 100 mL vand til at neutralisere løsningen.</li>
		<li>Ekstrakt produkt tre gange med 150 mL dichlormethan hver gang. Adskille de organiske lag fra den vandige lag og desuden vaskes to gange med 150 mL vand.
		<ol><li>Tør de resulterende økologiske lag med 15 g magnesium-sulfat, og fordamper opløsningsmidler under reduceret tryk til at opnå en grå pulver.</li>
		</ol></li> <li>Rense resten af kolonne kromatografi dichlormetan: hexan 1:1 v/v opløsningsmiddel blandingen som en elueringsvæsken forudsat 13,1 g (79%) af sammensatte 1 som et hvidt pulver. 
		Sammensatte 1 karakterisering: 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3, 25 ° C, ppm): 8.12 (d, J = 1,9 Hz, 2 H), 7,78 (s b, 1 H), 7.5 (dd, J = 8,5, 1.9 Hz, 2 H), 7.33 (dd, J = 5,6, 0,5 Hz, 2 H), 1,49 (s, 18 H). 
		13 C NMR (400 MHz, CDCl 3, 25 ° C, ppm): 142.4, 138.2, 123.7, 123.4, 116.3, 110.2, 34,9, 32,2. 
		MS: m/z 279,4 (M +). 
		Smeltepunkt: 233-235 ° C.</li>
	</ol></li> <li>Syntese af sammensatte 2 (2,8-dibromodibenzothiophene) 20 <ol><li>ved hjælp af en 500 mL tre-hals runde-bunden målekolbe, opløses dibenzothiophene (15,0 g, 81.3 mmol) i chloroform (100 mL) under kvælstof atmosfære. Næste, Tilføj dråbevis brom (9,3 mL, 180 mmol) ved 0 ° C under kraftig omrøring.</li>
		<li>Efter komplet tilsætning af brom, hæve temperaturen til stuetemperatur og rør reaktionsblandingen til 18 h.</li>
		<li>Filter ud den resulterende hvide bundfald og gentagne gange vaskes med 50 mL vand og derefter med 15 mL methanol at isolere 2,8-dibromodibenzothiophene i et udbytte på 23 g (83%) som et hvidt pulver. 
		Sammensatte 2 karakterisering: 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3, 25 ° C, ppm): 8.24 (d, J = 2,0 Hz, 2 H), 7.71 (d, J = 8,0 Hz, 2 H), 7.58 (d, J = 2,0 Hz, 2 H). 
		13 C NMR (400 MHz, CDCl 3, 25 ° C, ppm): 138.8, 136.3, 130.5, 124.9, 124.3, 118.8. 
		MS: m/z 342.1 (M +). 
		Smeltepunkt: 227-229 ° C.</li>
	</ol></li> <li>Syntese af sammensatte 3 (2,8-dibromodibenzothiophene-5-dioxid) 21 <ol><li>indlæse en 500 mL one-hals rund bund kolben med en suspension af 2,8-dibromodibenzothiophene (21,3 g, 60 mmol) og opløsning af hydrogenperoxid (30 mL 30% (w/w) i H 2 O) i iseddike (250 mL) og opstød for 2 h under en atmosfære af nitrogen.</li>
		<li>Cool resulterende blandingen til stuetemperatur, og filtrere off et hvidt bundfald.</li>
		<li>Vaskes tre gange med 15 mL vand og derefter 10 mL methanol, at opnå 19,3 g (85%) af det hvide pulver. 
		Sammensatte 3 karakterisering: 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3, 25 ° C, ppm): 8,22 (d, J = 1.6 Hz, 2 H), 7,70 (d, J = 8,0 Hz, 2 H), 7.57 (d, J = 2 Hz, 2 H). 
		13 C NMR (400 MHz, CDCl 3, 25 ° C, ppm): 133.3, 130.4, 129.1, 125.6, 124.8, 124.3. 
		MS: m/z 374.1 (M +). 
		Smeltepunkt: 360-362 ° C.</li>
	</ol></li> <li>Syntese af sammensatte 4 (2,8-bis(3,6-di-tert-butyl-9H-carbazol-9-yl)dibenzothiophene-S,S-dioxide) 22 <ol><li>bruger 500 mL tre-hals runde-bunden målekolbe, opløses 2,8 - dibromodibenzothiophene-S, S-dioxid (0,45 g, 1,2 mmol) og 3,6-di-tert-butyl-9H-carbazole (0,80 g, 2,86 mmol) i vandfri toluen (250 mL) og degas af boblende gennem kvælstof i 15 min. under kraftig omrystning.</li>
		<li>Efter dette, Tilføj tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0) (0,025 g, 0,03 mmol) og 2-dicyclohexylphosphino-2 &#8242;, 4 &#8242;, 6 &#8242;-triisopropylbiphenyl (XPhos, 0,06 g, 0,12 mmol) til reaktionsblandingen og afgasses i en anden 15 min. </li> <li>Tilføje natrium tert-butoxid (0,32 g, 0.834 mmol) og tert-butanol (6 mL) og degas den resulterende blanding i 15 min.</li>
		<li>Varme reaktion løsning på 110 ° C under atmosfære af nitrogen for 18 h.</li>
		<li>Køle ned til stuetemperatur, tilsættes vand (150 mL), og uddrag de økologiske produkter i dichlormethan (250 mL) og vaske organisk lag to gange med 150 mL vand.</li>
		<li>Tør de resulterende økologiske lag med 15 g magnesium sulfat og fjerne opløsningsmiddel under reduceret tryk få den rå vare.</li>
		<li>Rense den rå materiale af kolonne kromatografi (ved hjælp af en blanding af opløsningsmidler som en elueringsvæsken: dichlormethan: råolie ether 1:1 v/v) til at give sammensatte 4 som en hvid solid (0.58 g, 63%). 
		Sammensatte 4 karakterisering: 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3, 25 ° C, ppm): 8.13 (d, J = 1.6 Hz, 4 H), 8.11 (d, J = 8,2 Hz, 2 H), 7.99 (d, J = 1,7 Hz, 2 H), 7,82 (dd, J = 8,2, 1,8 Hz, 2 H), 7,48 (dd, J = 8.7, 1.9 Hz, 4 H), 7.40 (d, J = 8,6 Hz, 4 H), 1,45 (s, 36 H). 
		13 C NMR (400 MHz, CDCl 3, 25 ° C, ppm): 144.4, 144.2, 138.5, 135.8, 133.4, 128,4, 124.4, 124.3, 119,5, 116.8, 109.2, 35,0, 32,2. 
		MS: m/z 769.97 (M +). 
		Smeltepunkt: 351-353 ° C.</li>
	</ol></li> <li>Syntese af sammensatte 5 (2,8-bis(10H-phenothiazin-10-yl)dibenzothiophene-S,S-dioxide) 23 <ol><li>UsiNG 250 mL tre-hals runde-bunden kolbe, 2,8-dibromodibenzothiophene-S, S-dioxid (0,67 g, 1,8 mmol) og phenothiazine (0,75 g, 3,77 mmol) i vandfri toluen (60 mL) opløses og degas af boblende gennem kvælstof i 15 min. under kraftig omrystning.</li>
		<li>Efter dette, Tilføj tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0) (0,11 g, 0,12 mmol) og 2-dicyclohexylphosphino-2 &#8242;, 4 &#8242;, 6 &#8242;-triisopropylbiphenyl (XPhos, 0,12 g, 0,23 mmol) til reaktionsblandingen og afgasses i en anden 15 min. </li> <li>Tilføje natrium tert-butoxid (0,38 g, 3,94 mmol) og degas den resulterende blanding i yderligere 15 min.</li>
		<li>Varme reaktion opklaring at 110 ° C under en atmosfære af nitrogen for 18 h.</li>
		<li>Køle ned reaktionsblandingen til stuetemperatur, tilsættes vand (150 mL), og uddrag økologiske produkter i dichlormethan (250 mL) og derudover vaskes to gange med 150 mL vand.</li>
		<li>Tør de resulterende økologiske lag var med 15 g magnesium sulfat og fjern opløsningsmiddel under reduceret tryk give den rå vare.</li>
		<li>Rense den rå vare af kolonne kromatografi (ved hjælp af opløsningsmidler blanding som en elueringsvæsken: dichlormethan: hexan 2:1 v/v) til at få sammensatte 5 som en hvid solid (0,9 g, 55%). 
		Sammensatte 5 karakterisering: 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3, 25 ° C, ppm): 7,71 (d, J = 8,2 Hz, 2 H), 7,36 (dd, J = 7.7, 1,5 Hz, 4 H), 7.28-7.19 (m, 8 H), 7.16 (dd, J = 7.7, 1,3 Hz, 4 H), 7.02 (dd, J = 8.1, 1,3 Hz 4 H). 
		13 C NMR (400 MHz, CDCl 3, 25 ° C, ppm): 148.8, 141.1, 133.2, 131.8, 129.7, 128.1, 126.9, 125.1, 125.3, 123.1, 121.2, 111.7. 
		MS: m/z 610.08 (M +). 
		Smeltepunkt: 353-355 ° C.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol>
	<li>Tang, C. W., VanSlyke, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organic+electroluminescent+diodes.">Organic electroluminescent diodes.</a> Appl.Phys. Lett. 51, 913-915 (1987).</li><li>Pope, M., Kallmann, H. P., Magnante, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electroluminescence+in+Organic+Crystals.">Electroluminescence in Organic Crystals.</a> J. Chem. Phys. 38, 2042-2043 (1963).</li><li>Friend, R. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electroluminescence+in+conjugated+polymers.">Electroluminescence in conjugated polymers.</a> Nature. 397, 121-128 (1999).</li><li>Rothberg, L. J., Lovinger, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Status+of+and+prospects+for+organic+electroluminescence.">Status of and prospects for organic electroluminescence.</a> J. Mater. Res. 11, 3174-3187 (1996).</li><li>Brown, A. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Poly(p-phenylenevinylene)+light-emitting+diodes:+Enhanced+electroluminescent+efficiency+through+charge+carrier+confinement.">Poly(p-phenylenevinylene) light-emitting diodes: Enhanced electroluminescent efficiency through charge carrier confinement.</a> Appl. Phys. Lett. 61, 2793-2795 (1992).</li><li>Wang, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Non-Doped+Phosphorescent+Organic+Light-Emitting+Device+with+Above+31%+External+Quantum+Efficiency.">A Non-Doped Phosphorescent Organic Light-Emitting Device with Above 31% External Quantum Efficiency.</a> Adv. Mater. 26, 8107-8113 (2014).</li><li>Wang, X., Gong, S. L., Song, D., Lu, Z. H., Wang, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Highly+Efficient+and+Robust+Blue+Phosphorescent+Pt(II)+Compounds+with+a+Phenyl-1,2,3-triazolyl+and+a+Pyridyl-1,2,4-triazolyl+Chelate+Core.">Highly Efficient and Robust Blue Phosphorescent Pt(II) Compounds with a Phenyl-1,2,3-triazolyl and a Pyridyl-1,2,4-triazolyl Chelate Core.</a> Adv. Funct. Mater. 24, 7257-7271 (2014).</li><li>Ulbricht, C., Beyer, B., Friebe, C., Winter, A., Schubert, U. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+Developments+in+the+Application+of+Phosphorescent+Iridium+(III)+Complex+Systems.">Recent Developments in the Application of Phosphorescent Iridium (III) Complex Systems.</a> Adv. Mater. 21, 4418-4441 (2009).</li><li>Adachi, C., Baldo, M. A., Thompson, M. E., Forrest, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nearly+100%+internal+phosphorescence+efficiency+in+an+organic+light-emitting+device.">Nearly 100% internal phosphorescence efficiency in an organic light-emitting device.</a> J. Appl. Phys. 90, 5048-5051 (2001).</li><li>Park, Y. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exciplex-Forming+Co-host+for+Organic+Light-Emitting+Diodes+with+Ultimate+Efficiency.">Exciplex-Forming Co-host for Organic Light-Emitting Diodes with Ultimate Efficiency.</a> Adv. Funct. Mater. 23, 4914-4920 (2013).</li><li>Xu, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+progress+in+metal-organic+complexes+for+optoelectronic+applications.">Recent progress in metal-organic complexes for optoelectronic applications.</a> Chem. Soc. Rev. 43, 3259-3302 (2014).</li><li>Uoyama, H., Goushi, K., Shizu, K., Nomura, H., Adachi, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Highly+efficient+organic+light-emitting+diodes+from+delayed+fluorescence.">Highly efficient organic light-emitting diodes from delayed fluorescence.</a> Nature. 492, 234-238 (2012).</li><li>Zhang, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficient+Blue+Organic+Light-Emitting+Diodes+Employing+Thermally+Activated+Delayed+Fluorescence.">Efficient Blue Organic Light-Emitting Diodes Employing Thermally Activated Delayed Fluorescence.</a> Nat. Photonics. 8, 326-332 (2014).</li><li>Hirata, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Highly+Efficient+Blue+Electroluminescence+based+on+Thermally+Activated+Delayed+Fluorescence.">Highly Efficient Blue Electroluminescence based on Thermally Activated Delayed Fluorescence.</a> Nat. Mater. 14, 330-335 (2015).</li><li>Yang, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+Advances+in+Organic+Thermally+Activated+Delayed+Fluorescence+Materials.">Recent Advances in Organic Thermally Activated Delayed Fluorescence Materials.</a> Chem. Soc. Rev. 46, 915-1016 (2017).</li><li>Im, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+Design+Strategy+of+Organic+Thermally+Activated+Delayed+Fluorescence+Emitters.">Molecular Design Strategy of Organic Thermally Activated Delayed Fluorescence Emitters.</a> Chem. Mater. 29, 1946-1963 (2017).</li><li>Wong, M. Y., Zysman-Colman, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Purely+Organic+Thermally+Activated+Delayed+Fluorescence+Materials+for+Organic+Light-Emitting+Diodes.">Purely Organic Thermally Activated Delayed Fluorescence Materials for Organic Light-Emitting Diodes.</a> Adv. Mater. 1605444, (2017).</li><li>Dias, F. B., Penfold, T. J., Monkman, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photophysics+of+thermally+activated+delayed+fluorescence+molecules.">Photophysics of thermally activated delayed fluorescence molecules.</a> Methods Appl. Fluoresc. 5, 012001 (2017).</li><li>Liu, Y., Nishiura, M., Wang, Y., Hou, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=&#960;-Conjugated+Aromatic+Enynes+as+a+Single-Emitting+Component+for+White+Electroluminescence.">&#960;-Conjugated Aromatic Enynes as a Single-Emitting Component for White Electroluminescence.</a> J. Am. Chem. Soc. 128, 5592-5593 (2006).</li><li>Neumoyer, C. R., Amstutz, E. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Studies+in+the+Sulfone+Series.+I.+The+Preparation+of+2,8-Diaminodibenzothiophene-5-dioxide.">Studies in the Sulfone Series. I. The Preparation of 2,8-Diaminodibenzothiophene-5-dioxide.</a> J. Am. Chem. Soc. 69, 1920-1921 (1947).</li><li>Gilman, H., Nobis, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rearrangement+with+4-Iododibenzothiophene+in+Amination+by+Sodamide.">Rearrangement with 4-Iododibenzothiophene in Amination by Sodamide.</a> J. Am. Chem. Soc. 67, 1479-1480 (1945).</li><li>Dias, F. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Triplet+Harvesting+with+100%+Efficiency+by+Way+of+Thermally+Activated+Delayed+Fluorescence+in+Charge+Transfer+OLED+Emitters.">Triplet Harvesting with 100% Efficiency by Way of Thermally Activated Delayed Fluorescence in Charge Transfer OLED Emitters.</a> Adv. Mater. 25, 3707-3714 (2013).</li><li>Dias, F. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+local+triplet+excited+states+and+D-A+relative+orientation+in+thermally+activated+delayed+fluorescence:+photophysics+and+devices.">The role of local triplet excited states and D-A relative orientation in thermally activated delayed fluorescence: photophysics and devices.</a> Adv. Sci. 3, 1600080 (2016).</li><li>Moss, K. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tuning+the+Intramolecular+Charge+Transfer+Emission+from+Deep+Blue+to+Green+in+Ambipolar+Systems+Based+on+Dibenzothiophene+S,S-Dioxide+by+Manipulation+of+Conjugation+and+Strength+of+the+Electron+Donor+Units.">Tuning the Intramolecular Charge Transfer Emission from Deep Blue to Green in Ambipolar Systems Based on Dibenzothiophene S,S-Dioxide by Manipulation of Conjugation and Strength of the Electron Donor Units.</a> J. Org. Chem. 75, 6771-6781 (2010).</li></ol>

Vi har intet at videregive.

Formålet med dette papir er at vise den store syntese af højeffektive organiske materialer (figur 1) for OLED ansøgninger fra kommercielt tilgængelige råvarer. Skyldes, at tidligere rapporter kun beskrive det endelige cross-kobling reaktion skridt og henvise til nogle af de forældede publikationer, rapporterer vi detaljerede trinvise syntesen af alle materialer sammen med deres fulde NMR og massespektrometri Karakteristik for bedre reproducerbarhed af forsøgene.
Begge udledere bære den samme dibenzothiophene-5-dioxid elektron acceptor kerne. Det første skridt i udarbejdelsen af sammensatte 3 (figur 2) er bromination af kommercielt tilgængelige dibenzothiophene-molekyle. 20 den større skala reaktion sker natten over med et udbytte på 83%. Den resulterende dibrominated sammensatte 2 kan yderligere oxideres med en opløsning af hydrogenperoxid i iseddike, giver 19,3 g af et hvidt pulver efter filtrering og vask. 21 sammensatte 3 blev brugt i cross-kobling reaktion uden nogen yderligere rensning.
Forskellene i photophysical mellem de sammensatte 4 og 5 ligger i egenskaberne elektron-donere Amin enheder. En af forbindelser har perifer alkylerede carbazol enheder, mens den anden har phenothiazine grupper. Phenothiazine molekyle kan købes fra kemiske kreditorer og bruges uden ændringer. For sammensatte 4 tert-butyl grupper skal imidlertid indføres på en aromatisk ring af carbazol enhed for at øge Opløselighed i organiske opløsningsmidler. Det blev rapporteret, at i mangel af egnede alkyl grupper, opløseligheden af produktet falder, hvilket resulterer i en betydeligt lavere reaktion udbytte. 24 alkyl grupper kan indføres i hver phenyl ring ved hjælp af en Friedel-håndværk reaktion mellem tert-butyl chlorid og 9-H-carbazol i overværelse af (II) zinkchlorid i nitromethan baseret på elektrofil aromatisk substitution mekanisme. 19 blev det konstateret at renheden af det resulterende produkt er ikke høj nok og flere biprodukter er til stede i blandingen; Derfor skal den rå grå pulver renses desuden af kolonne kromatografi resulterer i isolation på 13,1 g af sammensatte 1 inddrives som et hvidt pulver.
De ønskede TADF udledere 4 og 5 blev syntetiseret via palladium-katalyseret kulstof-kvælstof cross-koblingsreaktioner bruge tidligere beskrevet litteratur procedurer. 22 , 23 vi fandt, at stigende mængder af udgangsmaterialer gør ikke negativt påvirker udbyttet af det ønskede produkt, antyder, at yderligere stigning til reaktion skala er muligt. Forbindelser, 4 og 5 kan være fremstillet i 63% og 55% udbytte, henholdsvis.
Afslutningsvis er en detaljeret vejledning om hvordan man forberede lysemitterende applikationer, begyndende fra let tilgængelige materialer, med mulighed for at skalere op hele syntetisk proceduren højeffektive organiske molekyler blevet påvist. Gennem dette arbejde er hensigten, at storstilede syntese af mange andre TADF udledere vil sikre en hurtig overgang af teknologi fra laboratoriebænk til industrielle applikationer.

I de seneste par årtier, har forskere undersøgt udnyttelse af organiske molekyler og deres derivater i økologisk lysemitterende dioder (OLED) siden deres første introduktion i 1987. 1 opdagelsen af elektroluminiscens (EL) har ført til organisk materiale at finde en bred vifte af applikationer i displays og belysning. 2 enorm interesse i at producere nye organiske forbindelser og studere deres photophysical egenskaber er drevet af fordele ved OLED over de eksisterende teknologi; især da de er mere energi-effektive og kan tilbyde overlegen enhed ydeevne, samtidig opretholde høje fleksibilitet, små tykkelse og lav vægt. Ikke desto mindre i forhold til uorganisk lysemitterende dioder (lysdioder) lider OLED stadig ulemper, der forhindrer denne teknologi fra storstilet kommerciel produktion, herunder kortere levetid, og lav effektivitet. Indtil for nylig, de fleste forskning blev baseret på første generation OLED og emission påberåbt fluorescens af de organiske materialer. At fluorescens kan forekomme kun fra singlet tilstanden, er maksimale teoretiske interne quantum-udbyttet (IQE) af enheden kun 25%. 3 , 4 , 5 ved at udnytte tungmetaller indeholdende organiske komplekser (såsom Ir, Pt), kunne forskere overvinde 25% effektivitet barriere ved høst elektroner fra både singlet og triplet stater af en radiative overgangsprocessen. 6 , 7 , 8 således den maksimale teoretiske effektivitet af anden generation fosforescerende OLED (PHOLEDs) kan være så højt som 100%. 9 , 10 dag, mange kommercielle OLED enheder udnytte grøn og rød fosforescerende udsender metalorganiske komplekser baseret på iridium. 11 selv om disse materialer er blevet udbredt brug på mobile skærme og andre elektroniske ansøgninger, udgifterne til heavy-metal forløber salte og deres korte levetid har skubbet forskere til at lede efter alternativer.
Der er flere mål, der skal opnås for udbredt kommercialisering af OLED-teknologi, såsom høj stabilitet, effektivt strømforbrug og lave produktionsomkostninger for enheden. I de seneste år, har det vist sig at termisk aktiveret forsinket fluorescens (TADF) udledere kan være en effektiv substitut til PHOLED materialer til at nå den samme IQE værdi, med disse materialer, der nu betragtes som tredje generation OLED materialer. 12 , 13 , 14 rent økologiske TADF udledere kan tilberedes i et par skridt fra let tilgængelige råvarer at gøre den samlede enhed fabrikation kommercielt attraktiv til markedet. Til dato, der er flere omfattende litteratur anmeldelser dækker alle aspekter fra materielle syntese til enheden fabrikation. 15,16,17,18 i hovedsagen med TADF materielle forberedelse er anvendelse af Pd-holdige katalysatorer for cross-koblingsreaktioner. For at vise potentialet for TADF materielle forberedelse på en større skala. Vi skaleres op syntesen af TADF udledere fra råvarer til de ønskede produkter 4 og 5 (figur 1). 22 , 23 denne detaljerede protokollen er beregnet til at hjælpe nye udøvere i feltet til at forstå de oplysninger i forbindelse med syntesen af TADF materialer.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="973">
	<tbody>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:480px;">2-Chloro-2-methylpropane, 99+%</td>
			<td style="width:163px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:164px;">19780</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:480px;">2-Dicyclohexylphosphino-2&#8242;,4&#8242;,6&#8242;-triisopropylbiphenyl (XPhos), 97%</td>
			<td style="width:163px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:164px;">638064</td>
			<td style="width:167px;">Air sensitive</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:480px;">9-H-carbazole, 95%</td>
			<td style="width:163px;">Alfa Aesar</td>
			<td style="width:164px;">A11448</td>
			<td style="width:167px;">Air sensitive</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:480px;">Bromine, 99.5%</td>
			<td style="width:163px;">Fisher</td>
			<td style="width:164px;">10452553</td>
			<td style="width:167px;">Highly toxic</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:480px;">Chloroform, anhydrous, 99%</td>
			<td style="width:163px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:164px;">288306</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:480px;">Dibenzothiophene, 98%</td>
			<td style="width:163px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:164px;">D32202</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:480px;">Dichloromethane, anhydrous, 99.8%</td>
			<td style="width:163px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:164px;">270997</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:480px;">Glacial acetic acid, 99.7+%</td>
			<td style="width:163px;">Alfa Aesar</td>
			<td style="width:164px;">36289</td>
			<td style="width:167px;">Corrosive to skin</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:480px;">Hexane, anhydrous, 95%</td>
			<td style="width:163px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:164px;">296090</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:26px;width:480px;">Hydrogen peroxide solution (30 % (w/w) in H2O)</td>
			<td style="width:163px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:164px;">H1009</td>
			<td style="width:167px;">Corrosive to skin</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:480px;">Magnesium sulfate, 99.5%</td>
			<td style="width:163px;">Alfa Aesar</td>
			<td style="width:164px;">33337</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:480px;">Nitromethane, 98+%</td>
			<td style="width:163px;">Alfa Aesar</td>
			<td style="width:164px;">A11806</td>
			<td style="width:167px;">Highly explosive</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:480px;">Phenothiazine, 98+%</td>
			<td style="width:163px;">Alfa Aesar</td>
			<td style="width:164px;">A12517</td>
			<td style="width:167px;">Air sensitive</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:480px;">Sodium tert-butoxide, 97%</td>
			<td style="width:163px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:164px;">359270</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:480px;">Tert-butanol, anhydrous, 99.5%</td>
			<td style="width:163px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:164px;">471712</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:480px;">Toluene, anhydrous, 99.8%</td>
			<td style="width:163px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:164px;">244511</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:480px;">Tris(dibenzylideneacetone) dipalladium(0), Pd 21.5% min</td>
			<td style="width:163px;">Alfa Aesar</td>
			<td style="width:164px;">12760-03</td>
			<td style="width:167px;">Air sensitive</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:480px;">Zinc (II) chloride, anhydrous, 98+%</td>
			<td style="width:163px;">Alfa Aesar</td>
			<td style="width:164px;">A16281</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

scale-up chemical synthesis of thermally-activated delayed fluorescence emitters based on the dibenzothiophene-s,s-dioxide core

Vi rapporterer en procedure til lineært skala-up syntesen af 2,8-bis (3,6-di-tert-butyl-9H-carbazol-9-yl) dibenzothiophene-S, S-dioxid (sammensatte 4) og 2,8-bis(10H-phenothiazin-10-yl) dibenzothiophene-S, S-dioxid (sammensatte 5) ved hjælp af Buchwald-Hartwig cross-kobling reaktionsbetingelser. Derudover viser vi en skaleres op syntese af alle ikke-kommercielt tilgængelige udgangsmaterialer, der er nødvendige for undersøgelsesområde cross-kobling reaktion. I denne artikel leverer vi syntetisk detailprocedurer for alle de beskrevne forbindelser, sammen med deres spektrale karakterisering. Dette arbejde viser muligheden for at producere organiske molekyler til optoelektroniske applikationer på en stor skala, som letter deres gennemførelse i virkelige verden enheder.

De kemiske strukturer af de endelige TADF udledere (figur 1) er mærket blå for elektron-donere grupper og rød for fratagelse af elektron kernen. En alkylerede carbazol derivat og en dibrominated dibenzothiopene-S, S-dioxid acceptor molekyle kan fremstilles af billige råvarer (figur 2). De endelige produkter kan fremstilles ved en storstilet version af Pd-katalyseret undersøgelsesområde cross-kobling reaktion (figur 3).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56501/56501fig1.jpg"> 
Figur 1 . Kemiske strukturer af termisk aktiveret forsinket fluorescens udledere baseret på 2,8-dibenzothiophene-5-dioxid elektron acceptor kerne (vist i rød) forsynet med 3,6-di-tert-butyl-9H-carbazol-9-yl og 10H-phenothiazin-10-yl donor fraspaltning af sammensatte 4 og sammensatte 5 hhv. Elektron-donere grupper er vist med blåt. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56501/56501fig1large.jpg" target="_blank">Venligst klik her for at se en større version af dette tal.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56501/56501fig2.jpg"> 
Figur 2 . Kemisk reaktion veje til at forberede 3,6-di-tert-butyl-9H-carbazole (sammensatte 1) af alkylering af 9-H-carbazol og 2,8-dibromodibenzothiophene-5-dioxid (sammensatte 3) i to trin fra kommercielt tilgængelige dibenzothiophene. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56501/56501fig2large.jpg" target="_blank">Venligst klik her for at se en større version af dette tal.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56501/56501fig3.jpg"> 
Figur 3 . Buchwald-Hartwig cross kobling reaktioner mellem 2,8-dibromodibenzothiophene-5-dioxid (sammensatte 3) og en tilsvarende sekundær Amin at producere forbindelser, 4 og 5. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56501/56501fig3large.jpg" target="_blank">Venligst klik her for at se en større version af dette tal.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Scale-up Chemical Synthesis of Thermally-activated Delayed Fluorescence Emitters Based on the Dibenzothiophene-S,S-Dioxide Core at JoVE.com

Scale-up Chemical Synthesis of Thermally-activated Delayed Fluorescence Emitters Based on the Dibenzothiophene-S,S-Dioxide Core

Skala-up syntese af højeffektive termisk aktiveret forsinket fluorescens udledere er beskrevet i fremlagt artiklen.

Skala-up kemisk syntese af termisk aktiveret forsinket fluorescens udledere baseret på den Dibenzothiophene-S, S-dioxid kerne

We report a procedure to linearly scale-up the synthesis of 2,8-bis(3,6-di-tert-butyl-9H-carbazol-9-yl)dibenzothiophene-S,S-dioxide (compound 4) and ...

Research

JoVE Journal

Chemistry

Determining the Ice-binding Planes of Antifreeze Proteins by Fluorescence-based Ice Plane Affinity

Bestemmelse af isbindende fly af frostvæskeproteiner ved fluorescens-baserede Ice Plane Affinitet

Antifreeze proteins (AFPs) are expressed in a variety of cold-hardy organisms to prevent or slow internal ice growth. AFPs bind to specific planes of ice ...

Synthesis, Characterization, and Functionalization of Hybrid Au/CdS and Au/ZnS Core/Shell Nanoparticles

Synthesis, karakterisering, og Funktionalisering af Hybrid Au / cd&#39;er og Au / ZnS Core / Shell Nanopartikler

Plasmonic nanoparticles are an attractive material for light harvesting applications due to their easily modified surface, high surface area and large ...

Protocol for the Synthesis of Ortho-trifluoromethoxylated Aniline Derivatives

Protocol for the Synthesis of Ortho-trifluoromethoxylated Aniline Derivatives

Protokol til syntese af<em&gt; Ortho</em&gt; -trifluoromethoxylated anilinderivater

Molecules bearing trifluoromethoxy (OCF3) group often show desired pharmacological and biological properties. However, facile synthesis of ...

Epitaxial Growth of Perovskite Strontium Titanate on Germanium via Atomic Layer Deposition

Epitaksial dyrkning af Perovskite strontiumtitanat på Germanium via Atomic Layer Deposition

Atomic layer deposition (ALD) is a commercially utilized deposition method for electronic materials. ALD growth of thin films offers thickness control and ...

Facile Synthesis of Worm-like Micelles by Visible Light Mediated Dispersion Polymerization Using Photoredox Catalyst

Facile Syntese af ormelignende Miceller af synligt lys Mediated Dispersion polymerisering Brug Photoredox Catalyst

Presented herein is a protocol for the facile synthesis of worm-like micelles by visible light mediated dispersion polymerization. This approach begins ...

Microfluidic-based Synthesis of Covalent Organic Frameworks (COFs): A Tool for Continuous Production of COF Fibers and Direct Printing on a Surface

Microfluidic-based Synthesis of Covalent Organic Frameworks COFs: A Tool for Continuous Production of COF Fibers and Direct Printing on a Surface

Mikrofluidbaseret syntese af kovalente organiske rammer (COF&#39;er): Et værktøj til kontinuerlig produktion af COF-fibre og direkte tryk på en overflade

Covalent Organic Frameworks (COFs) are a class of porous covalent materials which are frequently synthesized as unprocessable crystalline powders. The ...

Preparation of Chitosan-based Injectable Hydrogels and Its Application in 3D Cell Culture

Forberedelse af Chitosan-baserede injicerbare Hydrogels og dens anvendelse i 3D cellekultur

The protocol presents a facile, efficient, and versatile method to prepare chitosan-based hydrogels using dynamic imine chemistry. The hydrogel is ...

Synthesis of Core-shell Lanthanide-doped Upconversion Nanocrystals for Cellular Applications

Syntese af kerne-shell Lanthanide-doped Upconversion nanokrystaller for cellulære applikationer

Lanthanide-doped upconversion nanocrystals (UCNs) have attracted much attention in recent years based on their promising and controllable optical ...

Synthesis and Evaluation of a Ruthenium-based Mitochondrial Calcium Uptake Inhibitor

Sammenfatning og evaluering af en Ruthenium-baserede mitokondrie Calcium Uptake hæmmer

We detail the synthesis and purification of a mitochondrial calcium uptake inhibitor, [(OH2)(NH3)4Ru(&#181;-O)Ru(NH3)4(OH2)]5+. The optimized synthesis of ...

Solvothermal Synthesis of MIL-96 and UiO-66-NH2 on Atomic Layer Deposited Metal Oxide Coatings on Fiber Mats

Solvothermal Synthesis of MIL-96 and UiO-66-NH2 on Atomic Layer Deposited Metal Oxide Coatings on Fiber Mats

Solvothermal syntese af MIL-96 og UiO-66-NH2 på atomare lag deponeret metaloxid belægninger på Fiber måtter

Metal-organic frameworks (MOFs), which contain reactive metal clusters and organic ligands allowing for large porosities and surface areas, have proven ...