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

Dit onderzoek heeft ontvangen financiering vanuit de Europese Unie Horizon 2020 onderzoek en innovatie programma uit hoofde van het Marie Skłodowska-Curie-subsidieovereenkomst H2020-MSCA-ITN-2015/674990 project "EXCILIGHT". De Royal Society Bedankt PJS voor een Wolfson onderzoek Merit Award.

Let op: Controleer alle relevante veiligheidsinformatiebladen (MSDS) voorafgaand aan het gebruik. Verscheidene van de chemicaliën die worden gebruikt in de synthese zijn zeer giftig en kankerverwekkend. Wanneer u werkt met silica gel, moet een beschermende respiratoire masker gedragen worden om te voorkomen dat deeltje inhalation. Houd u aan alle passende veiligheidsvoorschriften bij het uitvoeren van een chemische reactie, met inbegrip van het gebruik van technische controles (zuurkast) en persoonlijke beschermingsmiddelen (veiligheidsbril, handschoenen, laboratoriumjas, volledige lengte broek, gesloten-teen schoenen).
 alle reagentia en de oplosmiddelen commercieel werden aangekocht en werden gebruikt zonder enige verdere zuivering. 1 H en 13 C-NMR-spectra werden opgenomen op een 400 MHz NMR spectrometer CDCl 3 gebruiken als het oplosmiddel. Proton NMR chemische shifts zijn gerapporteerd als δ waarden in ppm ten opzichte van Halfzwaar oplosmiddelen: CDCl 3 (7,26). Gegevens als volgt worden gepresenteerd: chemische verschuiving, multipliciteit en het koppelen van constant(s) (J) zijn in Hz. flavorgroep worden gerapporteerd over het bereik (in ppm) zij verscheen. Koolstof NMR-gegevens werden verzameld ten opzichte van het desbetreffende oplosmiddel signalen CDCl 3 (77.16). Smeltpunten werden gemeten met behulp van een apparaat smeltpunt. Matrix geassisteerde laser desorptie ionisatie-time-of-flight (MALDI-TOF) massaspectrometrie werden uitgevoerd op een Shimadzu Axima-CFR spectrometer (massa bereik 1-150 000 bijvangsten Da).
 1. synthese van de gemelde stoffen <ol><li>synthese van samengestelde 1 (3,6-di-tert-butyl-9H-carbazole) 19 <ol><li>500 mL drie-nek met ronde bodem kolf, ontbinden 9 - H-carbazole (10,0 g, 60 mmol) in nitromethaan (300 mL) onder een atmosfeer van stikstof. Dan, voeg (II) zinkchloride (24,3 g, 180 mmol) aan deze oplossing.</li>
		<li>Giet 2-chloro-2-methylpropane (19.5 mL, 180 mmol) in de trechter van de toevoeging 100 mL en voeg ontkleuring onder krachtig roeren.</li>
		<li>Roer het resulterende mengsel bij kamertemperatuur voor 6 h.</li>
		<li>Toezicht op de voltooiing van de reactie van Dunnelaagchromatografie (TLC), met behulp van dichloormethaan: hexaan 1:1 v/v als een eluens mengsel. Voeg 100 mL water te neutraliseren de oplossing na de consumptie van 9-H-carbazole,.</li>
		<li>Pak het product driemaal met 150 mL dichloormethaan telkens. Scheiden van de organische laag van de waterige laag en bovendien spoel tweemaal met 150 mL water.
		<ol><li>De resulterende organische laag met 15 g magnesiumsulfaat droog en verdampen de oplosmiddelen onder verlaagde druk te verkrijgen van een grijze poeder.</li>
		</ol></li> <li>Zuiveren het residu door kolom-chromatografie met behulp van dichloormethaan: hexaan 1:1 v/v oplosmiddel mengsel als een eluens geboden 13.1 g (79%) van samengestelde 1 als een wit poeder. 
		Samengestelde karakterisering van 1: 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, 18u). 
		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 +). 
		Smeltpunt: 233-235 ° C.</li>
	</ol></li> <li>Synthese van samengestelde 2 (2,8-dibromodibenzothiophene) 20 <ol><li>dibenzothiophene (15,0 g, 81.3 mmol) met behulp van een 500 mL drie-nek Rondbodemkolf, ontbinden in chloroform (100 mL) onder stikstof sfeer. Voeg vervolgens toe dropwise Broom (9,3 mL, 180 mmol) bij 0 ° C onder krachtig roeren.</li>
		<li>Na volledige toevoeging van broom, verhogen de temperatuur tot kamertemperatuur en roer het reactiemengsel voor 18 h.</li>
		<li>Filter uit de resulterende witte neerslag en herhaaldelijk wassen met 50 mL water en vervolgens met 15 mL methanol te isoleren van 2,8-dibromodibenzothiophene in een rendement van 23 g (83%) als een wit poeder. 
		Karakterisering van de samengestelde 2: 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, 2U). 
		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 +). 
		Smeltpunt: 227-229 ° C.</li>
	</ol></li> <li>Synthese van samengestelde 3 (2,8-dibromodibenzothiophene-5-dioxide) 21 <ol><li>laden een 500 mL één-nek ronde onderkant kolf met een suspensie van 2,8-dibromodibenzothiophene (21.3 g, 60 mmol) en waterstofperoxide-oplossing (30 mL van 30% (m/m) in H 2 O) in ijsazijn (250 mL) en laat het gedurende 2 uur onder een atmosfeer van stikstof.</li>
		<li>Het resulterende mengsel tot kamertemperatuur afkoelen, en filter van een witte neerslag.</li>
		<li>Spoel driemaal met 15 mL water en vervolgens 10 mL van methanol, verkrijgen van 19.3 g (85%) van het witte poeder. 
		Samengestelde 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, 2U). 
		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 +). 
		Smeltpunt: 360-362 ° C.</li>
	</ol></li> <li>Synthese van samengestelde 4 (2,8-bis(3,6-di-tert-butyl-9H-carbazol-9-yl)dibenzothiophene-S,S-dioxide) 22 <ol><li>met behulp van 500 mL drie-nek Rondbodemkolf, ontbinden 2,8 - dibromodibenzothiophene-S, S-dioxide (0,45 g, 1.2 mmol) en 3,6-di-tert-butyl-9H-carbazole (0,80 g, 2.86 mmol) in watervrij tolueen (250 mL) en ontgas door borrelen door stikstof gedurende 15 minuten onder krachtig roeren.</li>
		<li>Hierna toevoegen tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0) (0,025 g, 0.03 mmol) en 2-dicyclohexylphosphino-2 &#8242;, 4 &#8242;, 6 &#8242;-triisopropylbiphenyl (XPhos, 0.06 g, 0,12 mmol) aan het reactiemengsel en ontgas de oplossing voor een ander 15 min. </li> <li>Voeg natrium-tert-butoxide (0.32 g, 0.834 mmol) en tert-butanol (6 mL) en ontgas het resulterende mengsel gedurende 15 minuten</li>
		<li>Warmte de reactie-oplossing bij 110 ° C onder stikstof atmosfeer voor 18 h.</li>
		<li>Afkoelen tot kamertemperatuur, voeg water (150 mL) en haal de biologische producten in dichloormethaan (250 mL) en wassen van de organische laag tweemaal met 150 mL water.</li>
		<li>Droog de resulterende organische laag met 15 g magnesiumsulfaat en verwijder het oplosmiddel onder verlaagde druk te verkrijgen van het ruwe product.</li>
		<li>Zuiveren het ruwe materiaal door kolom-chromatografie (met behulp van een mengsel van oplosmiddelen als een eluens: dichloormethaan: aardolie ether 1:1 v/v) samengestelde 4 opleveren als een witte vaste stof (0.58 g, 63%). 
		Karakterisering van de Compound 4: 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 +). 
		Smeltpunt: 351-353 ° C.</li>
	</ol></li> <li>Synthese van samengestelde 5 (2,8-bis(10H-phenothiazin-10-yl)dibenzothiophene-S,S-dioxide) 23 <ol><li>Using 250 mL drie-nek Rondbodemkolf, los 2,8-dibromodibenzothiophene-S, S-dioxide (0,67 g, 1,8 mmol) en fenothiazinering (0,75 g, 3,77 mmol) in watervrij tolueen (60 mL) en ontgas door borrelen door stikstof gedurende 15 minuten onder krachtig roeren.</li>
		<li>Hierna toevoegen tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0) (0.11 g, 0,12 mmol) en 2-dicyclohexylphosphino-2 &#8242;, 4 &#8242;, 6 &#8242;-triisopropylbiphenyl (0,12 g, XPhos, 0,23 mmol) aan het reactiemengsel en ontgas de oplossing voor een ander 15 min. </li> <li>Toevoegen van natrium-tert-butoxide (0.38 g, 3.94 mmol) en ontgas het resulterende mengsel voor extra 15 min.</li>
		<li>Warmte de reactie-oplossing tot 110 ° C in een atmosfeer van stikstof voor 18 h.</li>
		<li>Cool-down het reactiemengsel kamertemperatuur, voeg water (150 mL) en uitpakken van biologische producten in dichloormethaan (250 mL) en daarnaast spoel tweemaal met 150 mL water.</li>
		<li>Droog de resulterende organische laag met 15 g magnesiumsulfaat en verwijder het oplosmiddel onder verlaagde druk was te geven van het ruwe product.</li>
		<li>Zuiveren het ruwe product door kolom-chromatografie (met behulp van oplosmiddelen mengsel als een eluens: dichloormethaan: hexaan 2:1 v/v) te verkrijgen van samengestelde 5 als een witte vaste stof (0.9 g, 55%). 
		Karakterisering van de Compound 5: 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 +). 
		Smeltpunt: 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>

Wij hebben niets te onthullen.

Het doel van deze paper is te laten zien van de grootschalige synthese van hoogefficiënte organische materialen (figuur 1) voor OLED toepassingen van verkrijgbare grondstoffen. Wijten aan het feit dat vorige verslagen alleen de laatste reactiestap van de Kruis-koppeling beschrijven en naar enkele van de verouderde publicaties verwijzen, rapporteren we de gedetailleerde stapsgewijze synthese van alle materialen die samen met hun volledige NMR en massa-spectrometrie karakterisatie voor betere reproduceerbaarheid van de experimenten.
Beide vervuilers dragen dezelfde dibenzothiophene-5-dioxide elektron acceptor kern. De eerste stap in de voorbereiding van samengestelde 3 (figuur 2) is de Bromering van het molecuul verkrijgbare dibenzothiophene. 20 de grotere schaal reactie treedt 's nachts op met een rendement van 83%. De resulterende dibrominated samengestelde 2 kan verder worden geoxideerd met een oplossing van waterstofperoxide in ijsazijn, opbrengst van 19.3 g een wit poeder na filtratie en wassen. 21 samengestelde 3 werd gebruikt in de reactie van de Kruis-koppeling zonder enige verdere zuivering.
Het verschil in fotofysische eigenschappen tussen de samengestelde 4 en 5 ligt in het doneren van elektron eigenschappen van de amine-eenheden. Een van de verbindingen heeft perifere Gealkyleerde carbazole eenheden, terwijl de andere fenothiazinering groepen. Het molecuul fenothiazinering kan worden gekocht van chemische leveranciers en zonder wijzigingen gebruikt. Nochtans, in het geval van samengestelde 4 tert-butyl-groepen moeten worden ingevoerd op de aromatische ring van de carbazole eenheid teneinde oplosbaarheid in organische oplosmiddelen. Het was gemeld dat bij gebrek aan geschikte alkyl groepen, de oplosbaarheid van het product daalt, wat resulteert in een aanzienlijk lagere reactie opbrengst. 24 alkyl-groepen kunnen worden ingevoerd in elke fenyl-ring met behulp van een Friedel-Crafts reactie tussen tert-butyl chloride en 9-H-carbazole in aanwezigheid van zinkchloride (II) in nitromethaan gebaseerd op het mechanisme van de elektrofiele aromatische substitutie. 19 werd vastgesteld dat de puurheid van het resulterende product niet hoog genoeg is en enkele bijproducten aanwezig in het mengsel zijn; Daarom moet het ruwe grijze poeder bovendien gezuiverd worden door kolom-chromatografie resulterend in isolatie van 13.1 g van samengestelde 1 hersteld als een wit poeder.
De gewenste TADF stralers 4 en 5 waren gesynthetiseerd via palladium-gekatalyseerde koolstof-stikstof Kruis-koppeling reacties met behulp van de eerder beschreven literatuur procedures. 22 , 23 vonden we dat verhoging van de middelen van de grondstoffen niet negatief doet beïnvloeden het rendement van het gewenste product, wat suggereert dat verdere stijgingen op de schaal van de reactie mogelijk zijn. Verbindingen 4 en 5 kunnen worden verkregen in 63% en 55% rendement, respectievelijk.
Kortom, is een gedetailleerde Richtsnoer betreffende het voorbereiden van hoogefficiënte organische moleculen voor LED-toepassingen, vanaf gemakkelijk beschikbare materialen, met de mogelijkheid om aan schaal omhoog de hele synthetische procedure aangetoond. Door dit werk is de bedoeling dat grootschalige synthese van vele andere TADF stralers voor een snelle overgang van de technologie van de laboratorium-Bank voor industriële toepassingen zorgt.

In de afgelopen decennia, hebben de onderzoekers het gebruik van organische moleculen en hun derivaten in organische lichtgevende dioden (OLED) onderzocht sinds de eerste invoering in 1987. 1 de ontdekking van elektroluminescentie (EL) heeft geleid tot organische materialen vinden van een brede waaier van toepassingen in displays en verlichting. 2 enorme belangstelling voor het produceren van nieuwe organische stoffen en het bestuderen van hun fotofysische eigenschappen worden gedreven door de voordelen van OLED's ten opzichte van de bestaande technologieën; vooral als ze meer energie-efficiënt zijn en superieure Apparaatprestaties bieden met behoud van hoge flexibiliteit, kleine dikte, en een laag gewicht. Niettemin, in vergelijking met anorganische luminescentiedioden (LED's), OLED's nog steeds benadeeld die verhinderen deze technologie van grootschalige commerciële productie dat, met inbegrip van kortere levensduur en lage efficiëntie. Tot voor kort, de meeste onderzoek was gebaseerd op eerste generatie OLED en emissie vertrouwden op de fluorescentie van de organische materialen. Wijten aan het feit dat de fluorescentie kan optreden alleen uit de staat singlet, is de maximale theoretische interne quantum efficiency (IQE) van het apparaat slechts 25%. 3 , 4 , 5 door gebruik makend van zware metalen bevatten organische complexen (zoals Ir, Pt), kunnen onderzoekers de 25% efficiëntie barrière overwinnen door het oogsten van de elektronen uit singlet zowel de triplet Staten door een radiatieve overgangsproces. 6 , 7 , 8 dus de maximale theoretische efficiëntie van tweede generatie fosforescerende OLED (PHOLEDs) kunnen oplopen tot 100%. 9 , 10 Nowadays, veel commerciële OLED apparaten gebruik maken van groen en rood fosforescerende organometaal complexen op basis van iridium uitstoten. 11 , hoewel deze materialen hebben opgedaan wijdverbreide gebruik in mobiele displays en andere elektronische toepassingen, de kosten van de voorloper van de zware metalen zouten en hun korte levensduur hebben geduwd onderzoekers op zoek naar alternatieven.
Er zijn verschillende doelstellingen die moeten worden bereikt voor wijdverbreide commercialisering van OLED-technologie, zoals hoge stabiliteit, efficiënt energieverbruik en lage productiekosten van het apparaat. In de afgelopen jaren gebleken dat thermisch geactiveerd vertraagde fluorescentie (TADF) stralers een doeltreffende vervanging van PHOLED materialen kunnen te bereiken dezelfde IQE waarde, met deze materialen nu beschouwd als derde generatie OLED materialen. 12 , 13 , 14 puur biologische TADF uitstoters kunnen bereid worden in een paar stappen van gemakkelijk beschikbare grondstoffen, waardoor de algehele apparaat fabricage commercieel aantrekkelijk voor de markt. Tot op heden heeft er verschillende uitgebreide literatuurbesprekingen bestrijken alle aspecten van materiële synthese aan de fabricage van het apparaat. 15,16,,17,18 de belangrijkste kwestie met TADF materiële voorbereiding is het gebruik van Pd-bevattende katalysatoren voor de reacties van de Kruis-koppeling. Om aan te tonen het potentieel TADF materiële voorbereiding op een grotere schaal. We geschaald-up de synthese van TADF vervuilers van grondstoffen voor de gewenste producten 4 en 5 (Figuur 1). 22 , 23 deze gedetailleerde protocol is bedoeld om te helpen nieuwe beoefenaars in het veld om te begrijpen van de informatie in verband met de synthese van TADF materialen.

<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

Wij rapporteren een procedure lineair schaal-up van de synthese van 2,8-bis (3,6-di-tert-butyl-9H-carbazol-9-yl) dibenzothiophene-S, S-dioxide (samengestelde 4) en 2,8-bis(10H-phenothiazin-10-yl)-dibenzothiophene-S, met behulp van de S-dioxide (samengestelde 5) Buchwald-Hartwig Kruis-koppeling reactie voorwaarden. Daarnaast tonen we een synthese van de schaal-up van alle niet-commercieel verkrijgbare grondstoffen die nodig voor de reactie van de Kruis-koppeling aminering zijn. In het onderhavige artikel geven wij de gedetailleerde synthetische procedures voor alle van de beschreven stoffen, naast hun spectrale karakterisering. Dit werk toont de mogelijkheid voor de productie van organische moleculen voor opto-elektronische toepassingen op grote schaal, dat de tenuitvoerlegging ervan in de echte wereld apparaten vergemakkelijkt.

De chemische structuur van de definitieve TADF stralers (Figuur 1) zijn gemarkeerd blauw voor het doneren van elektron groepen en rood voor de intrekking van de elektron kern. Een derivaat Gealkyleerde carbazole en een dibrominated dibenzothiopene-S, S-dioxide acceptor molecuul kan worden bereid uit goedkope grondstoffen (Figuur 2). De eindproducten kunnen bereid worden door een grote versie van de Pd-gekatalyseerde aminering Kruis-koppeling reactie (Figuur 3).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56501/56501fig1.jpg"> 
Figuur 1 . Chemische structuren van thermisch geactiveerd vertraagde fluorescentie vervuilers gebaseerd op de 2,8-dibenzothiophene-5-dioxide elektron acceptor kern (aangegeven in rood) rekening houdend met 3,6-di-tert-butyl-9H-carbazol-9-yl en 10H-phenothiazin-10-yl donor wordt van samengestelde 4 en 5 respectievelijk samengestelde. Elektron-doneren groepen worden weergegeven in het blauw. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56501/56501fig1large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56501/56501fig2.jpg"> 
Figuur 2 . Chemische reactie emissieroutes naar 3,6-di-tert-butyl-9H-carbazole (samengestelde 1) bereid door alkylatie van 9-H-carbazole en 2,8-dibromodibenzothiophene-5-dioxide (samengestelde 3) in twee stappen vanaf verkrijgbare dibenzothiophene. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56501/56501fig2large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56501/56501fig3.jpg"> 
Figuur 3 . Buchwald-Hartwig Kruis koppeling reacties tussen 2,8-dibromodibenzothiophene-5-dioxide (samengestelde 3) en een bijbehorende secundaire amine tot verbindingen 4 en 5. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56501/56501fig3large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</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

Schaalvergroting synthese van hoogefficiënte thermisch geactiveerd vertraagde fluorescentie vervuilers wordt beschreven in het voorgestelde artikel.

Scale-up chemische synthese van thermisch-geactiveerde vertraagde fluorescentie Emitters gebaseerd op de kern van de Dibenzothiophene-S, S-Dioxide

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

Het bepalen van de IJsbindende Vlakken van Antivries eiwitten door Fluorescentie-gebaseerde Ice Plane Affiniteit

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

Synthese, karakterisering en functionalisering van de hybride AU / CdS en Au / ZnS Core / Shell Nanodeeltjes

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

Protocol voor de synthese van<em&gt; Ortho</em&gt; -trifluoromethoxylated anilinederivaten

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

Epitaxiaal Groei van Perovskite Strontiumtitanaat op 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 Synthese van Worm-micellen door het zichtbare licht Mediated Dispersion polymerisatie onder toepassing van 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

Microfluïde-gebaseerde synthese van covalente organische kaders (COF&#39;s): een gereedschap voor de continue productie van COF-vezels en directe druk op een oppervlak

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

Voorbereiding van injecteerbare Hydrogels Chitosan gebaseerde en de toepassing ervan in de 3D-celkweek

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

Synthese van de Core-shell Lanthanide-doped Upconversion nanokristallen voor mobiele toepassingen

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

Synthese en evaluatie van een Ruthenium gebaseerde mitochondriale Calcium opname Inhibitor

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 synthese van MIL-96 en UiO-66-NH2 op atomische laag gestort metaaloxide Coatings op Fiber matten

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