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

Diese Forschung wird finanziell unterstützt von der Europäischen Union Horizon 2020-Forschung und Innovation-Programm unter der Marie Skłodowska-Curie Finanzhilfevereinbarung H2020-MSCA-ITN-2015/674990-Projekt "EXCILIGHT". PJS Danke für ein Wolfson Research Merit Award der Royal Society.

Achtung: Bitte überprüfen Sie alle relevanten Sicherheitsdatenblätter (SDB) vor der Verwendung. Einige der in die Synthese verwendeten Chemikalien sind hochgiftig und krebserregend. Beim Arbeiten mit Silica-Gel muss eine schützende Atemmaske getragen werden, um Partikel Einatmen zu vermeiden. Bitte alle entsprechenden Sicherheitsregeln beachten, bei der Durchführung einer chemischen Reaktion, einschließlich des Einsatzes von technischen Kontrollen (Abzug) und persönliche Schutzausrüstung (Schutzbrille, Handschuhe, Kittel, voller Länge Hose, geschlossene Schuhe).
 alle Reagenzien und Lösungsmitteln wurden im Handel gekauft und wurden ohne jede weitere Reinigung verwendet. 1 H und 13 C-NMR-Spektren wurden auf einem 400 MHz NMR-Spektrometer mit CDCl 3 als Lösungsmittel erfasst. Proton NMR chemische Verschiebungen werden als δ-Werte in ppm relativ deuterierte Lösungsmittel berichtet: CDCl 3 (7,26). Daten werden wie folgt dargestellt: chemische Verschiebung, Vielfalt und Kupplung konstanten (J) sind in Hz. Multiplets berichtet über den Bereich (in ppm) erscheinen. Kohlenstoff-NMR-Daten wurden im Vergleich zu dem entsprechenden Lösungsmittel Signale CDCl 3 (77.16) gesammelt. Schmelzpunkte wurden mit einem Schmelzpunkt Apparat gemessen. Matrix assisted Laser desorption Ionisation-Time-of-Flight (MALDI-TOF) Massenspektrometrie wurden auf einem Shimadzu Axima-CFR-Spektrometer laufen (Masse 1 150 000 Da reichen).
 1. Synthese der gemeldeten Verbindungen <ol><li>Synthese der Verbindung 1 (3,6-di-tert-butyl-9H-carbazole) 19 <ol><li>500 mL drei-Hals mit Rundboden Kolben, auflösen 9- H-Carbazole (10,0 g, 60 Mmol) in Nitromethan (300 mL) unter Stickstoffatmosphäre. Diese Lösung dann, Zinkchlorid (II) (24,3 g, 180 Mmol) hinzufügen.</li>
		<li>2-Chloro-2-Methylpropane (19,5 mL, 180 Mmol) in 100 mL Zusatz Trichter gießen und unter kräftigen Rühren tropfenweise hinzufügen.</li>
		<li>Rühren Sie die resultierende Mischung bei Raumtemperatur für 6 h.</li>
		<li>Überwachen die Vollendung der Reaktion durch Dünnschichtchromatographie (TLC), Verwendung von Dichlormethan: Hexan 1:1 V/V als Laufmittel Mischung. Fügen Sie nach dem Verzehr von 9 H Carbazole, 100 mL Wasser, die Lösung zu neutralisieren.</li>
		<li>Das Produkt dreimal mit 150 mL Dichlormethan extrahiert jedes Mal. Die wässrige Schicht der organische Schicht trennen und zusätzlich zweimal mit 150 mL Wasser waschen.
		<ol><li>Trocknen die resultierende organische Schicht mit 15 g Magnesiumsulfat und verdunsten des Lösungsmittels unter vermindertem Druck, ein graues Pulver zu erhalten.</li>
		</ol></li> <li>Reinigen die Rückstände durch Säulenchromatographie mit Dichlormethan: Hexan 1:1 V/V Lösungsmittelgemisches als ein Laufmittel 13,1 g (79 %) von zusammengesetzten 1 als weißes Pulver zur Verfügung gestellt. 
		Compound 1 Charakterisierung: 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 +). 
		Schmelzpunkt: 233-235 ° c</li>
	</ol></li> <li>Synthese von zusammengesetzten 2 (2,8-Dibromodibenzothiophene) 20 <ol><li>mit einem 500 mL drei Hals Rundboden Kolben Dibenzothiophene (15,0 g, 81.3 Mmol) in Chloroform (100 mL) unter Stickstoff auflösen Atmosphäre. Fügen Sie dann tropfenweise Brom (9,3 mL, 180 Mmol) bei 0 ° C unter kräftigen rühren.</li>
		<li>Nach der vollständigen Zugabe von Brom erhöhen Sie die Temperatur auf Zimmertemperatur und rühren Sie das Reaktionsgemisch für 18 h.</li>
		<li>Filter aus den daraus resultierenden weißen Niederschlag und wiederholt waschen mit 50 mL Wasser und dann mit 15 mL Methanol, 2,8-Dibromodibenzothiophene in einer Ausbeute von 23 g (83 %) als weißes Pulver zu isolieren. 
		Verbindung 2 Charakterisierung: 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 +). 
		Schmelzpunkt: 227-229 ° c</li>
	</ol></li> <li>Synthese von zusammengesetzten 3 (2,8-Dibromodibenzothiophene-5-Dioxide) 21 <ol><li>laden eine 500 mL 1-Hals Runde untere Kolben mit einer Suspension von 2,8-Dibromodibenzothiophene (21,3 g, 60 Mmol) und Wasserstoffperoxid-Lösung (30 mL von 30 % (w/w) in H 2 O) in Eisessig (250 mL) und Reflux 2 h unter Stickstoffatmosphäre.</li>
		<li>Die resultierende Mischung auf Raumtemperatur abkühlen, und Filtern Sie einen weißen Niederschlag.</li>
		<li>Waschen dreimal mit 15 mL Wasser und dann 10 mL Methanol zu 19,3 g (85 %) des weißen Pulvers. 
		Charakterisierung der Verbindung 3: 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 +). 
		Schmelzpunkt: 360-362 ° C.</li>
	</ol></li> <li>Synthese von compound 4 (2,8-bis(3,6-di-tert-butyl-9H-carbazol-9-yl)dibenzothiophene-S,S-dioxide) 22 <ol><li>auflösen mit 500 mL drei Hals Rundboden Kolben, 2,8 - Dibromodibenzothiophene-S, S-Kohlendioxid (0,45 g, 1,2 Mmol) und 3,6-di-tert-butyl-9H-carbazole (0,80 g, 2,86 Mmol) in wasserfreien Toluol (250 mL) und Entgasen von durch Stickstoff für 15 min. unter Rühren kräftig sprudeln.</li>
		<li>Hinzufüge, tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0) (0,025 g, 0,03 Mmol) und 2-Dicyclohexylphosphino-2 &#8242;, 4 &#8242;, 6 &#8242;-Triisopropylbiphenyl (XPhos, 0,06 g, 0.12 Mmol) zum Reaktionsgemisch und degas die Lösung für weitere 15 Minuten. </li> <li>Natrium Tert-Butoxide (0,32 g, 0.834 Mmol) und Tert-Butanol (6 mL) dazugeben und entgasen die resultierende Mischung für 15 min.</li>
		<li>Hitze der Reaktionslösung bei 110 ° C unter Stickstoffatmosphäre für 18 h.</li>
		<li>Abkühlen auf Raumtemperatur, fügen Sie Wasser (150 mL) und entpacken Sie die Bio-Produkte in Dichlormethan (250 mL) und der organische Schicht zweimal mit 150 mL Wasser zu waschen.</li>
		<li>Die resultierende organische Schicht mit 15 g Magnesiumsulfat trocknen und Entfernen des Lösungsmittels unter vermindertem Druck, um das Rohprodukt zu erhalten.</li>
		<li>Reinigen der Rohmaterial durch Säulenchromatographie (mit einer Mischung aus Lösungsmitteln als ein Eluent: Dichlormethan: Petroleum Ether 1:1 V/V) zusammengesetzte 4 Ausbeute als weißer Feststoff (0,58 g, 63 %). 
		Charakterisierung der Verbindung 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 +). 
		Schmelzpunkt: 351-353 ° C.</li>
	</ol></li> <li>Synthese von compound 5 (2,8-bis(10H-phenothiazin-10-yl)dibenzothiophene-S,S-dioxide) 23 <ol><li>UsiNG 250 mL drei Hals Rundboden Kolben, 2,8-Dibromodibenzothiophene-S, S-Kohlendioxid (0,67 g, 1,8 Mmol) und Phenothiazin (0,75 g, 3,77 Mmol) in wasserfreien Toluol (60 mL) auflösen und durch Blasenbildung durch Stickstoff für 15 min. unter Rühren kräftig entgasen.</li>
		<li>Hinzufüge, tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0) (0,11 g, 0.12 Mmol) und 2-Dicyclohexylphosphino-2 &#8242;, 4 &#8242;, 6 &#8242;-Triisopropylbiphenyl (XPhos, 0,12 g, 0,23 Mmol) zum Reaktionsgemisch und degas die Lösung für weitere 15 Minuten. </li> <li>Natrium Tert-Butoxide (0,38 g, 3.94 Mmol) hinzufügen und entgasen die resultierende Mischung für weitere 15 min.</li>
		<li>Hitze der Reaktionslösung auf 110 ° C unter Stickstoffatmosphäre für 18 h.</li>
		<li>Der Reaktionsmischung auf Raumtemperatur, fügen Sie Wasser (150 mL) und Bio-Produkte in Dichlormethan (250 mL) extrahieren und zusätzlich zweimal mit 150 mL Wasser waschen abkühlen.</li>
		<li>Trocken, die daraus resultierende organische Schicht mit 15 g Magnesiumsulfat und Entfernen des Lösungsmittels unter vermindertem Druck wurde zu geben, das Rohprodukt.</li>
		<li>Reinigen das Rohprodukt durch Säulenchromatographie (mit Lösungsmittelgemisches als ein Eluent: Dichlormethan: Hexan 2:1 V/V), zusammengesetzte 5 als weißer Feststoff (0,9 g, 55 %) zu erhalten. 
		Verbindung 5 Charakterisierung: 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 +). 
		Schmelzpunkt: 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>

Wir haben nichts zu veröffentlichen.

Dieses Papier soll die große Synthese von hocheffizienten organischen Materialien (Abbildung 1) zeigen für OLED-Anwendungen aus handelsüblichen Ausgangsmaterialien. Dass frühere Berichte nur die letzten Reaktionsschritt Kreuz-Kupplung beschreiben und beziehen sich auf einige der veralteten Publikationen, berichten wir über die detaillierte schrittweise Synthese aller Materialien, zusammen mit ihre volle NMR- und Massenspektrometrie Charakterisierung für verbesserte Reproduzierbarkeit der Experimente.
Beide Emittenten tragen die gleichen Dibenzothiophene-5-Kohlendioxid Elektron Akzeptor Kern. Der erste Schritt bei der Erstellung von zusammengesetzten 3 (Abbildung 2) ist die Bromierungsgrad des im Handel erhältlichen Dibenzothiophene Moleküls. 20 der größeren Skala Reaktion erfolgt über Nacht mit einer Ausbeute von 83 %. Die daraus resultierende Dibrominated zusammengesetzte 2 können mit einer Lösung von Wasserstoffperoxid in Eisessig, nachgiebig 19,3 g eines weißen Pulvers nach Filtration und Reinigung weiter oxidiert werden. 21 compound 3 wurde in der Kreuz-Koppelung Reaktion ohne jede weitere Reinigung verwendet.
Die Differenz in photophysikalischen Eigenschaften der Verbindung 4 und 5 liegt in der Elektron-Spenden Eigenschaften der Amin-Einheiten. Eine der Verbindungen hat periphere alkylierten Carbazole Einheiten, während der andere Phenothiazin Gruppen. Das Phenothiazin-Molekül kann von chemischen Anbietern erworben und ohne Änderungen verwendet werden. Im Falle der Verbindung 4-Tert-Butyl-Gruppen müssen Sie jedoch auf den aromatischen Ring des Referats Carbazole eingeführt werden, um die Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln zu erhöhen. Es wurde berichtet, dass in Ermangelung einer geeigneten Alkylgruppen, die Löslichkeit des Produktes sinkt, wodurch eine deutlich niedrigere Rendite Reaktion. 24 Alkylgruppen können in jeder Phenylring mit einer Friedel-Crafts-Reaktion zwischen Tert-Butyl Chlorid und Carbazole H 9 in Gegenwart von Zinkchlorid (II) in Nitromethan anhand der elektrophiler aromatischer Ersatz-Mechanismus eingeführt werden. 19 es wurde festgestellt, dass die Reinheit des entstehenden Produkts nicht hoch genug ist und mehrere Nebenprodukte in der Mischung vorhanden sind; Daher muss die grobe graue Pulver zusätzlich durch Säulenchromatographie resultierenden isoliert von 13,1 g Verbindung 1 erholte sich als weißes Pulver gereinigt werden.
Die gewünschte TADF Strahler 4 und 5 wurden über Palladium-katalysierte Kohlenstoff-Stickstoff Kreuz-Kupplungsreaktionen Literatur beschriebenen Verfahren synthetisiert. 22 , 23 , die wir festgestellt, dass immer größere Mengen der Ausgangsstoffe nicht negativ beeinflussen die Ausbeute an das gewünschte Produkt, was darauf hindeutet, dass weitere Erhöhungen maßstabsgetreu Reaktion möglich sind. Verbindungen, 4 und 5 werden können bzw. in 63 % und 55 % Ausbeute erhalten.
Abschließend wurde ein detaillierter Leitfaden, wie vorzubereiten hocheffiziente organische Moleküle für Licht emittierende Anwendungen, ausgehend von leicht verfügbaren Materialien, mit der Möglichkeit, scale-up der ganzen synthetische Verfahren nachgewiesen. Durch diese Arbeit ist die Absicht, dass große Synthese von vielen anderen TADF Strahler einen schnellen der Technologie aus dem Labortisch für industrielle Anwendungen Übergang.

In den letzten Jahrzehnten haben Forscher die Nutzung von organischen Molekülen und deren Derivate in organischen Leuchtdioden (OLEDs) seit ihrer ersten Einführung im Jahre 1987 untersucht. 1 die Entdeckung der Elektrolumineszenz (EL) führte zu organischen Materialien ein breites Anwendungsspektrum in Displays und Beleuchtung zu finden. 2 enormes Interesse an Produktion neue organische Verbindungen und studieren ihre photophysikalischen Eigenschaften sind durch die Vorteile der OLED über den vorhandenen Technologien angetrieben; vor allem da sie Energie-effizienter sind und überlegene Geräteleistung bieten Beibehaltung hoher Flexibilität, geringe Dicke und geringes Gewicht. Dennoch leiden im Vergleich zu anorganischen Leuchtdioden (LEDs), OLEDs noch Nachteile, die diese Technologie von kommerzielle Produktion in großem Maßstab, einschließlich eine kürzere Lebensdauer und niedrigen Wirkungsgrade zu verhindern. Bis vor kurzem die meiste Forschung basierte auf der ersten Generation OLEDs und Emission stützte sich auf die Fluoreszenz der organischen Materialien. Die Fluoreszenz nur aus der Singulett-Zustand auftreten kann, ist der maximale theoretische interne Quantenausbeute (IQE) des Geräts nur 25 %. 3 , 4 , 5 durch die Verwendung von Schwermetall enthaltenden organischen komplexe (z. B. Ir, Pt), konnten Forscher die 25 % Effizienz Barriere überwinden durch das Ernten von Elektronen aus den Singulett und Triplett Staaten durch einen Strahlungs Übergangsprozess. 6 , 7 , 8 so können der maximale theoretische Wirkungsgrad der zweiten Generation phosphoreszierende OLEDs (PHOLEDs) so hoch wie 100 % sein. 9 , 10 heute nutzen viele kommerzielle OLED-Geräte, grün und rot phosphoreszierende emittierende metallorganischen komplexe basierend auf Iridium. 11 obwohl diese Materialien weit verbreiteten Einsatz in mobilen Displays und anderen elektronischen Anwendungen gewonnen haben, die Kosten des Vorläufers Schwermetall Salze und ihre kurze Lebensdauer haben Forscher nach Alternativen suchen.
Es gibt mehrere Ziele, die erreicht werden müssen, weit verbreitete Kommerzialisierung der OLED-Technologie, wie hohe Stabilität, effizienten Energieverbrauch und niedrige Produktionskosten des Geräts. In den letzten Jahren hat sich gezeigt, dass thermisch aktivierte verzögerte Fluoreszenz (TADF) Strahler ein wirksamer Ersatz für PHOLED Materialien, gleichwertige IQE, mit diesen Materialien jetzt als dritte Generation OLED-Materialien zu erreichen sein können. 12 , 13 , 14 rein organischen TADF Strahler können in wenigen Schritten aus leicht verfügbaren Ausgangsmaterialien, die Attraktivität der Gesamtvorrichtung Herstellung kommerziell auf den Markt vorbereitet werden. Bis heute, es sind mehrere umfangreiche Literaturrecherchen alle Aspekte von der materiellen Synthese zur Herstellung Gerät abdeckt. 15,16,17,18 das Hauptproblem mit TADF Vorbereitung des Materials ist der Einsatz von Pd-haltiger Katalysatoren für die Kreuz-Kupplungsreaktionen. Um das Potenzial für TADF Materialvorbereitung auf eine erhöhte Ebene zu zeigen. Wir skaliert-Up die Synthese von TADF Emitter aus Ausgangsstoffen zu den gewünschten Produkten, 4 und 5 (Abbildung 1). 22 , 23 dieses ausführliche Protokoll soll helfen, neue Praktiker im Bereich, Informationen im Zusammenhang mit der Synthese von TADF Materialien zu verstehen.

<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

Wir berichten über ein Verfahren zur linear skalieren die Synthese von 2,8-Bis (3,6-di-tert-butyl-9H-carbazol-9-yl) Dibenzothiophene-S, S-Kohlendioxid (compound 4) und 2,8-bis(10H-phenothiazin-10-yl) Dibenzothiophene-S, S-Kohlendioxid (zusammengesetzte 5) mit Buchwald-Hartwig Kreuz-Kupplung Reaktionsbedingungen. Darüber hinaus zeigen wir eine Aufstockung Synthese aller nicht kommerziell erhältliche Ausgangsstoffe, die für die Aminierung Kreuz-Koppelung Reaktion erforderlich sind. In diesem Artikel bieten wir detaillierten synthetische Verfahren für alle beschriebenen Verbindungen, neben deren spektrale Charakterisierung. Diese Arbeit zeigt die Möglichkeit, organische Moleküle für optoelektronische Anwendungen auf einer großen Skala zu produzieren, deren Umsetzung in realen Geräte erleichtert.

Die chemischen Strukturen der endgültigen TADF Strahler (Abbildung 1) sind für die Elektron-Spenden Gruppen und rot für die Aberkennung der Elektron Kern blau markiert. Ein alkylierten Carbazole-Derivat und ein Dibrominated Dibenzothiopene-S, kann S-Kohlendioxid Akzeptor Molekül aus preiswerten Ausgangsstoffen (Abbildung 2) vorbereitet werden. Die Endprodukte können durch eine groß angelegte Version von Pd-katalysierte tersuchung Kreuz-Koppelung Reaktion (Abbildung 3) hergestellt werden.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56501/56501fig1.jpg"> 
Abbildung 1 . Chemische Strukturen basierend auf der 2,8-Dibenzothiophene-5-Kohlendioxid Elektron Akzeptor Kern (gezeigt im rot) mit 3,6-di-tert-butyl-9H-carbazol-9-yl und 10H-Phenothiazin-10-Yl Spender Moieties von thermisch aktivierte verzögerte Fluoreszenz-Strahler Compound 4 und 5 bzw. verschlimmern. Elektron-Spenden Gruppen werden blau dargestellt. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56501/56501fig1large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56501/56501fig2.jpg"> 
Abbildung 2 . Chemische Reaktionswege durch Alkylierung von 9 H Carbazole und 2,8-Dibromodibenzothiophene-5-Kohlendioxid (zusammengesetzte 3) in zwei Schritten, die im Handel erhältlichen Dibenzothiophene ab 3,6-di-tert-butyl-9H-carbazole (Verbindung 1) vorbereiten. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56501/56501fig2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56501/56501fig3.jpg"> 
Abbildung 3 . Buchwald-Hartwig Kreuz Kupplung Reaktionen zwischen 2,8-Dibromodibenzothiophene-5-Kohlendioxid (zusammengesetzte 3) und einer entsprechenden sekundären Amin, Verbindungen, 4 und 5 zu produzieren. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56501/56501fig3large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</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

Scale-up-Synthese von hocheffizienten thermisch aktivierte verzögerte Fluoreszenz-Strahler wird im vorliegenden Artikel beschrieben.

Scale-Up chemische Synthese von thermisch aktiviert verzögerte Fluoreszenz-Strahler auf den Dibenzothiophene-S, S-Kohlendioxid-Kern basiert

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

Bestimmung der eisbindenden Ebenen von Frostschutzproteinen durch Fluoreszenzbasierte Eisebene Affinität

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 ...

Forschung

Chemie

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

Synthese, Charakterisierung und Funktionalisierung von Hybrid Au / CdS und Au / ZnS Kern / Schale-Nanopartikel

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

Protokoll für die Synthese von<em&gt; Ortho</em&gt; -trifluoromethoxylated Anilin-Derivate

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

Epitaxie Perowskit Strontiumtitanat auf Germanium über 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

Einfache Synthese von wurmartigen Mizellen durch sichtbares Licht Mediated Dispersion Polymerisation mit Photoredox Katalysator

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

Mikrofluidische Synthese von kovalenten organischen Frameworks (COFs): Ein Werkzeug zur kontinuierlichen Produktion von COF-Fasern und Direktdruck auf einer Oberfläche

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

Vorbereitung der Chitosan-basierten injizierbaren Hydrogele und deren Anwendung in 3D Zellkultur

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 von Kern-Schale Lanthanid-dotierte Großbildschirmen Nanokristallen für mobile Anwendungen

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 und Bewertung von Ruthenium-basierte mitochondrialen Kalzium-Aufnahme-Hemmer

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 von MIL-96 und UiO-66-NH2 auf atomarer Ebene hinterlegt Metall-Oxid-Beschichtungen auf Fasermatten

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