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

מחקר זה קיבל מימון תוכנית מחקר וחדשנות 2020 אופק של האיחוד האירופי בהסכם גרנט מארי הספרותמוזאון H2020-MSCA-ITN-2015/674990 פרויקט "EXCILIGHT". פיג'מה תודה החברה המלכותית פרס הצטיינות במחקר וולפסון.

אזהרה: נא עיין גליונות נתונים כל בטיחות חומרים רלוונטיים (MSDS) לפני השימוש. כמה החומרים הכימיים המשמשים הסינתזה הם מאוד רעילים ומסרטנים. בעת עבודה עם סיליקה ג'ל, חובה לחבוש מסכת מגן כדי למנוע שאיפה של חלקיקים. צפו כל כללי הבטיחות המתאים בעת ביצוע תגובה כימית כולל השימוש של פקדים הנדסה (fume הארון), ציוד מגן אישי (בטיחות משקפיים, כפפות, חלוק המעבדה, מכנסיים באורך מלא, נעליים סגורות).
 כל ריאגנטים, ממיסים נרכשו מסחרית, שימשו ללא טיהור נוסף כלשהו. 1 ספקטרום C NMR H ו- 13 נרשמו בספקטרומטר 400 מגה-הרץ NMR באמצעות CDCl 3 כמו הממס. משמרות כימי פרוטון NMR מדווחים כערכים אלפא ב ppm ביחס ממיסים deuterated: CDCl 3 (7.26). הנתונים מוצגים כדלקמן: shift כימי, ריבוי צימוד constant(s) (J) נמצאים ב- Hz. Multiplets מדווחים על פני הטווח (ב ppm) הם הופיעו. פחמן NMR הנתונים נאספו ביחס המתאים הממס אותות CDCl 3 (77.16). נקודות התכה נמדדו באמצעות מנגנון נקודת התכה. לייזר בסיוע מטריקס desorption יינון-זמן-של-טיסה (MALDI-TOF) ספקטרומטר מסה נוהלו על ספקטרומטר של Shimadzu Axima-CFR (טווח המוני Da 1-150 000).
 1. סינתזה של תרכובות דווח על <ol><li>סינתזה של מתחם 1 (3,6-di-tert-butyl-9H-carbazole) 19 <ol><li>באמצעות 500 מ"ל 3-צוואר עגול למטה את הבקבוק, להמיס 9 - H-carbazole (10.0 g, 60 mmol) ב nitromethane (300 מ ל) תחת אווירה חנקן. לאחר מכן, להוסיף אבץ (II) כלוריד (24.3 g, 180 mmol) פתרון זה.</li>
		<li>שופכים 2-כלורו-2-methylpropane (19.5 מ ל, 180 mmol) לתוך 100 מ ל בנוסף המשפך ולהוסיף dropwise תחת ערבוב נמרץ.</li>
		<li>מוסיפים את התערובת המתקבלת בטמפרטורת החדר במשך 6-אייץ</li>
		<li>לפקח על השלמת התגובה על ידי שכבה דקה כרומטוגרפיה (TLC), באמצעות דיכלורומתאן: הקסאן 1:1 v/v כמו תערובת eluent. לאחר אכילת 9-H-carbazole, להוסיף 100 מ של מים כדי לנטרל. את הפתרון.</li>
		<li>לחלץ את המוצר שלוש פעמים עם 150 מ ל דיכלורומתאן בכל פעם. להפריד את השכבה אורגני השכבה המימית, בנוסף לשטוף פעמיים עם 150 מ ל מים.
		<ol><li>מתייבשים השכבה אורגני שנוצר עם 15 גרם של מגנזיום גופרתי, מתאדים הממס תחת לחץ מופחת כדי לקבל אבקה אפורה.</li>
		</ol></li> <li>לטהר את השאריות על ידי גזים עמודה באמצעות דיכלורומתאן: הקסאן 1:1 v/v תערובת הממס כמו eluent סיפק 13.1 g (79%) 1 מתחם כאבקה לבנה. 
		מתחם אפיון 1: 1 H NMR (400 מגה-הרץ, CDCl 3, 25 ° C, ppm): 8.12 (d, J = 1.9 הרץ, 2 H), 7.78 (s b, 1 H), 7.5 (dd, J = 8.5, 1.9 הרץ, 2 H), 7.33 (dd, J = 5.6, הרץ 0.5, 2 H), 1.49 (s, 18 H). 
		13 NMR C (400 מגה-הרץ, CDCl 3, 25 ° C, ppm): 142.4, 138.2, 123.7, 123.4, 116.3, 110.2, 34.9, 32.2. 
		MS: מ/z 279.4 (M +). 
		נקודת התכה: 233-235 מעלות צלזיוס</li>
	</ol></li> <li>סינתזה של מתחם 2 (2,8-dibromodibenzothiophene) 20 <ol><li>באמצעות בקבוקון 500 מ"ל 3-צוואר עגול-התחתון, להמיס dibenzothiophene (15.0 g, 81.3 mmol) כלורופורם (100 מ"ל) תחת חנקן האווירה. לאחר מכן, הוסף dropwise ברום (9.3 מ ל, 180 mmol) ב-0 מעלות צלזיוס מתחת בחישה נמרצת.</li>
		<li>לאחר תוספת מלאה של ברום, להעלות את הטמפרטורה לטמפרטורת החדר ומערבבים את תערובת התגובה עבור ה 18</li>
		<li>מסנן את הלבן שנוצר לזרז ושוטפים שוב ושוב עם 50 מ ל מים ורק לאחר מכן 15 מ"ל של מתנול כדי לבודד 2,8-dibromodibenzothiophene בתשואה של 23 גרם (83%) כמו אבקה לבנה- 
		מתחם 2 אפיון: 1 H NMR (400 מגה-הרץ, CDCl 3, 25 ° C, ppm): 8.24 (d, J = 2.0 הרץ, 2 H), 7.71 (d, J = 8.0 הרץ, 2 H), 7.58 (d, J = 2.0 הרץ, 2 H). 
		13 NMR C (400 מגה-הרץ, CDCl 3, 25 ° C, ppm): 138.8, 136.3, 130.5, 124.9, 124.3, 118.8. 
		MS: מ/z 342.1 (M +). 
		נקודת התכה: 227-229 מעלות צלזיוס</li>
	</ol></li> <li>סינתזה של תרכובת 3 (2,8-dibromodibenzothiophene-5-דו-חמצני) 21 <ol><li>לטעון 500 מ ל one-צוואר עגול בתחתית הבקבוק עם השעיה של 2,8-dibromodibenzothiophene (נמצא 21.3 g, 60 mmol), מימן על-חמצני פתרון (30 מ של 30% (w/w) H 2 O) חומצה אצטית (250 מ"ל), וההולכים עבור 2 h תחת אווירה חנקן.</li>
		<li>מגניב התערובת המתקבלת לטמפרטורת החדר, ולסנן את התמיסה לבן.</li>
		<li>לרחוץ שלוש פעמים עם 15 מ"ל של מים, ולאחר מכן 10 מ"ל של מתנול, כדי להשיג 19.3 גרם (85%) של האבקה הלבנה. 
		אפיון תרכובת 3: 1 H NMR (400 מגה-הרץ, CDCl 3, 25 ° C, ppm): 8.22 (d, J = 1.6 Hz, 2 H), 7.70 (d, J = 8.0 הרץ, 2 H), 7.57 (d, J = 2 הרץ, 2 H). 
		13 NMR C (400 מגה-הרץ, CDCl 3, 25 ° C, ppm): 133.3 130.4, 129.1, 125.6, 124.8, 124.3. 
		MS: מ/z 374.1 (M +). 
		נקודת התכה: 360-362 מעלות צלזיוס</li>
	</ol></li> <li>סינתזה של מתחם 4 (2,8-bis(3,6-di-tert-butyl-9H-carbazol-9-yl)dibenzothiophene-S,S-dioxide) 22 <ol><li>2,8 - באמצעות 500 מ"ל 3-צוואר הבקבוק סיבוב המדרגה, להמיס dibromodibenzothiophene-S, S-דו-חמצני (0.45 g, 1.2 mmol) ו 3,6-di-tert-butyl-9H-carbazole (0.80 g, 2.86 mmol) בנטול מים טולואן (250 מ"ל), דגה מאת מבעבעים דרך חנקן למשך 15 דקות תחת ערבוב נמרץ.</li>
		<li>אחרי זה, להוסיף tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0) (0.025 g, mmol 0.03 נקודות) ו- 2-dicyclohexylphosphino-2 &#8242;, 4 &#8242;, 6 &#8242;-triisopropylbiphenyl (XPhos, 0.06 גרם, 0.12 mmol) לתערובת התגובה, דגה את הפתרון עוד 15 דקות. </li> <li>להוסיף נתרן טרט-butoxide (0.32 גרם, 0.834 mmol), טרט-butanol (6 מ ל), דגה התערובת המתקבלת במשך 15 דקות</li>
		<li>חום הפתרון התגובה ב 110 ° C תחת חנקן אווירה עבור ה 18</li>
		<li>להתקרר בטמפרטורת החדר, להוסיף מים (150 מ ל), לחלץ את המוצרים אורגניים לתוך דיכלורומתאן (250 מ"ל) ולשטוף השכבה אורגני פעמיים עם 150 מ ל מים.</li>
		<li>יבש השכבה אורגני שנוצר עם 15 גרם של מגנזיום סולפט ולהסיר הממס תחת לחץ מופחת כדי לקבל את המוצר הגולמי.</li>
		<li>לטהר את חומר גולמי על ידי טור כרומטוגרפיה (באמצעות תערובת של ממיסים כמו eluent: דיכלורומתאן: נפט אתר 1:1 v/v...) להניב 4 מתחם כמו מוצק לבן (0.58 גרם, 63%). 
		במתחם 4 איפיון: 1 H NMR (400 מגה-הרץ, CDCl 3, 25 ° C, ppm): 8.13 (d, J = 1.6 Hz, 4 H), 8.11 (d, J = 8.2 הרץ, 2 H), ב- 7.99 (d, J = 1.7 הרץ, 2 H), 7.82 (dd, J = 8.2, הרץ 1.8, 2 H), 7.48 (dd, J = 8.7, הרץ 1.9, 4 שעות), 7.40 (d, J = הרץ 8.6, 4 שעות), 1.45 (s, 36 H). 
		13 NMR C (400 מגה-הרץ, 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: מ/z 769.97 (M +). 
		נקודת התכה: 351-353 ° C.</li>
	</ol></li> <li>סינתזה של מתחם 5 (2,8-bis(10H-phenothiazin-10-yl)dibenzothiophene-S,S-dioxide) 23 <ol><li>הקדושיםng 250 מ ל שלוש-צוואר הבקבוק העגול-התחתון, להמיס 2,8-dibromodibenzothiophene-S. S דו חמצני (0.67 גרם, 1.8 mmol), phenothiazine (0.75 גר', 3.77 mmol) בנטול מים טולואן (60 מ ל), דגה מאת מבעבעים דרך חנקן למשך 15 דקות תחת ערבוב נמרץ.</li>
		<li>אחרי זה, להוסיף tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0) (0.11 g, 0.12 mmol) ו- 2-dicyclohexylphosphino-2 &#8242;, 4 &#8242;, 6 &#8242;-triisopropylbiphenyl (XPhos, 0.12 g, 0.23 mmol) לתערובת התגובה, דגה את הפתרון עוד 15 דקות. </li> <li>להוסיף נתרן טרט-butoxide (0.38 g, 3.94 mmol), דגה התערובת המתקבלת במשך 15 דקות נוספות</li>
		<li>חום התגובה לפתרון 110 ° C תחת אווירה חנקן עבור ה 18</li>
		<li>להתקרר תערובת התגובה בטמפרטורת החדר, להוסיף מים (150 מ ל), לחלץ מוצרים אורגניים לתוך דיכלורומתאן (250 מ"ל), בנוסף לשטוף פעמיים עם 150 מ ל מים.</li>
		<li>יבש השכבה אורגני שנוצר היה עם 15 גרם של מגנזיום גופרתי ולהסיר הממס תחת לחץ מופחת כדי לתת את המוצר הגולמי.</li>
		<li>לטהר את המוצר גולמי על ידי טור כרומטוגרפיה (באמצעות תערובת הממס כמו eluent: דיכלורומתאן: הקסאן 2:1 v/v) כדי לקבל 5 מתחם כמו מוצק לבן (0.9 g, 55%). 
		אפיון מתחם 5: 1 H NMR (400 מגה-הרץ, CDCl 3, 25 ° C, ppm): 7.71 (d, J = 8.2 הרץ, 2 H), 7.36 (dd, J = 7.7, 1.5 הרץ, 4 שעות), 7.28-7.19 (ז, 8 שעות), 7.16 (dd, J = 7.7, הרץ 1.3, 4 שעות), 7.02 (dd, J = 8.1, הרץ 1.3 4 שעות). 
		13 NMR C (400 מגה-הרץ, 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: מ/z 610.08 (M +). 
		נקודת התכה: 353-355 מעלות צלזיוס</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>

אין לנו לחשוף.

מטרת מאמר זה היא להראות את הסינתזה בקנה מידה גדול של חומרים אורגניים יעילים ביותר (איור 1) ליישומים OLED מחומרי המוצא זמינים מסחרית. בשל העובדה כי דוחות קודמים רק לתאר את השלב הסופי של תגובת הצלב-מצמד ולהפנות חלק מן הפרסומים מיושן, אנחנו מדווחים הסינתזה מפורט שלב אחר שלב של כל החומרים יחד עם שלהם מלא NMR ספקטרומטריית אפיון הפארמצבטית משופרת של הניסויים.
שנינו פולטים לשאת את אותה ליבה מקבל אלקטרון dibenzothiophene-5-דו-חמצני. השלב הראשון בהכנת במתחם שלוש (איור 2) הוא bromination של מולקולת dibenzothiophene זמינים מסחרית. 20 התגובה בקנה מידה גדול מתרחש בין לילה עם תשואה של 83%. Dibrominated וכתוצאה מכך מתחם 2 יכול להיות תחמוצת נוסף עם פתרון של מימן על-חמצני, חומצה אצטית, מניב 19.3 גרם של אבקה לבנה לאחר סינון של כביסה. 21 3 מתחם היה בשימוש התגובה קרוס-מצמד ללא טיהור נוסף כלשהו.
ההבדל photophysical מאפיינים בין 4 מתחם 5 טמון המאפיינים תורם אלקטרונים של יחידות אמין. אחד של תרכובות יש יחידות carbazole alkylated היקפיים, בעוד אחרים יש קבוצות phenothiazine. מולקולת phenothiazine ניתן לרכוש מספקי כימי, ללא כל שינוי. אולם, במקרה של תרכובת 4 קבוצות טרט-בוטיל צריך להיות מוצג על גבי הטבעת הארומטית של היחידה carbazole על מנת להגביר את מסיסות של ממיסים אורגניים. דווח כי בהיעדר אלקיל מתאים לקבוצות, המסיסות של המוצר טיפות, שתוצאתה תשואה התגובה נמוך משמעותית. 24 קבוצות אלקיל שיוכל להיכנס לתוך כל טבעת phenyl באמצעות תגובת פרידל-קרפטס בין טרט-בוטיל כלוריד 9-H-carbazole בנוכחות אבץ (II) כלוריד ב- nitromethane מבוסס על מנגנון החלפת ארומטי electrophilic. 19 . זה נמצא כי הטוהר של המוצר הסופי אינו גבוה מספיק, חלקי פנים מספר נוכחים בתערובת; לכן האבקה אפור גס יש לטהר בנוסף מאת כרומטוגרפיה עמודה והתוצאה היא ניתוקה של 13.1 גר' 1 מתחם התאושש כאבקה לבנה.
הפולטים TADF הרצוי 4 ו- 5 היו מסונתז באמצעות פחמן-חנקן מזורז-פלדיום קרוס-מצמד תגובות באמצעות הליכים ספרות שתואר לעיל. 22 , 23 . מצאנו כי הגדלת הכמויות של חומרי המוצא אינה שלילית לא משפיעים על התשואה של המוצר הרצוי, רומז כי עליות נוספות הסולם התגובה אפשריים. תרכובות 4 ו- 5 ניתן להשיג ב- 63% ל- 55% תשואה, בהתאמה.
לסיכום, הוכח קו מנחה מפורט כיצד להתכונן יעילים ביותר מולקולות אורגניות פולטות יישומים, החל מחומרים זמינים, עם אפשרות לשנות את קנה המידה ההליך סינתטי כל אור. דרך עבודה זו, הכוונה היא כי סינתזה בקנה מידה גדול של רבים אחרים הפולטים TADF להבטיח מעבר מהיר של הטכנולוגיה מהספסל מעבדה ליישומים תעשייתיים.

במהלך העשורים האחרונים, חוקרים חקרו את הניצול של מולקולות אורגניות ונגזרותיהם ב אורגני דיודות פולטות אור (OLEDs) מאז ההיכרות הראשונה שלהם ב-1987. 1 הגילוי של electroluminescence (EL) הובילה חומרים אורגניים למצוא מגוון רחב של יישומים מציג ותאורה. 2 לעניין עצום בייצור תרכובות אורגניות חדש, ללמוד את המאפיינים photophysical שלהם מונעים על ידי יתרונות OLEDs על הטכנולוגיות הקיימות; בייחוד כפי הם יותר באנרגיה, יכולים להציע ביצועי התקן מעולה תוך שמירה על גמישות גבוהה, קטן עובי ומשקל נמוך. ובכל זאת, לעומת אי-אורגנית דיודות פולטות אור (נוריות), OLEDs סובלים עדיין חסרונות המונעים טכנולוגיה זו מייצור מסחרי בקנה מידה גדול, לרבות משך חיים קצר יותר יעילות נמוכה. עד לאחרונה, רוב המחקר התבסס על הדור הראשון OLEDs, פליטה הסתמכה על זריחה של חומרים אורגניים. בשל העובדה כי קרינה פלואורסצנטית יכולה להתרחש רק מהמדינה גופיה, היעילות המרבית קוואנטית פנימית (IQE) של המכשיר הוא רק 25%. 3 , 4 , 5 על ידי ניצול קומפלקסים אורגניים המכילים מטאל (כגון Ir, Pt), חוקרים יכולים להתגבר על המכשול יעילות 25% בבציר האלקטרונים ממדינות גופיה והן שלישיה של תהליך המעבר קרינה. 6 , 7 , 8 . לפיכך, היעילות המרבית התיאורטית של הדור השני OLEDs הזרחני (PHOLEDs) יכול להיות גבוה כמו 100%. 9 , 10 Nowadays, התקנים OLED מסחריים רבים לנצל ירוק ואדום הזרחני פולטות מתחמי אורגנומתכתית בהתבסס על אירידיום. 11 למרות חומרים אלה זכו השימוש הנרחב מציגה סלולרי וביישומים אלקטרוניים אחרים, העלות של מטאל למבשר מלחי ודחפו חייהם קצר יש חוקרים לחפש חלופות.
ישנם מספר המטרות כי חייבת להיות מושגת על מסחור נרחבת של טכנולוגיית OLED, כגון יציבות גבוהה, צריכת חשמל יעילה, עלות הייצור נמוכה של המכשיר. בשנים האחרונות הוכח כי פולטי קרינה פלואורסצנטית מושהית תרמית מופעל (TADF) יכול להיות תחליף יעיל PHOLED חומרים כדי להגיע לאותו הערך IQE, עם חומרים אלה כעת נחשב כחומרי OLED הדור השלישי. 12 , 13 , 14 פולטים TADF אורגני טהור ניתן להכין בכמה צעדים מחומרי המוצא זמינים שהופך הזיוף התקן הכוללת מסחרית אטרקטיבי לשוק. עד כה, יש מספר סקירות ספרות מקיף מכסה כל ההיבטים של סינתזת חומרים כדי הזיוף התקן. 15,16,17,18 העניין המרכזי עם הכנה גשמי TADF הוא השימוש של זרזים המכילות Pd עבור התגובות קרוס-מצמד. כדי להראות את הפוטנציאל TADF הכנת חומרים בקנה מידה מוגברת. אנחנו טיפס למעלה הסינתזה של TADF פולטים מלבצע חומרים במוצרים הרצויים 4 ו- 5 (איור 1). 22 , 23 פרוטוקול מפורט זה נועד לעזור חדשים העוסקים בתחום כדי להבין את המידע המשויך הסינתזה של חומרים TADF.

<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

אנחנו מדווחים הליך באופן ליניארי הסולם הסינתזה של 2,8-bis (3,6-di-tert-butyl-9H-carbazol-9-yl) dibenzothiophene-S. S דו חמצני (מתחם 4), 2,8-bis(10H-phenothiazin-10-yl) dibenzothiophene-S, S-דו-חמצני (מתחם 5) באמצעות בוכוואלד-הארטוויג חוצת-מצמד תנאי ריאקציה. בנוסף, נדגים סינתזה את קנה המידה של כל חומרי המוצא שאינם מסחריים זמינים הנדרשים עבור התגובה קרוס-מצמד amination. במאמר הנוכחי, אנו מספקים את ההליכים סינתטי מפורט עבור כל תרכובות המתואר, לצד אפיון ספקטרלי שלהם. עבודה זו מציגה את האפשרות לייצר מולקולות אורגניות ליישומים מעגל בקנה מידה גדול, אשר מקלה ביישום שלהם לתוך העולם האמיתי מכשירים.

מבנה כימי של הפולטים TADF הסופי (איור 1) מסומנים הכחול תורם אלקטרון קבוצות ו אדום עבור הליבה פורש אלקטרון. נגזרת של alkylated carbazole, dibrominated dibenzothiopene-S, S דו חמצני מקבל מולקולה ניתן להכין חומרים זולים ההתחלתי (איור 2). המוצרים הסופיים ניתן להכין על ידי גרסה בקנה מידה גדול של התגובה קרוס-מצמד amination מזורז-Pd (איור 3).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56501/56501fig1.jpg"> 
איור 1 . מבנה כימי של פולטי קרינה פלואורסצנטית מושהית תרמית מופעל מבוסס על ליבת מקבל אלקטרון 2,8-dibenzothiophene-5-דו-חמצני (באיור אדום) הנושאת התורם 3,6-di-tert-butyl-9H-carbazol-9-yl ו- 10H-phenothiazin-10-yl moieties של במתחם 4, מתחם 5 בהתאמה. תורם אלקטרון שהקבוצות מוצגות בצבע כחול. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56501/56501fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56501/56501fig2.jpg"> 
איור 2 . תגובה כימית מסלולים להכין את 3,6-di-tert-butyl-9H-carbazole (מתחם 1) אלקילציה של 9-H-carbazole, 2,8-dibromodibenzothiophene-5-דו-חמצני (תרכובת 3) בשני שלבים החל מ- dibenzothiophene זמינים מסחרית. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56501/56501fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56501/56501fig3.jpg"> 
איור 3 . בוכוואלד-הארטוויג צלב צימוד תגובות בין 2,8-dibromodibenzothiophene-5-דו-חמצני (תרכובת 3) אמין משני המתאים כדי לייצר תרכובות 4 ו- 5. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56501/56501fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</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

הסולם סינתזה של פולטי יעילים ביותר פלורסצנטיות מושהית תרמית מופעל מתואר במאמר שהוצגו.

הסולם סינתזה של פולטי מופעל תרמית פלורסצנטיות מושהית מבוסס על ליבת Dibenzothiophene-S, S-דו-חמצני

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

קביעת המישורים המחייבים קרח של חלבונים נגד קיפאון על ידי זיקה למטוס קרח מבוסס פלואורסצנטיות

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

סינתזה, אפיון, ואת Functionalization של תקליטורים היברידי Au / ו Au / ZnS Core / Shell חלקיקים

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

פרוטוקול לסינתזה של<em&gt; Ortho</em&gt; נגזרי אנילין -trifluoromethoxylated

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

הצמיחה epitaxial של perovskite סטרונציום Titanate על גרמניום באמצעות הפקדת אטומית Layer

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

סינתזה קלילה של Micelles תולעת דמוית ידי גלוי אור מתווכת פילמור נפיצה שימוש 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

Microfluidic מבוסס סינתזה של מסגרות אורגני קוולנטי (COF): כלי לייצור רציף של סיבים COF והדפסה ישירה על משטח

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

הכנת Hydrogels להזרקה מבוסס משקם ויישומה בתרבות תא תלת-ממד

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

סינתזה של ליבה-קליפה מסטול לנתניד Upconversion Nanocrystals עבור אפליקציות לסלולר

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

סינתזה והערכה של מעכב ספיגת סידן מיטוכונדריאלי מבוססי רותניום

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 סינתזה של מיליון-96 ו UiO-66-NH2 בשכבה אטומי שהופקדו תחמוצת מתכת ציפוי על מחצלות סיבים

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