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

Denna forskning har fått finansiering från EU: s forskning och innovation Horisont 2020-programmet enligt Marie Skłodowska-Curie bidragsavtalet H2020-behöriga myndigheters-ITN-2015/674990 projekt ”EXCILIGHT”. PJS tack Royal Society för en Wolfson forskning Merit Award.

försiktighet: Läs igenom alla relevanta säkerhetsdatablad (MSDS) före användning. Flera av de kemikalier som används i syntesen är mycket giftiga och cancerframkallande. När du arbetar med kiselgel, måste en skyddande andningsmask användas för att förhindra partikel inandning. Observera alla lämpliga säkerhetsregler när du utför en kemisk reaktion inklusive användning av tekniska kontrollåtgärder (i ventilationsskåp) och personlig skyddsutrustning (skyddsglasögon, handskar, labbrock, full längd byxor, stängd tå skor).
 alla reagenser och lösningsmedel köptes kommersiellt och användes utan någon ytterligare rening. 1 H och 13 C NMR spectra har spelats in på en 400 MHz NMR spectrometer med CDCl 3 som lösningsmedel. Proton NMR kemiska förskjutningarna redovisas som δ värden i ppm i förhållande till deutererade lösningsmedel: CDCl 3 (7.26). Data presenteras enligt följande: Kemisk förskjutning, mångfald och koppling constant(s) (J) är i Hz. Multiplets redovisas över intervallet (i ppm) de dök upp. Carbon NMR data samlades in i förhållande till de motsvarande lösningsmedel signaler CDCl 3 (77.16). Smältpunkten mättes med en smältpunkt apparatur. Matrix assisterad laser desorption ionisation-time-of-flight (MALDI-TOF) masspektrometri kördes på en Shimadzu Axima-CFR spektrometer (massa intervall 1-150 000 Da).
 1. syntes av de rapportera föreningarna <ol><li>syntes av sammansatta 1 (3,6-di-tert-butyl-9H-carbazole) 19 <ol><li>använda 500 mL tre-hals runda-botten mätkolv, lös 9 - H-karbazol (10,0 g, 60 mmol) i nitrometan (300 mL) under en kväveatmosfär. Lägg sedan till (II) zinkklorid (24,3 g, 180 mmol) till denna lösning.</li>
		<li>2-kloro-2-methylpropane (19,5 mL, 180 mmol) och häll i 100 mL tillägg tratten droppvis under kraftig omrörning.</li>
		<li>Rör den resulterande blandningen i rumstemperatur i 6 h.</li>
		<li>Övervaka slutförandet av reaktionen av tunnskiktskromatografi (TK), använder diklormetan: hexan 1:1 v/v som en eluent blandning. Efter konsumtion av 9-H-karbazol, tillsätt 100 mL vatten för att neutralisera lösningen.</li>
		<li>Extrahera produkt tre gånger med 150 mL diklormetan varje gång. Separera det organiska lagret från vattenskiktet och dessutom tvätta två gånger med 150 mL vatten.
		<ol><li>Torka det resulterande organiska skiktet med 15 g magnesiumsulfat och avdunsta lösningsmedlet under reducerat tryck att erhålla ett grått pulver.</li>
		</ol></li> <li>Rena återstoden genom kolonnkromatografi använder diklormetan: hexan 1:1 v/v lösningsmedel blandning som en eluent finns 13.1 g (79%) av sammansatta 1 som ett vitt pulver. 
		Sammansatta 1 karakterisering: 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3, 25 ° C, ppm): 8.12 (d, J = 1.9 Hz, 2 H), 7,78 (s b, 1 H), 7,5 (dd, J = 8,5, 1.9 Hz, 2 H), 7.33 (dd, J = 5,6, 0,5 Hz, 2 H), 1,49 (s, 18 H). 
		13 C NMR (400 MHz, CDCl 3, 25 ° C, ppm): 142.4 138,2, 123,7, 123,4, 116,3, 110,2, 34,9, 32,2. 
		MS: m/z 279,4 (M +). 
		Smältpunkt: 233-235 ° C.</li>
	</ol></li> <li>Syntes av sammansatta 2 (2,8-dibromodibenzothiophene) 20 <ol><li>med en 500 mL tre-hals runda-botten kolv, lös dibenzothiophene (15,0 g, 81,3 mmol) i kloroform (100 mL) under kväve atmosfär. Lägg sedan droppvis brom (9,3 mL, 180 mmol) vid 0 ° C under kraftig omrörning.</li>
		<li>Efter komplett tillägg av brom, höja temperaturen till rumstemperatur och rör reaktionsblandningen för 18 h.</li>
		<li>Filter av den resulterande vita fällningen och upprepade gånger tvätta med 50 mL vatten och sedan med 15 mL metanol att isolera 2,8-dibromodibenzothiophene i en avkastning av 23 g (83%) som ett vitt pulver. 
		Förening 2 karakterisering: 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3, 25 ° C, ppm): 8.24 (d, J = 2,0 Hz, 2 H), 7,71 (d, J = 8,0 Hz, 2 H), (kr) 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 +). 
		Smältpunkt: 227-229 ° C.</li>
	</ol></li> <li>Syntes av sammansatta 3 (2,8-dibromodibenzothiophene-5-dioxid) 21 <ol><li>Ladda en 500 mL en hals rund botten kolven med en suspension av 2,8-dibromodibenzothiophene (21,3 g, 60 mmol) och Väteperoxidlösning (30 mL 30% (w/w) i H 2 O) i isättika (250 mL) och återloppskoka i 2 h under en kväveatmosfär.</li>
		<li>Cool den resulterande blandningen till rumstemperatur och filtrera bort en vit fällning.</li>
		<li>Tvätta tre gånger med 15 mL vatten och därefter 10 mL metanol, att erhålla 19,3 g (85%) av det vita pulvret. 
		Förening 3 karakterisering: 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3, 25 ° C, ppm): 8.22 (d, J = 1,6 Hz, 2 H), 7.70 (d, J = 8,0 Hz, 2 H), 7.57 (d, J = 2 Hz, 2 H). 
		13 C NMR (400 MHz, CDCl 3, 25 ° C, ppm): 133,3 130,4, 129,1, 125,6, 124,8, 124,3. 
		MS: m/z 374,1 (M +). 
		Smältpunkt: 360-362 ° C.</li>
	</ol></li> <li>Syntes av sammansatta 4 (2,8-bis(3,6-di-tert-butyl-9H-carbazol-9-yl)dibenzothiophene-S,S-dioxide) 22 <ol><li>med 500 mL tre-hals runda-botten kolv, upplösa 2,8 - dibromodibenzothiophene-S, S-koldioxid (0,45 g, 1,2 mmol) och 3,6-di-tert-butyl-9H-carbazole (0.80 g, 2.86 mmol) i vattenfri toluen (250 mL) och lufta av bubblande genom kväve i 15 min under kraftig omrörning.</li>
		<li>Efter detta, lägga till tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0) (0,025 g, 0,03 mmol) och 2-dicyclohexylphosphino-2 &#8242;, 4 &#8242;, 6 &#8242;-triisopropylbiphenyl (XPhos, 0,06 g, 0,12 mmol) till reaktionsblandningen och avlufta lösningen för en annan 15 min. </li> <li>Lägg till natrium tert-butoxid (0,32 g, 0,834 mmol) och tert-butanol (6 mL) och avlufta den resulterande blandningen för 15 min.</li>
		<li>Värme reaktion lösningen vid 110 ° C under kväveatmosfär för 18 h.</li>
		<li>Svalna till rumstemperatur, tillsätt vatten (150 mL) och extrahera de ekologiska produkterna till diklormetan (250 mL) och tvätta det organiska lagret två gånger med 150 mL vatten.</li>
		<li>Torka det resulterande organiska skiktet med 15 g magnesiumsulfat och ta bort lösningsmedlet under reducerat tryck att få rå produkten.</li>
		<li>Rena råa materialet genom kolonnkromatografi (med en blandning av lösningsmedel som en eluent: diklormetan: petroleum eter 1:1 v/v) att ge förening 4 som en vit solid (0,58 g, 63%). 
		Förening 4 karakterisering: 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3, 25 ° C, ppm): 8.13 (d, J = 1,6 Hz, 4 H), 8.11 (d, J = 8,2 Hz, 2 H), 7.99 (d, J = 1,7 Hz, 2 H), 7,82 (dd, J = 8,2, 1.8 Hz, 2 H), 7.48 (dd, J = 8.7, 1.9 Hz, 4 H), 7.40 (d, J = 8,6 Hz, 4 H), 1,45 (s, 36 H). 
		13 C NMR (400 MHz, CDCl 3, 25 ° C, ppm): 144,4 144,2, 138,5, 135,8, 133,4, 128,4, 124,4, 124,3, 119,5, 116,8, 109,2, 35,0, 32,2. 
		MS: m/z 769.97 (M +). 
		Smältpunkt: 351-353 ° C.</li>
	</ol></li> <li>Syntes av sammansatta 5 (2,8-bis(10H-phenothiazin-10-yl)dibenzothiophene-S,S-dioxide) 23 <ol><li>Using 250 mL tre-hals runda-botten kolv, upplösa 2,8-dibromodibenzothiophene-S, S-koldioxid (0,67 g, 1,8 mmol) och fenotiazin (0,75 g, 3.77 mmol) i vattenfri toluen (60 mL) och lufta av bubblande genom kväve i 15 min under kraftig omrörning.</li>
		<li>Efter detta, lägga till tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0) (0,11 g, 0,12 mmol) och 2-dicyclohexylphosphino-2 &#8242;, 4 &#8242;, 6 &#8242;-triisopropylbiphenyl (XPhos, 0,12 g, 0,23 mmol) till reaktionsblandningen och avlufta lösningen för en annan 15 min. </li> <li>Lägg till natrium tert-butoxid (0,38 g, 3,94 mmol) och avlufta den resulterande blandningen för ytterligare 15 min.</li>
		<li>Värme reaktion lösningen till 110 ° C under en kväveatmosfär för 18 h.</li>
		<li>Svalna av reaktionsblandningen att rumstemperatur, tillsätt vatten (150 mL) och extrahera ekologiska produkter till diklormetan (250 mL) och dessutom tvätta två gånger med 150 mL vatten.</li>
		<li>Torr det resulterande organiska lagret var med 15 g magnesiumsulfat och ta bort lösningsmedlet under reducerat tryck att ge den rå produkten.</li>
		<li>Rena råa produkten genom kolonnkromatografi (med lösningsmedel blandning som en eluent: diklormetan: hexan 2:1 v/v) att få sammansatta 5 som en vit solid (0,9 g, 55%). 
		Förening 5 karakterisering: 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3, 25 ° C, ppm): 7,71 (d, J = 8,2 Hz, 2 H), 7.36 (dd, J = 7,7, 1,5 Hz, 4 H), 7,28-7.19 (m, 8 H), 7,16 (dd, J = 7,7, 1.3 Hz, 4 H), 7.02 (dd, J = 8.1, 1.3 Hz 4 H). 
		13 C NMR (400 MHz, CDCl 3, 25 ° C, ppm): 148,8 141,1, 133,2, 131,8, 129,7, 128,1, 126,9, 125.1, 125,3, 123,1, 121,2, 111.7. 
		MS: m/z 610.08 (M +). 
		Smältpunkt: 353-355 ° C.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

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

Vi har inget att redovisa.

Syftet med denna uppsats är att Visa storskaliga syntesen av högeffektiva organiska material (figur 1) för OLED applikationer från kommersiellt tillgängliga utgångsmaterial. På grund av att tidigare rapporter endast beskriva det sista cross-koppling reaktion steget och hänvisa till några av de föråldrade publikationerna, rapporterar vi detaljerade stegvisa syntesen av allt material tillsammans med deras fullständiga NMR och masspektrometri karakterisering för förbättrad reproducerbarhet av experimenten.
Både sändare bära samma dibenzothiophene-5-dioxid elektron acceptorn kärna. Det första steget i utarbetandet av sammansatta 3 (figur 2) är bromination av kommersiellt tillgängliga dibenzothiophene molekylen. 20 större skala reaktionen uppstår över natten med en avkastning på 83%. Den resulterande dibrominated sammansatta 2 kan oxideras vidare med en lösning av väteperoxid i isättika, ger 19,3 g av ett vitt pulver efter filtrering och tvättning. 21 compound 3 användes i korskopplingen utan någon ytterligare rening.
Skillnaden i photophysical egenskaper mellan sammansatta 4 och 5 ligger i elektron-donera egenskaper amine enheter. En av föreningarna har perifera alkylerade karbazol enheter medan den andra har fenotiazin grupper. Fenotiazin molekylen kan köpas från kemiska leverantörer och används utan några ändringar. Dock när det gäller sammansatta 4 tert-butyl grupper måste införas på den aromatiska ringen av karbazol enheten för att öka löslighet i organiska lösningsmedel. Det rapporterades att i avsaknad av lämpliga alkyl grupper, lösligheten hos produkten sjunker, vilket resulterar i en betydligt lägre reaktion avkastning. 24 alkyl grupper kan införas i varje fenylring använder en Friedel-Crafts reaktion mellan tert-butyl klorid och 9-H-karbazol i närvaro av (II) zinkklorid i nitrometan baserat på mekanismen för elektrofil aromatisk ersättning. 19 det konstaterades att renheten av den resulterande produkten inte är tillräckligt hög och flera biprodukter finns i blandningen. det råa grå pulvret måste därför renas dessutom genom kolonnkromatografi resulterar i isolering av 13.1 g förening 1 återhämtat sig som ett vitt pulver.
De önska TADF utsläppsländerna 4 och 5 var syntetiseras via palladiumkatalyserade kol-kväve cross-koppling reaktioner med tidigare beskrivna litteratur procedurer. 22 , 23 Vi hittade att öka beloppen av utgångsmaterial gör inte negativt påverka avkastningen för önskad produkt, tyder på att ytterligare ökningar till reaktion skalan är möjligt. Föreningar 4 och 5 kan vara erhålls i 63% och 55% avkastning, respektive.
Sammanfattningsvis, har detaljerade riktlinjer för hur du förbereder högeffektiva organiska molekyler för ljusavgivande program, start från lättillgängliga material, med möjlighet att skala upp hela syntetiska förfarandet påvisats. Genom detta arbete är avsikten att storskaliga syntes av många andra TADF utsläppsländerna kommer att garantera en snabb övergång av tekniken från arbetsbänk till industriella tillämpningar.

Under de senaste decennierna, har forskare undersökt användningen av organiska molekyler och deras derivat i organiska lysdioder (OLED) sedan deras första infördes 1987. 1 upptäckten av elektroluminescens (EL) har lett till organiska material att hitta ett brett utbud av program i displayer och belysning. 2 enormt intresse i att producera nya organiska föreningar och studera deras photophysical boenden drivs av OLED fördelar jämfört med den befintliga tekniken. främst eftersom de är mer energieffektiva och kan erbjuda överlägsen enhetens prestanda samtidigt som hög flexibilitet, liten tjocklek och låg vikt. Ändå, jämfört med oorganiska lysdioder (LED), OLED fortfarande missgynnas som hindrar denna teknik från storskalig kommersiell produktion, inklusive kortare livslängder och låga effektivitet. Tills nyligen, mest forskning baserades på första generationens OLED och utsläpp som åberopats fluorescensen av organiska material. På grund av att fluorescens kan uppstå endast från tillståndet singlet, är maximal teoretisk inre quantum effektivitet (IQE) enheten endast 25%. 3 , 4 , 5 genom att utnyttja heavy metal innehållande organiska komplex (såsom Ir, Pt), forskarna kunde övervinna 25% effektivitet hinder genom att skörda elektronerna från både linne och triplett staterna av en strålnings övergångsprocess. 6 , 7 , 8 sålunda den maximala teoretiska verkningsgraden av understödjautvecklingen fosforescerande OLED (PHOLEDs) kan vara så hög som 100%. 9 , 10 numera, många kommersiella OLED enheter utnyttja grön och röd fosforescerande avger Metallorganisk komplex baserat på iridium. 11 även om dessa material har vunnit utbredd användning i mobila displayer och andra elektroniska applikationer, kostnaden för heavy metal föregångaren salter och sin korta livstid har drivit forskare att leta efter alternativ.
I området i närheten finns det flera mål som måste uppnås för utbredd kommersialisering av OLED-teknik, såsom hög stabilitet, effektiv energiförbrukning och låga produktionskostnader för enheten. Det har under de senaste åren visat att termiskt aktiverade fördröjd fluorescens (TADF) sändare kan vara ett effektivt substitut till PHOLED material att nå samma IQE värde, med dessa material som nu betraktas som tredje generation OLED material. 12 , 13 , 14 rent ekologiska TADF sändare kan tillagas i ett stenkast från lättillgängliga utgångsmaterial att göra övergripande enhet tillverkning kommersiellt attraktiv på marknaden. Hittills, det är flera omfattande litteraturgenomgångar som täcker alla aspekter från materiella syntesen till enheten tillverkning. 15,16,17,18 den viktigaste frågan med TADF material förberedelse är användningen av Pd-haltiga katalysatorer för cross-koppling reaktionerna. För att Visa potentialen för TADF material förberedelse i ökad omfattning. Vi skalas upp syntesen av TADF sändare från utgångsmaterial till de önskade produkterna 4 och 5 (figur 1). 22 , 23 detta detaljerade protokoll är avsett att hjälpa nya utövare i fältet att förstå information i samband med syntesen av TADF material.

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

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

Vi rapporterar ett förfarande för att linjärt skala upp syntesen av 2,8-bis (3,6-di-tert-butyl-9H-carbazol-9-yl) dibenzothiophene-S, S-koldioxid (sammansatta 4) och 2,8-bis(10H-phenothiazin-10-yl) dibenzothiophene-S, S-koldioxid (sammansatta 5) använder Buchwald-Hartwig cross-koppling reaktion villkor. Dessutom visar vi en skalas upp syntes av alla icke-kommersiellt tillgängliga utgångsmaterial som krävs för den aminering korskopplingen. I denna artikel tillhandahåller vi detaljerade syntetiska förfarandena för alla beskrivna föreningar, tillsammans med deras spektrala karakterisering. Detta arbete visar möjligheten att producera organiska molekyler för optoelektroniska tillämpningar i stor skala, vilket underlättar deras genomförande i verkliga världen enheter.

De kemiska strukturerna i de slutliga TADF utsläppsländerna (figur 1) är blåmarkerade för elektron-donera grupper och röd för elektron-återkalla kärnan. Ett alkylerade karbazol derivat och en dibrominated dibenzothiopene-S, S-koldioxid acceptor molekyl kan framställas från billig utgångsmaterial (figur 2). Slutprodukterna kan utarbetas av en storskalig version av Pd-katalyseras aminering cross-koppling reaktion (figur 3).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56501/56501fig1.jpg"> 
Figur 1 . Kemiska strukturer i termiskt aktiverade fördröjd fluorescens utsläppsländerna baserat på 2,8-dibenzothiophene-5-dioxid elektron acceptorn kärnan (visas i rött) bär 3,6-di-tert-butyl-9H-carbazol-9-yl och 10H-phenothiazin-10-yl givare delarna av sammansatta 4 och sammansatta 5 respektive. Elektron-donera grupper visas i blått. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56501/56501fig1large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av denna siffra.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56501/56501fig2.jpg"> 
Figur 2 . Kemisk reaktionsvägar att förbereda 3,6-di-tert-butyl-9H-carbazole (sammansatta 1) genom alkylering av 9-H-karbazol och 2,8-dibromodibenzothiophene-5-dioxid (sammansatta 3) i två steg från kommersiellt tillgängliga dibenzothiophene. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56501/56501fig2large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av denna siffra.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56501/56501fig3.jpg"> 
Figur 3 . Buchwald-Hartwig kors koppling reaktioner mellan 2,8-dibromodibenzothiophene-5-svaveldioxid (sammansatta 3) och en motsvarande sekundär Amin att producera föreningar 4 och 5. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56501/56501fig3large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av denna siffra.</a>

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

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

Skala upp syntes av högeffektiva termiskt aktiverade fördröjd fluorescens utsläppsländerna beskrivs i presenteras artikeln.

Skala upp kemiska syntesen av termiskt aktiverade fördröjd fluorescens sändare baserat på kärnan Dibenzothiophene-S, S-koldioxid

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

Bestämma isbindande plan för frostskyddsproteiner genom fluorescensbaserad isplanstillhörighet

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

Syntes, karakterisering och funktionalisering av Hybrid Au / CdS och Au / ZnS Kärna / skal nanopartiklar

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 för syntes av<em&gt; Ortho</em&gt; -trifluoromethoxylated anilinderivat

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

Epitaxiell tillväxt av Perovskite strontiumtitanat på Germanium via Atomic Layer Deposition

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

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

Facile Syntes av maskliknande Miceller med synligt ljus medierad dispersionspolymerisation Använda 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

Mikrofluidbaserad syntes av kovalenta organiska ramar (COF): Ett verktyg för kontinuerlig produktion av COF-fibrer och direkt tryckning på en yta

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

Beredning av kitosan-baserat injicerbara Hydrogels och dess tillämpning i 3D cellodling

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

Syntesen av Core-shell Lanthanide-dopade uppkonvertering nanokristaller för cellulära applikationer

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

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

Syntes och utvärdering av en rutenium-baserade mitokondriell kalcium upptag-hämmare

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 syntes av MIL-96 och UiO-66-NH2 på atomlager deponeras metalloxid beläggningar på Fiber mattor

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