清華大學佟碩、中科院化學所王德先和洛桑聯(lián)邦理工學院（EPFL）祝介平團隊基于配體設(shè)計的思想，報道了一類新型的BODIPY染料分子。該類分子具有較大的Stokes位移和固態(tài)發(fā)光性質(zhì)，部分化合物表現(xiàn)為熒光與室溫磷光雙發(fā)光性能，染料分子的不對稱結(jié)構(gòu)、取代基性質(zhì)和分子間非共價相互作用是其優(yōu)秀的光物理性能的本質(zhì)來源。
BODIPY是一類頗受關(guān)注的明星染料分子，在生物成像、光動力治療、光伏材料和太陽能電池等領(lǐng)域展現(xiàn)了良好的應用前景，然而其固有的Stokes位移較小、固態(tài)發(fā)光較弱、系間躥躍（ISC）效率較低等是其瓶頸。為了應對上述挑戰(zhàn)，研究團隊設(shè)想以其先前所報道的5-氨基-4-氨羰基噻唑化合物為配體，利用配體的剛性骨架、C4和C5位大位阻基團以及獨特的1,2-配位能力設(shè)計新的硼配合物，以期獲得優(yōu)秀的光物理性能。 基于此設(shè)想，研究團隊首先利用噻唑化合物與BF3?Et2O在有機堿存在下反應，合成了一系列噻唑C2位不同取代的硼配合物。系統(tǒng)的光物理性能研究表明，所合成的硼配合物Stokes位移均大于77 nm，紫外光（365 nm）照射下具有強的固態(tài)發(fā)光性質(zhì)。取代基含有碘原子時，化合物表現(xiàn)為熒光-室溫磷光雙發(fā)射性質(zhì)，且熒光與磷光固態(tài)量子產(chǎn)率、磷光壽命隨著C4和C5位大位阻基團的增大而增大，展示了有趣的取代基調(diào)控效應。X-射線單晶衍射表明，噻唑硼化合物的剛性平面、結(jié)構(gòu)的不對稱性以及C4和C5位大位阻基團的存在是獲得較大的Stokes位移和固態(tài)發(fā)光性質(zhì)的關(guān)鍵因素，而室溫磷光性質(zhì)則得益于碘原子促進的旋軌耦合（spin-orbit coupling, SOC）以及分子間鹵鍵（halogen bonding）、π-π和C-H???π相互作用。本研究為發(fā)展基于有機小分子的室溫磷光材料提供了設(shè)計思路。 論文信息 Thiazole Boron Difluoride Dyes with Large Stokes Shift, Solid State Emission and Room-Temperature Phosphorescence Wei Wang, Shuo Tong, Qi-Qiang Wang, Yu-Fei Ao, De-Xian Wang, Jieping Zhu 文章第一作者為王威 Chemistry – A European Journal DOI: 10.1002/chem.202202507
