北京理工大學(xué)尹曉東課題組通過(guò)一鍋法親電C-H硼化反應(yīng)合成了一系列1，4-氮硼雜[6]螺烯，其體現(xiàn)了較高的藍(lán)光發(fā)光效率，較窄的半峰寬以及優(yōu)良的圓偏振發(fā)光性質(zhì), 并可通過(guò)調(diào)控聚集態(tài)堆積進(jìn)而調(diào)節(jié)其固態(tài)發(fā)光性質(zhì)。
近些年來(lái)，具有手性發(fā)光或者圓偏振發(fā)光性質(zhì)的材料由于在三維顯示，信息加密/存儲(chǔ)，不對(duì)稱催化等多個(gè)領(lǐng)域的潛在應(yīng)用，引起人們的廣泛關(guān)注。在一系列相關(guān)的材料中，以螺烯為主體結(jié)構(gòu)的發(fā)光分子由于其良好的構(gòu)型穩(wěn)定性和較高的不對(duì)稱因子，有望成為具有優(yōu)異圓偏振發(fā)光性質(zhì)的材料。而將具有缺點(diǎn)子特性的硼引入螺烯骨架可以賦予它們優(yōu)異的電學(xué)和光學(xué)特性，例如增加熒光量子產(chǎn)率和發(fā)光不對(duì)稱因子等。迄今為止，已報(bào)道了一系列具有良好構(gòu)型穩(wěn)定性和發(fā)光性能的π擴(kuò)展和非π擴(kuò)展的1,2-氮硼雜[6]螺烯。然而，目前除了1,4-氧氮硼雜[6]螺烯外，尚未有關(guān)于1,4-氮硼雜[6]螺烯的報(bào)道。由于1,4-氮硼雜多環(huán)芳烴在OLED中的發(fā)光體應(yīng)用前景顯著，因此1,4-氮硼雜[6]螺烯的合成備受期待。 基于上述背景，北京理工大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院的尹曉東研究員和博士生劉美艷等人通過(guò)一鍋法親電C-H硼化反應(yīng)合成了兩種新型的1,4-氮硼雜[6]螺烯，H[6]BN1和H[6]BN2。兩種扭曲的[6]螺烯展現(xiàn)出高效率的藍(lán)色熒光，半峰寬（FWHM）低于31納米，并且在不同溶劑中顯示了高達(dá)92%的發(fā)光量子效率。此外，H[6]BN1和H[6]BN2都展現(xiàn)出理想的圓偏振發(fā)光性質(zhì)，glum值達(dá)到4~5×10-4。特別是在H[6]BN2中添加給電子基團(tuán)，3,6-二叔丁基-9H-咔唑，從一定程度上減少了發(fā)射光譜的半峰寬，提高了色純度。同時(shí)，兩種[6]螺旋烯都具有足夠的構(gòu)型穩(wěn)定性，具有超過(guò)43.11千卡/摩爾的高外消旋能壘，適合光電材料的應(yīng)用。H[6]BN1的單晶表現(xiàn)出機(jī)械變色性，在外部研磨下，由于晶態(tài)與非晶粉末之間的相變，發(fā)射顏色從黃色變?yōu)榫G色。最后，利用H[6]BN1作為發(fā)光層材料，通過(guò)真空蒸鍍制造備的OLED器件展現(xiàn)出明亮的藍(lán)綠色電致發(fā)光，發(fā)光波長(zhǎng)為502 nm，半峰寬為35 nm，最大外部量子效率（EQEmax）達(dá)到了3.18%。該工作拓展了螺烯分子的結(jié)構(gòu)和功能，也為新型的智能光電材料的開(kāi)發(fā)提供了新的思路。 論文信息 Narrowband Blue Circularly Polarized Luminescence Emitter Based on BN-Doped Benzo[6]helicene with Stimuli-Responsive Properties Meiyan Liu, Chenglong Li, Guanming Liao, Fenggui Zhao, Chunxia Yao, Nan Wang, Xiaodong Yin Chemistry – A European Journal DOI: 10.1002/chem.202402257
