室温磷光型铜、金配合物的合成与敏化镧系稀土发光研究

The phosphorescent materials are widely used in most fields such as electroluminescence, phosphorescence immunoassay, chemical sensing, solar energy conversion, luminescent probes and bioimaging .For this reason, the purpose of this project is to study the synthesis, luminescent properties and luminescent mechanisms of room temperature phosphorescent, mixed-ligand Cu(I) and Au(I) compounds. Furthermore, compounds which contain suitable free chelating coordination sites and triplet states will be selected as building blocks and antennas to achieve d-f assembly. The radiative lifetimes of Ln(III) ions will be evaluated,and d-f energy transfer rates and the luminescent quantum yields will be studied in quantity. The efficient sensitized luminescence of lanthanide will be achieved by exciting the low energy absorption of organometallic antennas. The absorption and emission energy will be tuned by tuning the conjugacy and rigidity of the ligand. This project will provide efficient routes and scientific basis for synthesizing organometallic luminescent materials which exhibit room temperature phosphorescence, searching new and efficient organometallic antennas, and studying the sensitized luminescencce of lanthanides quantitativly. It is also promising to establish the theoretical foundation to a certain degree for exploring efficient organometallic luminescent OLEDs and the lanthanide-based luminescent devices.

磷光材料广泛应用于电致发光、磷光免疫分析、化学传感、太阳能转换、发光探针以及生物成像等领域。本课题拟开展室温磷光型铜(I)及金(I))混配型化合物的合成、发光性能以及发光机理研究，并且选择其中具有合适的空的螯合配位点和适当三重态的化合物作为构筑砌块和天线发色团，进行d-f组装，评估镧系稀土发光体系的理论发光寿命，定量研究d-f能量传递速率以及镧系稀土发光的量子产率；通过调控配体的共轭性和刚性，来调控金属有机化合物的吸收和发射能量，通过激发金属有机天线发色团的低能量吸收，实现镧系稀土的高效敏化发光。本课题将为合成室温磷光型金属有机发光材料、寻找新型、有效的金属有机天线发色团以及定量研究镧系稀土的敏化发光提供有效途径和实验依据，同时将为开发高效的金属有机发光二极管和镧系稀土发光器件奠定一定的理论基础。

室温磷光材料广泛应用于电致发光、磷光免疫分析、化学传感、太阳能转换、发光探针以及生物成像等领域。本项目的主要研究内容和重要成果如下：(1) 利用廉价、低毒的Cu(I)离子合成了一系列室温磷光型Cu(I)-亚胺-双膦化合物，并对其结构、稳定性、发光性能、发光机理进行了研究，通过调控配体的共轭性、刚性、体积大小及位阻效应，调控了相关化合物的吸收和发光能量；（2）首次将发光性能良好的亚铜-二亚胺-双膦化合物的室温聚集诱导磷光发光成功地用于活细胞成像；（3）利用Cu(I)-亚胺-双膦配合物诱导催化下的5,6-二氨基-1,10-邻菲啰啉的原位氧化、加成和环化反应，构建了一系列Cu(I)-亚胺-双膦配合物，捕获了一些活性极高，难以单独稳定存在的中间体，为稳定活泼二亚胺HN=C(R)(R)C=NH提供了一个方法，并创新了利用过渡金属离子、HN=C(R)(R)C=NH和邻二胺反应构建杂环化合物的新思路，探讨了Cu(I)配合物可能的形成反应机理；（4）合成了一系列咪唑并邻菲啰啉配体的Cu(I)/Cu(II)混合价化合物，利用配位作用捕捉了自由基配体；（5）选择具有合适的空配位点和适当三重态的中性亚铜-亚胺-双膦化合物作为构筑砌块和天线发色团，实现了Yb(III)离子的有效敏化发光；（6）合成了一系列室温磷光型Au(I)-炔-双膦金属有机化合物，并对其结构、发光性能和发光机理进行了研究；（7）拓展研究合成了d10电子构型的Zn(II)和Cd(II)离子的金属有机框架化合物(MOFs)，部分化合物对检测三硝基苯酚爆炸物具有高度的选择性，对对硝基苯胺呈现出高度有效的荧光传感性能，检测限低至3.5 ppb。.到目前为止，本项目资助的论文共发表16篇，研究结果将为合成室温磷光型金属有机发光材料、寻找新型、有效的金属有机天线发色团以及定量研究镧系稀土的敏化发光提供有效途径和实验依据，为利用原位反应，捕捉活性中间体和构建Cu(I)/Cu(II)混合价化合物提供新的方法和思路，同时将为开发高效的金属有机发光二极管和镧系稀土发光器件奠定一定的理论基础。