Untersuchung von Through-Space-Wechselwirkungen zwischen borbasierten Chromophoren für Excimer-Emission und Singlet-Spaltung
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Rahmen des DFG-Projekts gelang es, die postulierten para-Terphenyl-basierten molekularen Plattformen A und B zu synthetisieren und die Luminophore 8-Hydroxychinolin (L1) und 4-Hydroxyacridin (L2) daran anzubringen. Zum Aufbau der Verbindungen, die zwei schwer zugängliche benachbarte Boroleinheiten enthalten, wurden verschiedene Synthesestrategien verfolgt. Die Darstellung von A gelang schließlich durch Anwendung einer intramolekularen Borylierungsreaktion während das Gerüst B durch Bor-Silicium-Austausch mit Bortriiodid aus einer Silol-Vorstufe erhalten werden konnte. Sowohl die Zielverbindungen als auch die Zwischenprodukte ließen sich im Festkörper strukturell charakterisieren. Von der Verbindung A-L1 konnten wir zwei Isomere gezielt isolieren, die sich in der relativen Orientierung der Hydroxychinolinsubstituenten unterscheiden und über eine CS- oder C2-Symmetrie verfügen (idealisierte Struktur). Die Emissionsmaxima dieser Isomere liegen bei 636 nm (CS) und 540 nm (C2) und unterscheiden sich somit deutlich voneinander. Die Emissionsbande von B-L2 (Isomerengemisch) weist dagegen mit 514 nm eine Wellenlänge auf, die der Emission eines Modellsystems mit nur einer Hydroxychinolineinheit entspricht (512 nm). Diese Befunde deuten auf ausgeprägte Through-Space-Wechselwirkungen in A-L1 und auf eine Exciplex-artige Emission hin. Ein analoges Verhalten konnte mit dem Luminophor L2 nicht beobachtet werden. Die Photolumineszenz-Quantenausbeuten von A-L1, A-L2, B-L1 und B-L2 fallen deutlich geringer aus als die der entsprechenden Modellsysteme mit nur einem Chromophor. Dies könnte ein Indiz für das Auftreten von Singulett-Spaltung sein, da davon auszugehen ist, dass die Triplett-Zustände aufgrund fehlender Schweratome äußerst schwach emittierend sein sollten. Zusammenfassend stellte sich die Präparation und Isolation der Zielmoleküle als deutlich aufwendiger dar als bei der Konzeption des Projektes angenommen, sodass die optischen Messungen und auch die Darstellung von Verbindungen mit unterschiedlichen Luminophoren in einem Molekül nicht vollständig abgeschlossen werden konnten. Die Arbeiten werden derzeit fortgesetzt und die Ergebnisse sollen anschließend publiziert werden. Es ist geplant, die im Rahmen des Forschungsprojekts entwickelten para-Terphenyl-Plattformen zum Aufbau weiterer Derivate zu nutzen und auch den Aufbau chiraler Emitter zu untersuchen (vgl. C2-Isomer von A-L1), welche für die Emission zirkular-polarisierter Strahlung von technologischer Bedeutung sind.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Dalton Trans. 2018, 47, 10394–10398. “Boron-Based Donor-Spiro-Acceptor Compounds exhibiting Thermally Activated Delayed Fluorescence (TADF)”
M. Stanoppi, A. Lorbach
(Siehe online unter https://doi.org/10.1039/c8dt01255e)
