Строение и спектральные свойства новых органических люминофоров на основе 2,2'-битиофена и 1,3,4-оксадиазола Андрюшина, Наталья Михайловна

Введение к работе

Актуальность темы. Установление связи между строением и спектральными свойствами органических люминофоров является актуальной проблемой органической химии и молекулярной спектроскопии в связи с тем, что органические люминофоры нашли широкое применение в физике, химии, биологии, медицине, экологии и других областях науки и техники.

Производные 1,3,4-оксадиазола и 1,3-оксазола известны как эффективные органические люминофоры, активизирующие компоненты жидких и пластмассовых сцинтилляторов, а также активные среды перестраиваемых лазеров. К числу эффективных и фотостабильных органических люминофоров относятся также 5,5-дизамещенные 2,2-битиофены с электронодонорными и акцепторными заместителями. До начала наших исследований в литературе отсутствовали данные о люминофорах, содержащих битиофеновый и океадиазольный фрагменты одновременно.

Работа является составной частью плановых работ лаборатории молекулярной спектроскопии Научно-учебного центра физико-химических методов исследования и кафедры органической химии УДИ, проводимых в соответствии с Координационным планом АН СССР на 1986-1990 годы по направлению "Синтетическая органическая химия (ТОО", шифр проблемы 2.II, номер госрегистрации 01.86.0008289, а также планом госбюджетной НИР УДН на 1990-1995 гг. "Теоретическое и экспериментальное исследование динамики фотопроцессов в свободных молекулах и конденсированных средах", шифр проблемы 22I0II, номер госрегистрации 01.91.О 0I805I.

Целью работы являлось установление связи между строением и спектральными свойствами 2-(2,2 -битиенил-5')-1,3,4-оксадиазолов и направленный поиск эффективных люминофоров в ряду этих соединений.

Для достижения этой цели решались следующие задачи:

1. Квантовохимическое обоснование выбора Z-(Z',Z"-битиенил-5')-1,3,4-оксадиазола в качестве базовой структуры для получения новых люминофоров цепочечного типа с развитой 3l-системой.

2. Установление строения вновь синтезированных производных 2-(2',2^//-битиенил-5')-1,3,4-оксадиазола с помощью ЯМР-, ИК- и масс-спектров и определение характеристических параметров этих спектров.

3. Установление зависимости спектрально-люминесцентных свойств исследованных молекул от их строения и влияния среды.

4. Определение орбитальной природы и относительного положения электронно-возбужденных S-и Т-состояний.

5. Исследование кинетики флуоресценции и определение вклада излучательных и безызлучательных процессов в дезактивацию Si-co-стояния молекул.

Научная новизна. Исследовано влияние как внутримолекулярных, так и межмолекулярных факторов на спектрально^люминесцентные свойства битиенилоксадиазолов.

С помощью метода MND0 рассчитана оптимизированная геометрия исследованных молекул в S₀- и Si-состояниях, что позволило правильно рассчитать методом IND0/S спектры поглощения и флуоресценции изученных люминофоров. Рассчитано относительное положение S - и Т-энергетических уровней и величина спин-орбитального взаимодействия в зависимости от угла поворота Зі-циклов относительно друг друга.

Исследование кинетики флуоресценции импульсным методом показало, что изученные соединения обладают малыми временами жизни (Т^=~0.5- ~3 не) в Si-состоянии.

Практическая значимость. Показано, что 2-(2,2 -битиенил-5 )-1,3,4-оксадиазолы являются перспективными органическими люминофорами: большинство из исследованных соединений в полярных протоно-донорных растворителях (этанол, этиленгликоль) обладают достаточно высокими квантовыми выходами (0,4-0,8).

Соединения с малым временем высвечивания могут быть использованы в качестве вторичных активаторов в жидкостных сцинтилляторах (максимальный световой выход 80$ получен для 2,5-бис(2^2"-битиенил-5')-1,3,4-оксадиазола). Некоторые вещества, характеризующиеся большими значениями f_e,^_CT. ^и малыми K_ST, могут проявить также и генерационные свойства.

Апробация работы и публикации. Основные результаты диссертации докладывались на ХХУ, ХХУП Научных конференциях факультета физико-математических и естественных наук-УДН им.П.Лумумбы (г.Москва,1989, 1991 гг.), П-Ш Конференциях Научно-учебного центра физико-химических методов исследования УДН им. П.Лумумбы.(г.Москва, 1989-1990 гг.), УІ Всесоюзной конференции "Органические люминофоры и их применение в народном хозяйстве" (г.Харьков, 1990 г.).

По материалам диссертации опубликовано 6 печатных работ.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения
и четырех глав, основных выводов, списка литературы (219 наименова
ний) и приложения. Работа изложена на 123 стр. машинописного текс
та, содержит 32 таблицы, 60 рисунков. ,

Похожие диссертации на Строение и спектральные свойства новых органических люминофоров на основе 2,2'-битиофена и 1,3,4-оксадиазола

Синтез, строение и свойства 4-арил-3-арилгидроксиметил-Z-пиперидолов,[1,3,2]диокса(оксаза)борининопиперидинов и бис[бензо]азакраунофанов с Z-пиперидоновым фрагментомЛе Туан Ань

Синтез 1,2,4-триазолопиримидинов на основе реакций 1-замещенных 3,5-диамино-1,2,4-триазолов с 1,3-биэлектрофильными реагентамиАстахов, Александр Владимирович

Новый подход к синтезу производных адамантана на основе превращений 4-(1-адамантил)-1,2,3-тиадиазолаЩипалкин Андрей Александрович

Функционализированные гетероциклы на основе фторсодержащих 1,3-ДИ- и 1,2,4-трикарбонильных соединенийБургарт, Янина Валерьевна

Синтез замещенных и спироаннелированных бенз-2-азепинов, 1,2,3-оксатиазин-2,2-диоксидов, азетидинов, 7-окса-1-азабицикло[2.2.1]гептанов и 6-фенилпиперидин-4-олов на основе гомоаллиламинов и их нитронов. Изучение [3+2] циклоприсоединения алкенов к N-оксиду 4,5-дигидро-5-метил-3Н-спиро[бенз-2-азепин-3,1'-циклогексана]Зубков, Федор Иванович

Электронное строение и реакционная способность производных 1,2,3,4-тетрагидро-симм-тетразинов Нестеренко Александр Михайлович

Синтез, строение и химические превращения замещенных 1,2,3,4-тетрагидро-4-метилспиро(хинолин-2-циклогексанов)Пальма, Алирмо Родригес

Синтез и превращения 1,2,3,4-тетрагидрокумарино [3,4-с] пиридинов и 1,2,3,10в-тетрагидроспиро-[кумарино (3,4-с) пиридин-2,2'-хроменов]Мандал, Тапан Кумар

1,2,3,4-Тетразин-1,3-диоксиды, аннелированные 1,2,3-триазольным кольцом: синтез и свойстваВоронин Алексей Александрович

1,2,3,4,5,6,7,8-октагидро-1,6-нафтиридины и 2,3,4,5,6,7,8,9-октагидро-1Н-пиридо[4,3-b]азепины. Синтез и реакционная способностьЕсипова Татьяна Владимировна