СИНТЕЗ 9,9`-(ФУРАН-2,5-ДІІЛБІС(4,1-ФЕНІЛЕН))БІС-9H-КАРБАЗОЛУ

R. Lytvyn, V. Kalmuk, Kh. Pitkovych, Yu. Horak

Анотація


Протягом останніх десятиліть синтез та дослідження π-кон’югованих органічних матеріалів привернули значну увагу дослідників у зв’язку з активним застосуванням їх в органічній оптоелектроніці. Однією з важливих переваг низькомолекулярних органічних напівпровідників є те, що енергії рівнів периферійних орбіталей та відповідні енергії переходів в органічних молекулах легко модифікуються за допомогою молекулярного дизайну, внаслідок чого фотоелектронні та електрохімічні властивості таких сполук можна легко скорегувати. З іншого боку, комерціалізація матеріалів для виробничих цілей потребує простих синтетичних шляхів та дешевих і легкодоступних синтетичних прекурсорів. У цій праці ми вирішили поєднати в одній молекулі фрагменти карбазолу та діарилфурану, які є часто вживаними структурними фрагментами органічних напівпровідникових матеріалів. З цією метою ми розробили двостадійний метод синтезу діарилфуранів, декорованих фрагментами карбазолу, який ґрунтується на купрум каталітичних реакціях Меєрвейна  та Ульмана. Спочатку ми одержали 2,5-біс(4-бромофеніл)фуран арилюванням фурану 4-бромофенілдіазоній хлоридом, який на наступній стадії ввели в реакцію Ульмана з карбазолом, унаслідок чого отримали 9-(4-(5-(4-бромофеніл)-2-фурил)феніл)-9H-карбазол та 9,9`-(біс-2,5-діілбіс(4,1-фенілен))біс-9H-карбазол з виходами 26 і 43 %, відповідно. Будову отриманих сполук доведено за допомогою 1Н та 13С ЯМР спектроскопії. Спектр ЯМР 1Н сполуки 6 внаслідок симетрії молекули є відносно простим і містить 5 груп сигналів з інтегральними інтенсивностями 4:4:4:8:6. Найбільш слабопольний дублет (8,3 м.ч.) належить протонам карбазолу у положеннях  1 та 8. Протони феніленових груп дають два дублети при 8,2 і 7,8 м.ч. Сигнали протонів у позиціях 2, 3, 6, 7 карбазолу злились у мультиплет при 7,4–7,5 м.ч., а мультиплет при 7,3–7,4 м.ч. належить сигналам протонів карбазолу у положеннях 4 та 5 і протонів фуранового ядра.

Отже, розроблено двостадійний та синтетично привабливий метод синтезу діарилфуранів, декорованих фрагментами карбазолу – перспективних матеріалів для органічної оптоелектроніки.

 

Ключові слова: карбазол, 2,5-біс(4-бромофеніл)фуран, арилювання, реакція Меєрвейна, реакція Ульмана.


Повний текст:

PDF (English)

Посилання


Wex B., Kaafarani B. R. Perspective on carbazole-based organic compounds as emitters and hosts in TADF applications // J. Mater. Chem. C 2017. Vol. 5(34). P. 8622–8653. DOI: https://doi.org/10.1039/c7tc02156a

Grybauskaite-Kaminskiene G., Volyniuk D., Mimaite V. et al. Aggregation enhanced emission and thermally activated delayed fluorescence of derivatives of 9-phenyl-9H-carbazole: effects of methoxy and tert-butyl substituents // Chem. Eur. J. 2018. Vol. 24(38). P. 9581–9591. DOI: https://doi.org/10.1002/chem.201800822

Wei Q., Fei N., Islam A. et al. Small-molecule emitters with high quantum efficiency: mechanisms, structures, and applications in OLED devices // Adv. Opt. Mater. 2018. Vol. 6(20). P. 1800512. DOI: https://doi.org/10.1002/adom.201800512

Sathiyan G., Sivakumar E. K. T., Ganesamoorthy R. et al. Review of carbazole based conjugated molecules for highly efficient organic solar cell application // Tetrahedron Lett. 2016. Vol. 57(3). P. 243–252. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tetlet.2015.12.057

Sung S. D., Kang M. S., Choi I. T. et al. 14.8 % Perovskite solar cells employing carbazole derivatives as hole transporting materials // Chem. Commun. 2014. Vol. 50(91). P. 14161–14163. DOI: https://doi.org/10.1039/C4CC06716A

Reig M., Bagdziunas G., Ramanavicius A. et al. Interface engineering and solid-state organization for triindole-based p-type organic thin-film transistors // Phys. Chem. Chem. Phys. 2018. Vol. 20(26). P. 17889–17898. DOI: https://doi.org/10.1039/C8CP02963F

Hladka I., Lytvyn R., Volyniuk D. et al. W-shaped bipolar derivatives of carbazole and oxadiazole with high triplet energies for electroluminescent devices // Dyes and Pigments 2018. Vol. 149. P. 812–821. DOI: https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2017.11.043

Reig M., Bagdziunas G., Volyniuk D. et al. Tuning the ambipolar charge transport properties of tricyanovinyl-substituted carbazole-based materials // Phys. Chem. Chem. Phys. 2017. Vol. 19 (9). P. 6721–6730. DOI: https://doi.org/10.1039/C6CP08078B

Woo C. H., Beaujuge P. M., Holcombe T. W. et al. Incorporation of furan into low band-gap polymers for efficient solar cells // J. Am. Chem. Soc. 2010. Vol. 132(44). P. 15547–15549. DOI: https://doi.org/10.1021/ja108115y

Shang H., Shimotani H., Ikeda S. et al. Comparative study of single and dual gain-narrowed emission in thiophene/furan/phenylene co-oligomer single crystals // J. Phys. Chem. C 2017. Vol. 121(4). P. 2364–2368. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.6b10827




DOI: http://dx.doi.org/10.30970/vch.6002.280

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.