摘 要

有机长余辉发光材料具有长寿命激发态性质，能够实现激子的长距离扩散等特点使得其受到研究者的广泛关注和青睐，并且与传统的无机长余辉材料相比，具有成本低、结构易于修饰等特点。因此，有机长余辉材料成为当前的一个重要的研究方向。近年来，研究人员不断地对有机长余辉材料进行研究探索，使得有机长余辉材料在数据加密、传感、光电显示等领域有广泛的应用。本文根据氢键可以有效的抑制分子的转动和振动，从而抑制三线态激子的非辐射失活，增加三线态激子的利用率的原理设计合成了一个三嗪衍生物，通过核磁共振氢谱表征其分子结构，并通过稳态发光光谱等技术表征其光学性质。

在365 nm紫外灯激发下，合成的目标产物能够产生磷光。本文的创新之处在于设计合成了具有长余辉现象的新型三嗪衍生物材料，并在将来能够基于此化合物开发一系列新型有机长余辉材料。

关键词：有机长余辉 氢键 三氯三嗪

Synthesis and Properties of Hydrogen Bonded Ultralong Organic

Phosphorescent Materials

ABSTRACT

Ultralong organic phosphorescence materials have attracted much attention and favor from researchers because of their long lifetime of the excited states of organic molecules, thus achieving long-distance exciton diffusion. Compared with traditional ultralong inorganic phosphorescence materials, ultralong organic phosphorescence materials have the characteristics of low cost and easy modification of structure. Therefore, ultralong organic phosphorescence materials have become an important research direction. In recent years, researchers continue to research and explore ultralong organic phosphorescence materials, making them widely used in data encryption, sensing, photoelectric display and other fields. In this paper, a triazine derivative was designed and synthesized based on the principle that hydrogen bond can effectively inhibit the rotation and vibration of molecules, thus inhibiting the non-radiative deactivation of triplet excitons and increasing the utilization rate of triplet excitons. Its molecular structure was determined by ¹H NMR and its optical properties were characterized by steady-state luminescence spectra.

Excited by 365 nm ultraviolet lamp, the target product can produce phosphorescence. The innovation of this paper is that a new triazine derivative with the ultralong luminescence was designed and synthesized, and a series of new materials with ultralong luminescence can be developed based on this compound in the future.

Key Words: Ultralong organic phosphorescence; hydrogen bond; Trichlorotriazine

目 录

摘 要 Ⅰ

ABSTRACT Ⅱ

第一章 引言与综述 2

1.1 绪论 2

1.2 有机长余辉发光材料概述 3

1.2.1 发光机理 3

1.2.2 设计原则 4

1.3 有机长余辉材料的研究概况 5

1.4 本文研究的目的、内容及意义 6

第二章 有机长余辉材料的制备 8

2.1 前言 8

2.2 实验材料与仪器 9

2.2.1 实验材料 9

2.2.2 实验仪器与设备 10

2.3 实验内容 10

2.3.1 中间体4,6-二咔唑基-2-氯-1,3,5三嗪的制备 10

2.3.2 2-对碘苯胺基-4,6-二咔唑基-1,3,5-三嗪的合成 12

第三章 有机长余辉材料的光学性质表征 16

3.1 光学性质表征 16

3.2 有机长余辉发光图 17

第四章 结论与展望 18

参考文献 19

致 谢 22

第一章 引言与综述

1.1 绪论

长余辉材料具有超长的发光寿命、大的斯托克斯位移、丰富的激发态性质等优异的性质^[1-3]。根据选用材料的特性长余辉材料一般可以分为两大类：无机长余辉材料，和有机长余辉材料。尽管无机长余辉材料拥有较好的稳定性和较长的发光时间，但由于含有重金属毒性，结构不易修饰等缺点限制了其应用。与之相比有机长余辉材料原料价格便宜，合成工艺简单等引起了人们广泛关注。长余辉材料也可以称为超长磷光材料。在光电子领域中，当光激发磷光材料的分子时，磷光材料的分子能够通过系间窜越（ISC）产生三线态激发态，在理论上能够实现相较于荧光材料超出3倍的量子效率^[4,5]。在生物领域中，人们利用拥有较长寿命的三线态激发态的磷光材料分子产生的磷光以及时间分辨寿命成像技术，在生物成像等方面高效地去除生物本身的短寿命的背景荧光的干扰^[6]。在传感领域中，由于在含有氧气的环境中，磷光材料分子的三线态激子容易猝灭，因而磷光材料在氧气传感领域体现出优秀的发展潜力^[7]。

通常，纯有机化合物多重态之间轨道耦合较弱，使得磷光材料的类别局限于含有金属的化合物如含有重金属铱、铂、钌等的化合物。原因是是重金属能够增强自旋轨道耦合，从而促进处于激发态的电子从单线态跃迁到三线态。但是重金属不仅价格昂贵而且对环境有很严重的危害，所以研究者一直致力于设计并合成出不含重金属的有机超长磷光材料。