三氟甲基取代Ir配合物的电子结构和磷光性质的理论研究  

Effect of the trifluoromethyl on the electronic structure and phosphorescence properties of a series of Ir complexes

作　　者：任雪峰[1] 康国俊[1,2] 任爱民 贺帅[1] 

机构地区：[1]中国矿业大学化工学院,徐州221008 [2]中国矿业大学低碳能源研究院,徐州221008 [3]理论化学计算国家重点实验室 [4]吉林大学理论化学研究所,长春130023

出　　处：《中国科学：化学》2015年第10期1042-1049,共8页SCIENTIA SINICA Chimica

基　　金：国家自然科学基金(21243006;51304193;21173099);中央高校基金(2013QNA14)资助;江苏省优势学科的资助;中国矿业大学现代分析测试中心对本工作中计算资源的支持

摘　　要：采用密度泛函理论m PW1PW91方法研究了三氟甲基(CF3)基团修饰的一类Ir磷光材料,即Ir(C∧C)(ppy)2、Ir(C∧C)(ppy)(Ort CF3)、Ir(C∧C)(ppy)(Me CF3)和Ir(C∧C)(ppy)(Par CF3)[(C∧C:3-甲基-1-(2,4-甲基苯)-1H-咪唑;ppy:2-苯基吡啶,Ort CF3=2-(2-(三氟甲基)苯基)吡啶;Me CF3:2-(3-(三氟甲基)苯基)吡啶;Par CF3:2-(4-(三氟甲基)苯基)吡啶]的电子结构和光学性质.理论计算得到Ir(C∧C)(ppy)2的电子结构、吸收光谱和磷光光谱与实验结果吻合得较好.通过与实验分子Ir(C∧C)(ppy)2对比,向ppy的邻位和对位引入CF3基团加强金属和配体之间的作用力,提高空穴和电子注入能力,吸收和磷光发射光谱发生红移.尤其,Ir(C∧C)(ppy)-(Ort CF3)比其他配合物在发射磷光时金属到配体的电荷转移(3MLCT)的贡献大、跃迁偶极矩(μS1)大、d轨道能级分裂大,并且单三重态分裂能(ΔES1-T1)小,这表明设计的分子Ir(C∧C)(ppy)(Ort CF3)有望成为好的磷光发光材料.The electronic structures and photophysical properties of a series of Ir（III） complexes, Ir（C^C）（ppy）2, Ir（C^C）（ppy）（OrtCF3）, Ir（C^C）（ppy）（MeCF3） and Ir（CAC）（ppy）（ParCF3）, where ppy=2-phenylpyridine, cnc=1-（2,4- difluorophenyl）-lH-imidazole, OrtCF3=2-（2-（trifluoromethyl）phenyl）pyridine, MeCF3=2-（3-（trifluoromethyl）phenyl）- pyridine, and ParCF3--2-（4-（trifluoromethyl）phenyl）pyridine, were investigated by density functional theory calculation employing the mPW1PW91 density functional. The simulated electronic structure, absorption spectra, and phosphorescence of Ir（C^C）（ppy）2 were in good agreement with the experimental values. Compared with Ir（C^C）（ppy）2, it was found that introduction of the CF3 substituent on the ortho- and para-position of ppy was more useful to strength the metal-ligand bond, enhance the electron injection ability, as well as red-shifted the absorption spectra and phosphorescence. Furthermore, Ir（CAC）（ppy）（OrtCF3） had increased participation of triplet metal to ligand charge transfer （3MLCT） contributions, large transition dipole moment （μs1） and d orbital splitting, small singlet-triplet splitting energy （△Es1-T1） compared with other complexes, which indicated Ir（CAC）（ppy）（OrtCF3） would be potential phosphorescence emitters with high quantum yield.

关 键 词：铱配合物 三氟甲基 DFT 发光效率 

分 类 号：O641.4[理学—物理化学]