ペンタセンの置換効果:HOMO-LUMOギャップと光酸化抵抗をコントロールする
Irvinder Kaur1, Wenling Jia, Ryan P Kopreski
1Department of Chemistry and Materials Science Program, University of New Hampshire, Durham, New Hampshire 03824-3598, USA.
Journal of the American Chemical Society
|November 14, 2008
まとめ
チオラートペンタセンの誘導体は,光酸化に対する最大の耐性を示し,小さなHOMO-LUMOギャップを維持し,有機電子機器の安定性を高めます. これらの発見は,シリエチニル代替ペンタセンに関する一般的な仮定に異議を唱える.
科学分野:
- 有機化学 オーガニック・ケミストリー
- マテリアルサイエンス 材料科学
- 物理化学 物理化学
背景:
- ペンタセンの誘導体は有機電子機器において極めて重要ですが,運用条件下での安定性は重要な制限です.
- 分子構造と光酸化安定性の関係を理解することは,改良された有機半導体の設計に不可欠です.
研究 の 目的:
- 様々な置換ペンタセンの誘導体の光酸化抵抗とHOMO-LUMOギャップを定量的に評価する.
- ペンタセンの安定性に対する異なる置換物質 (ハロゲン,フェニル,シリエチニル,チオール) とそれらの位置の影響を調査する.
- オーガニック・エレクトロニック・アプリケーションのための,より持続的で溶液処理可能なペンタセンの誘導体の開発に関する洞察を提供するため.
主な方法:
- 6つの新しいおよび6つの既知のペンタセンの誘導体の合成と特徴付け.
- 同様の条件下での光酸化性分解の運動学的研究.
- 構造とHOMO-LUMOエネルギー (B3LYP/6-311+G**//PM3) の計算による計算を行った.
- 光学および電気化学的なHOMO-LUMOギャップの実験的な測定.
主要な成果:
- 光酸化抵抗は,ステリック効果,電子特性,置換物の位置によって影響を受けます.
- シリエチニル置換ペンタセン (例えば,TIPS-ペンタセン) は小さなHOMO-LUMOギャップを持っていますが,最も安定しているわけではありません.
- 特定の塩素化およびフェニル化ペンタセンの誘導体は,TIPS-ペンタセンよりも長寿を示した.
- アルキルチオおよびアリルチオで置換されたペンタセンは,最も高い光酸化抵抗性と良好な溶解性を示した.
結論:
- チオレートペンタセンは,研究された誘導体の中で光酸化に対して最も強固である.
- 置換剤の種類,位置,およびステリック/電子的要因が集まってペンタセンの安定性を決定する.
- 非常に持続性があり,溶解性の高いペンタセンの誘導体は,有機フィールド効果トランジスタ (OFET) と有機発光ダイオード (OLED) の大きな可能性を持っています.
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