激發態質子轉移之光譜動力學研究

在第一部分，我們藉由修飾pyrazole和pyridyl上的官能基來合成一系列2-pyridyl pyrazoles的衍生物，想觀測分子內氫鍵和激發態質子轉移速度快慢的探討，這系列的分子其分子內氫鍵是五圓環，尤其是pyridyl上的孤對電子是有方向性所以造成其分子內氫鍵相對比起其他五圓環或六圓環像是O-H---O 或是O-H----N來得弱，因此只要修飾其分子上的官能基就能有效的改變氫鍵大小進而影響到激發態質子轉移的動態學，藉由不同的方法，像是氫-核磁共振光譜(N-H質子)來觀察氫鍵強弱、pH滴定決定N-H的酸度，配合上理論計算的方法證實增強質子施體的酸度(受體鹼度)可以有效增強分子內氫鍵，結合以上的結果，可以預測這系列2-pyridyl pyrazoles的其分子內氫鍵越強質子轉移的速度就越快。第二部分，我們利用典型的質子轉移分子7-hydroxy-2,3-dihydro-1H-inden-1-one(I)在C(2)-C(3)增加一個苯環(II)跟萘環(III)，其質子轉移能量可以從放熱(I)變到平衡(II, III )，對於III固態粉末放光，從螢光光譜上可以看到有兩包放光其最大值在450和620nm達到CIE為0.30, 0.27的白光材料，可以當作OLED的發光層材料，其亮度為665 cd m–2當施加的電壓為20伏特時。最後一部分，一系列的quinoline/isoquinoline-pyrazole異構物，也就是說pyrazole取代在不同的位置上作分子上的設計和合成，以達到五圓環的分子內氫鍵，儘管在分子結構的差異性並不大，卻有很不一樣的光物理特性，其中只有I會進行激發態的分子內質子轉移而有560nm的異構物放光，從實驗以及計算的結果可以預測是共振效應影響了整體的激發態的動力學，從觀念上來講，更長的的共振系統更有熱力學上的穩定性來進行質子轉移。

關鍵字

激發態質子轉移；氫-核磁共振光譜；酸解離常數；分子內氫鍵；白光；有機發光二極體； π-共振

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ESIPT ； 1H-NMR ； pK ； intramolecular hydrogen bond ； white light generation ； OLED ； π-conjugation

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