四齿中性Pt(N^C^C^N)光催化剂设计合成及其催化羧基化反应研究
批准号:
21602198
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
20.0 万元
负责人:
李贵杰
依托单位:
学科分类:
催化合成反应
结题年份:
2019
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
沈海民、赵向东、方坤、王岩、张闪
中文摘要
针对目前可见光催化剂中环金属Pt配合物光催化剂化学稳定性差、催化效率不佳的问题,本项目利用二价Pt配合物中心金属离子dsp2杂化轨道为平面四边形构型,易于和四齿配体进行环金属化反应的特点,设计并合成系列四齿中性环金属Pt(N^C^C^N)配合物光催化剂。通过对其结构和分子中3LC、MLCT、MC能级的调节来优化最低激发三线态(T1)的性质,进而调节整个催化剂分子的化学稳定性和催化效率,结合理论计算研究配合物结构对光催化剂性能的影响规律,以解决Pt配合物光催化剂稳定性和催化效率的问题。同时将发展的四齿中性环金属Pt(N^C^C^N)配合物光催化剂用于可见光促进的胺、醛酮、醚、烯烃以及芳烃类化合物的选择性C-H键活化-羧基化反应中,通过对反应机理进行深入研究,揭示影响反应的基本规律和决定性因素,为新反应的发展提供指导。
英文摘要
Contraposing some problems presently existing in the photocatalysts utilized in the visible light photoredox catalysis, such as poor chemical stabilities and efficiencies of the cyclometalated platinum complex photocatalysts, the objectives of this project will aim at utilizing dsp2 hybrid orbital of the divalent Pt cation which enable cyclometallation with the tetradentate ligands easily to develop a series of neutral tetradentate cyclometalated Pt(N^C^C^N) photocatalysts with square planar configurations. The chemical stabilities and efficiencies of the photocatalysts will be improved through adjusting the molecular structures and the 3LC, MLCT and MC energy levels to change the T1 properties of the photocatalysts. Moreover, the relationship between the chemical structures and catalytic efficiencies of the Pt(N^C^C^N) complexes will also be investigated to solve the stabilities and efficiencies problems of the photocatalysts. Furthermore, the photocatalysts will be used in the selective C-H bond activation-carboxylation reactions of CO2 with the amines, aldehydes, ketones, ethers, alkenes and arenes. The reaction mechanism will also be in-depth understood to disclose the basic laws and critical reasons of the reactions, which can also derect the development of new reactions.
四齿中性环金属PtII和PdII配合物在可见光催化和磷光发光材料领域有着广泛而重要的应用。但是此类分子尚存在种类有限、结构不易修饰、化学稳定性差、催化效率不佳等问题。基于以上问题,本课题完成了如下研究:其一,结合大量文献调研和理论计算,我们利用PtII配合物中心金属离子dsp2杂化轨道为平面四边形构型且易于和四齿配体进行环金属化反应的特点,完成了多个系列四齿中性环金属PtII(N^C^C^N)及其同系物PdII(N^C^C^N)配合物分子的设计;其二,完成了此类分子的高效合成法研究,解决了其大量合成问题,为其深入研究和应用打下了基础;其三,通过对大量配合物分子电化学性质、光物理性质的深入研究,完成了配合物功能基团、辅助基团、特定位置取代基团电子效应和共轭效应对其性能的影响规律研究,为其在光化学、光物理和磷光及延迟荧光方面的应用提供了重要参考;其四,在此基础之上,通过对配合物分子配体结构的调节,完成了对分子热稳定性、光稳定性和量子效率的高效调控,获得了多种稳定而高效的金属PtII(N^C^C^N)及PdII(N^C^C^N)配合物分子,量子效率可高达100%,为其后续研究铺平了道路;其五,将发展的环金属配合物应用到了可见光促进的烯烃的双官能化反应之中,并对反应机理进行了深入研究,证明了其作为光催化剂的可行性;此外,深入研究了材料在电激发下的稳定性,完成了其作为磷光或延迟荧光发光分子在OLED方面的应用研究,扩大了该课题的学术和应用价值。最后,在上述研究基础之上,进一步设计合成了新型纯有机含硼光催化剂分子,并完成了其稳定性和光物理性质研究,为发展无贵金属光催化剂奠定了基础。本研究为四齿中性环金属配合物及含硼TADF分子的设计合成及其在光化学和发光材料领域的应用具有重要参考价值。
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Tetradentate Platinum(II) Complexes for Highly Efficient Phosphorescent Emitters and Sky Blue OLEDs
用于高效磷光发射体和天蓝色 OLED 的四齿铂 (II) 配合物
DOI:
10.1021/acs.chemmater.9b04263
发表时间:
2020-01-14
期刊:
CHEMISTRY OF MATERIALS
影响因子:
8.6
作者:
[Li, Guijie, Zhao, Xiangdong, She, Yuanbin]
通讯作者:
She, Yuanbin
Four-component acyloxy-trifluoromethylation of arylalkenes mediated by photoredox catalyst
光氧化还原催化剂介导的芳基烯烃的四组分酰氧基三氟甲基化
DOI:
10.1039/c8ob02239a
发表时间:
2019
期刊:
Organic & Biomolecular Chemistry
影响因子:
3.2
作者:
[Xiaocong Zhou, Guijie Li, Zongzhou Shao, Kun Fang, Hongjun Gao, Yuanqiang Li, Yuanbin She]
通讯作者:
Yuanbin She
Novel Carbazole/Fluorene-Based Host Material for Stable and Efficient Phosphorescent OLEDs
用于稳定高效磷光 OLED 的新型咔唑/芴基主体材料
DOI:
10.1021/acsami.9b13245
发表时间:
2019-10-30
期刊:
ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES
影响因子:
9.5
作者:
[Li, Guijie, Zheng, Jianbing, Li, Jian]
通讯作者:
Li, Jian
CuCl-catalyzed hydroxylation of N-heteroarylcarbazole bromide: approach for the preparation of N-heteroarylcarbazolyl phenols and its application in the synthesis of phosphorescent emitters
CuCl催化N-杂芳基咔唑溴化羟基化:N-杂芳基咔唑基苯酚的制备方法及其在磷光发光体合成中的应用
DOI:
--
发表时间:
2017
期刊:
the Journal of Organic Chemistry
影响因子:
--
作者:
[Guijie Li, Xiangdong Zhao, Kun Fang, Jian Li, Yuanbin She]
通讯作者:
Yuanbin She
Modifying Emission Spectral Bandwidth of Phosphorescent Platinum(II) Complexes Through Synthetic Control
通过合成控制改变磷光铂 (II) 配合物的发射光谱带宽
DOI:
10.1021/acs.inorgchem.7b00961
发表时间:
2017-07-17
期刊:
INORGANIC CHEMISTRY
影响因子:
4.6
作者:
[Li, Guijie, Wolfe, Alicia, Li, Jian]
通讯作者:
Li, Jian
共 14 条
螺手性四齿铂(I)磷光材料的非对映选择性制备及圆偏振发光性能研究
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批准号:--
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项目类别:面上项目
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资助金额:0万元
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批准年份:2024
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负责人:李贵杰
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依托单位:
高辐射速率Pt(II)和Pd(II)配合物延迟荧光材料的设计合成及应用研究
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批准号:--
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项目类别:面上项目
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资助金额:60万元
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批准年份:2021
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负责人:李贵杰
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依托单位:
八面体构型Pt(IV)配合物磷光材料的设计合成及光物理性质研究
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批准号:21878276
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项目类别:面上项目
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资助金额:66.0万元
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批准年份:2018
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负责人:李贵杰
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依托单位:
国内基金
海外基金