쿠마린을 기본으로 가진 유기전기발광물질과 플러렌(C60)다이오드의 합성 및 특성연구
Synthesis and Properties of Coumarin - based Organic Electroluminescent Materials and Coumarin - Fullerene Dyads
- 주제(키워드) 쿠마린 , 유기전기발광물질 , 플러렌(C60)다이오드
- 발행기관 아주대학교 대학원
- 지도교수 계광열
- 발행년도 2008
- 학위수여년월 2008. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 분자과학기술학과
- 본문언어 한국어
초록/요약
고효율, 고순도, 고수명의 적색발광물질을 얻으려는 목적으로 형광 특성과 전기적 특성이 우수한 쿠마린을 기본으로 가진 유기전기발광물질을 합성하였다. 유기 적색 발광 물질 중에서 DCM 계열의 화합물들이 가장 높은 휘도와 뛰어난 색순도를 가진다고 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 7번 위치에 디에틸아미노기를 함유한 쿠마린에 DCM 계열의 화합물을 Knoevenagel condensation reaction 을 통하여 도입함으로써 목표화합물 1, 2, 3, 4 와 5 를 합성하였고 광학적 특성을 규명하였다. 합성된 목표화합물들의 목록은 다음과 같다. 2-{3-[2-(7-Diethylamino-2-oxo-2H-chromen-3-yl)vinyl]-5,5-dimethylcyclohex-2-enylidene} malononitrile (1) 2-{2-[2-(7-Diethylamino-2-oxo-2H-chromen-3-yl)vinyl]-6-methyl-4H-pyran-4-ylidene} malononitrile (2) 5-{2-[2-(7-Diethylamino-2-oxo-2H-chromen-3-yl)vinyl]-6-methyl-4H-pyran-4-ylidene}-1,3-diethyl-dihydro-2-thioxopyrimidine-4,6-dione (3) 2-{2-[2-(7-Diethylamino-2-oxo-2H-chromen-3-yl)vinyl]-6-methyl-4H-pyran-4-ylidene}-2H-indene-1,3-dione (4) 2-{2,6-Bis[2-(7-diethylamino-2-oxo-2H-chromen-3-yl)vinyl]-4H-pyran-4-ylidene}malononitrile (5) 합성된 화합물 1, 2, 3, 4 와 5 는 1H-NMR 과 MALDI-TOF MASS 스펙트럼을 통해 화합물의 구조적 특성을 확인하였고, UV/Vis 과 Photoluminescence (PL) 스펙트럼을 통해 광학적 특성을 규명하였다. 목표화합물들의 PL 스펙트럼이 600nm 근처에서 강한 peak을 보인 점을 감안할 때, 소자 제작 후의 OLED (Organic Light Emitting Diode) 특성 역시 적색의 발광을 나타낼 것으로 예상하고 있다.
more초록/요약
광유도 전자전이 현상에 대한 기초 연구 결과는 광합성과 같은 자연 현상에서 일어나는 반응 메커니즘을 규명하는 연구는 물론 모방 시스템 개발에 응용 가능성을 열어줄 것이며, 태양전지 (solar cell) 에 응용할 수 있을 것으로 기대를 가지고 전자주개 (electron donor) 와 전자받개 (electron acceptor) 를 한분자내에 연결할 때의 화학적 거동을 규명하고자 쿠마린 - 플러렌 다이오드를 합성하였으며, 합성된 목표화합물들의 목록을 다음에 열거하였다. N-Methyl-2-(7-diethylaminocoumarin)-3,4-fulleropyrrolidine (1) N-Methyl-2-{[(7-diethylamino-3-coumarin)methylene]-2-thiopheneacetonitrile}-3,4-fulleropyrrolidine (2) 쿠마린을 전자주개로 이용하여 높은 전자 친화력 (high electron affinity) 을 가진 강한 전자받개인 플러렌 (C_(60)) 과 연결하면, 쿠마린의 π-전자 주개로 부터 플러렌 (C_(60)) 전자 받개로 전자전이 (electron transfer) 현상이 일어난다. 목표화합물 1, 2의 광유도 전자이동 현상은 흡수분광법 (UV) 과 발광분광법 (Emission spectroscopy) 을 사용하여 정성적으로 규명하였다.
more목차
A. Synthesis and Properties of Coumarin - based Organic Electroluminescent Materials = 1
I. 서론 = 2
II. 결과 및 고찰 = 14
1. 목표화합물 1, 2, 3, 4 와 5 의 합성 = 14
1) 합성계획 = 14
1-1) 7-Diethylaminocoumarin (8) 의 합성 = 17
1-2) 7-Diethylaminocoumarin-3-aldehyde (9) 의 합성 = 18
1-3) 2-(3,5,5-Trimethylcyclohex-2-enylidene)malononitrile (12) 의 합성 = 19
1-4) (2,6-Dimethyl-4H-pyran-4-ylidene)malononitrile (14) 의 합성 = 19
1-5) 1,3-Diethyl-dihydro-5-(2,6-dimethyl-4-pyran-4-ylidene)-2-thioxopyrimidine-4,6-dione (16) 의 합성 = 20
1-6) 2-(2,6-Dimethyl-4-pyran-4-ylidene)-2-indene-1,3-dione (18) 의 합성 = 21
2) 목표화합물 1,2,3,4 와 5의 합성 = 22
2-1) 2-{3-[2-(7-Diethylamino-2-oxo-2H-chromen-3-yl)vinyl]-5,5-dimethylcyclohex-2-enylidene}malononitrile (1) 의 합성 = 22
2-2) 2-{2-[2-(7-Diethylamino-2-oxo-2H-chromen-3-yl)vinyl]-6-methyl-4H-pyran-4-ylidene}malononitrile (2) 의 합성 = 23
2-3) 5-{2-[2-(7-Diethylamino-2-oxo-2H-chromen-3-yl)vinyl]-6-methyl-4H-pyran-4-ylidene}-1,3-diethyl-dihydro-2-thioxopyrimidine-4,6-dione (3) 의 합성 = 24
2-4) 2-{2-[2-(7-Diethylamino-2-oxo-2H-chromen-3-yl)vinyl]-6-methyl-4H-pyran-4-ylidene}-2Hindene-1,3-dione (4) 의 합성 = 25
2-5) 2-{2,6-Bis[2-(7-diethylamino-2-oxo-2H-chromen-3-yl)vinyl]-4H-pyran-4-ylidene}malononitrile (5 )의 합성 = 26
2. 목표화합물 1,2,3,4 와 5 의 특성 규명 = 27
1) ¹H-NMR 스펙트럼에 관한 고찰 = 27
2) UV/Vis 및 Fluorescence 스펙트럼에 관한 고찰 = 28
III. 합성과정 = 36
1. 목표화합물 1,2,3,4 와 5 의 합성 = 36
1) 2-{3-[2-(7-Diethylamino-2-oxo-2H-chromen-3-yl)vinyl]-5,5-dimethylcyclohex-2-enylidene}malononitrile (1) 의 합성 = 37
1-1) 7-Diethylaminocoumarin (8) = 37
1-2) 7-Diethylaminocoumarin-3-aldehyde (9) = 37
1-3) 2-(3,5,5-Trimethylcyclohex-2-enylidene)malononitrile (12) = 38
1-4) 2-{3-[2-(7-Diethylamino-2-oxo-2H-chromen-3-yl)vinyl]-5,5-dimethylcyclohex-2-enylidene}malononitrile (1) = 38
2) 2-{2-[2-(7-Diethylamino-2-oxo-2H-chromen-3-yl)vinyl]-6-methyl-4H-pyran-4-ylidene}malononitrile (2) 의 합성 = 38
2-1) (2,6-Dimethyl-4H-pyran-4-ylidene)malononitrile (14) 의 합성 = 38
2-2) 2-{2-[2-(7-Diethylamino-2-oxo-2H-chromen-3-yl)vinyl]-6-methyl-4H-pyran-4-ylidene}malononitrile (2) = 39
3) 5-{2-[2-(7-Diethylamino-2-oxo-2H-chromen-3-yl)vinyl]-6-methyl-4H-pyran-4-ylidene}-1,3-diethyl-dihydro-2-thioxopyrimidine-4,6-dione (3) 의 합성 = 39
3-1) 1,3-Diethyl-dihydro-5-(2,6-dimethyl-4-pyran-4-ylidene)-2-thioxopyrimidine-4,6-dione (16) = 39
3-2) 5-{2-[2-(7-Diethylamino-2-oxo-2H-chromen-3-yl)vinyl]-6-methyl-4H-pyran-4-ylidene}-1,3-diethyl-dihydro-2-thioxopyrimidine-4,6-dione (3) = 40
4) 2-{2-[2-(7-Diethylamino-2-oxo-2H-chromen-3-yl)vinyl]-6-methyl-4H-pyran-4-ylidene}-2Hindene-1,3-dione (4) 의 합성 = 40
4-1) 2-(2,6-Dimethyl-4-pyran-4-ylidene)-2-indene-1,3-dione (18) = 40
4-2) 2-{2-[2-(7-Diethylamino-2-oxo-2H-chromen-3-yl)vinyl]-6-methyl-4H-pyran-4-ylidene}-2Hindene-1,3-dione (4) = 41
5) 2-{2,6-Bis[2-(7-diethylamino-2-oxo-2H-chromen-3-yl)vinyl]-4H-pyran-4-ylidene}malononitrile (5) 의 합성 = 41
5-1) 2-{2,6-Bis[2-(7-diethylamino-2-oxo-2H-chromen-3-yl)vinyl]-4H-pyran-4-ylidene}malononitrile (5 ) = 41
IV. 참고문헌 = 41
B. Synthesis and Photophysical Properties of Novel Diethylaminocoumarin(donor) - Fullerene(acceptor) Dyads = 44
I. 서론 = 45
II. 결과 및 고찰 = 50
1. 목표화합물 1, 2 의 합성 = 50
1) 합성계획 = 52
1-1) 7-Diethylaminocoumarin (5) 의 합성 = 52
1-2) 7-Diethylaminocoumarin-3-aldehyde (6) 의 합성 = 53
1-3) [(7-Diethylamino-3-coumarin)methylene]-2-thiopheneacetonitrile (8) 의 합성 = 54
1-4) [(7-Diethylamino-3-coumarin)methylene]-5-formyl-2-thiopheneacetonitrile (9)의 합성 = 55
2) 목표화합물 1, 2 의 합성 = 55
2-1) N-Methyl-2-(7-diethylaminocoumarin)-3,4-fulleropyrrolidine (1) 의 합성 = 56
2-2) N-Methyl-2-{[(7-diethylamino-3-coumarin)methylene]-2-thiopheneacetonitrile}-3,4-fulleropyrrolidine (2) 의 합성 = 57
2. 목표화합물 1, 2 의 특성 규명 = 60
1) ¹H-NMR 스펙트럼에 관한 고찰 = 60
2) UV/Vis 및 Fluorescence 스펙트럼에 관한 고찰 = 60
III. 합성과정 = 65
1. 목표화합물 1, 2의 합성 = 66
1) N-Methyl-2-(7-diethylaminocoumarin)-3,4-fulleropyrrolidine (1) 의 합성 = 66
1-1) 7-Diethylaminocoumarin (5) = 66
1-2) 7-Diethylaminocoumarin-3-aldehyde (6) = 66
1-3) N-Methyl-2-(7-diethylaminocoumarin)-3,4-fulleropyrrolidine (1) = 67
2) N-Methyl-2-{[(7-diethylamino-3-coumarin)methylene]-2-thiopheneacetonitrile}-3,4-fulleropyrrolidine (2) 의 합성 = 67
2-1) [(7-Diethylamino-3-coumarin)methylene]-5-formyl-2-thiopheneacetonitrile (8) = 67
2-2) [(7-Diethylamino-3-coumarin)methylene]-5-formyl-2-thiopheneacetonitrile (9) = 67
2-3) N-Methyl-2-{[(7-diethylamino-3-coumarin)methylene]-2-thiopheneacetonitrile}-3,4-fulleropyrrolidine (2) = 68
IV. 참고문헌 = 69
