Dokument: Optimierung der Lumineszenz-Eigenschaften von Acridonen durch gezielte Substitution und Wasserstoffbrückenbindungen
| Titel: | Optimierung der Lumineszenz-Eigenschaften von Acridonen durch gezielte Substitution und Wasserstoffbrückenbindungen | |||||||
| Weiterer Titel: | Optimization of the luminescence properties of acridones through targeted substitution and hydrogen bonding | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=73530 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20260610-134530-6 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Bunnemann, Lennart [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Czekelius, Constantin [Gutachter] Prof. Dr. Gilch, Peter [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | Acridone, Wasserstoffbrückenbindungen, Fluoreszenz, HIGHrISC | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 540 Chemie | |||||||
| Beschreibungen: | Effiziente und stabile Blau-Emitter für die Anwendung in organischen Leuchtdioden (OLED) stellen aufgrund der benötigten großen elektrischen Spannungen zur Erzeugung von blauem Licht und den damit Verbundenen Degradationsprozessen eine große Herausforderung dar. In kommerziellen Anwendungen werden daher oftmals langlebige, aber ineffiziente Fluoreszenz-Emitter eingesetzt. Andere vielversprechende Emitter-Klassen wie Phosphoreszenz-Emitter und TADF-Emitter besitzen immer noch ungelöste konzeptionelle Probleme. Eine vielversprechende Emitter-Klasse sind die sogenannten HIGHrISC Emitter. In einer Arbeit von Thom et al. wurde bereits gezeigt, dass Acridon-Derivate wie etwa das 2,7 Difluoracridon HIGHrISC-Eigenschaften aufweisen können. Die beobachteten Fluoreszenzquantenausbeuten in unpolaren Lösungsmitteln waren jedoch gering.
Im Rahmen dieser Arbeit wurden die lumineszenten Eigenschaften durch gezielte Modifikation auf der Grundlage von quantenchemischen Berechnungen verbessert. Dabei konnten zwei Wege identifizieren werden, welche in zwei getrennten Abschnitten diskutiert werden. Im ersten Teil wurde die Optimierung durch Einbringung von Substituenten in 2,7 Position weiter untersucht. Die besten Ergebnisse, im Hinblick auf die Fluoreszenzquantenausbeute, konnten durch den Austausch der Fluor-Substituenten des 2,7 Difluoracridons mit Methoxy Substituenten beobachtet werden. Es wurden Werte von bis zu 85 % und HIGHrISC Eigenschaften gefunden. Diese hohen Werte wurden von einer starken bathochromen Verschiebung der Emission begleitet. Daher wurden verschiedene Wege untersucht, um den Emissionsbereich zu verbessern. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurde die Optimierung durch Ausbildung von intramolekularen Wasserstoffbrückenbindungen mit der Carbonyl-Gruppe des Acridons und einer Harnstoff-Gruppe untersucht. Hierfür wurde in zwei Position des Acridons ein Linker mit einer Harnstoff-Gruppe eingebracht. Dies führte zu einer Steigerung der Fluoreszenzquantenausbeute bei einer nur geringen bathochromen Verschiebung der Absorption und Emission. Es wurden sowohl die Absorptionsspektren der Acridone mit und ohne ausgebildete Wasserstoffbrückenbindung beobachtet. Daher wurde der Linker optimiert, um die Ausbildung der Wasserstoffbrückenbindung zu bevorzugen. Vor allem die Erhöhung der Linker-Flexibilität zeigte sich hier als vorteilhaft, jedoch war die Ausbildung abhängig von der Umgebung. Um dies zu verhindern, wurde die Harnstoff-Gruppe in eine Ethylenglykol-Krone eingebracht, welche in 2- und 7-Position des Acridons befestigt wurde. Hierdurch konnte der Einfluss der Umgebung stark gemindert und gleichzeitig Fluoreszenzquantenausbeuten von bis zu 83 % erreicht werden. Zuletzt wurde eine Verbindung synthetisiert, welche sowohl eine fixierte Harnstoff-Gruppe besitzt als auch über Substituenten optimiert wurde. Diese zeigte Fluoreszenzquantenausbeuten von bis zu 91 %.Efficient and stable blue emitters for organic light emitting diodes are still a huge challenge due to the high voltages necessary and the associated degradation processes. To solve this problem different classes of emitters e.g. TTA fluorescence emitters, phosphorescence emitters and thermally activated emitters (TADF) were reported in numerous publications. However, all these different emitter classes have their unique drawbacks. A new promising class to tackle this problem are HIGHrISC emitters. Thom et al. showed that acridone derivatives like 2,7-difluoroacridone can show HIGHrISC characteristics. However, the observed fluorescence quantum yields were comparably low in unpolar solvents. The aim of this work is to improve the luminescent characteristics through targeted adjustments based on quantum chemical calculations. By these calculations two possible ways were identified, which are discussed in two sections. In the first section the optimization by substitution in 2,7-position of the acridone was further investigated. The best results were found when the fluorine substituents of the 2,7-difluoracridone were switched with methoxy groups. Fluorescence quantum yields up to 85 % as well as HIGHrISC characteristics were found. These high values were followed by a large bathochromic shift of the emission. Therefore, different methods to improve the emission were investigated. In the second section of this work optimization by intramolecular hydrogen bonding between the carbonyl group of the acridone and an intramolecular hydrogen bond donor was investigated. For this purpose, a linker bearing a urea group was attached in 2-position of the acridone core. This led to an increase in fluorescence quantum yield only followed by a small bathochromic shift of the emission. However, both signal sets of the acridone with and without hydrogen bonding were found. Therefore, the linker was optimized to favor the formation of the hydrogen bond. Especially the increase in flexibility led to the desired conformer. Due to the linking only in one position the interaction was strongly influenced by its surroundings . To limit this, the urea group was imbedded in an ethylene glycol crown which was fixed in 2,7-position of the acridone core. By this the urea group was structurally fixed close to the carbonyl group and therefore the influence of the surroundings was minimized. This also led to an increase in fluorescence quantum yield up to 83 %. Last a molecule optimized by a combination of substitution and hydrogen bonding was synthesized. This showed fluorescence quantum yields up to 91 %. | |||||||
| Lizenz: |  Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Chemie » Organische Chemie und Makromolekulare Chemie | |||||||
| Dokument erstellt am: | 10.06.2026 | |||||||
| Dateien geändert am: | 10.06.2026 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 02.04.2026 | |||||||
| Datum der Promotion: | 01.06.2026 |
