Люминесцентные координационные соединения лантаноидов для светоизлучающих диодов



Люминесцентные координационные соединения лантаноидов для светоизлучающих диодов
Люминесцентные координационные соединения лантаноидов для светоизлучающих диодов
Люминесцентные координационные соединения лантаноидов для светоизлучающих диодов
Люминесцентные координационные соединения лантаноидов для светоизлучающих диодов
Люминесцентные координационные соединения лантаноидов для светоизлучающих диодов
Люминесцентные координационные соединения лантаноидов для светоизлучающих диодов
Люминесцентные координационные соединения лантаноидов для светоизлучающих диодов
Люминесцентные координационные соединения лантаноидов для светоизлучающих диодов
Люминесцентные координационные соединения лантаноидов для светоизлучающих диодов
Люминесцентные координационные соединения лантаноидов для светоизлучающих диодов

 


Владельцы патента RU 2478682:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "КубГУ") (RU)

Изобретение относится к люминесцентным в видимой области спектра комплексным соединениям лантаноидов с органическими лигандами, применяемым в электролюминесцентных устройствах, средствах защиты ценных бумаг и документов от фальсификации и др. Предлагаются новые люминесцентные координационные соединения лантаноидов формулы:

где Ln - Eu3+, Tb3+, Dy3+, Sm3+, Gd3+. Указанные соединения имеют высокую интенсивность люминесценции и значительную термическую устойчивость до 400°С, что позволяет использовать их в современном производстве светоизлучающих диодов. 4 ил., 2 табл.

 

Изобретение относится к люминесцентным в видимой области спектра комплексным соединениям лантаноидов с органическими лигандами, которые применяются в электролюминесцентных устройствах, средствах защиты ценных бумаг и документов от фальсификации (Каткова М.А., Витухновский А.Г., Бочкарев М.Н. // Успехи химии. 2005. Т. 74. №12. С.1193-1215). Это обусловлено тем, что люминесцирующие комплексы лантаноидов являются фосфоресцентными люминофорами, квантовый выход люминесценции у которых может достигать 100%.

При использовании люминофоров, например, в органических светоизлучающих диодах осуществляют послойное термическое напыление люминофора. При этом напыляемые вещества подвергаются значительному нагреву, поэтому помимо высокой интенсивности люминесценции используемые люминофоры должны обладать высокой термической устойчивостью.

Известны фосфоресцирующие люминофоры, представляющие собой различные координационные соединения лантаноидов с карбоксилатными лигандами, такие как трис-салицилаты лантаноидов. Эти координационные соединения имеют малую интенсивность люминесценции (V.Tsaryuk, K.Zhuravlev, V.Zolin, P.Gawryszewska, J.Legendziewicz, V.Kudryashova, I.Pekareva // Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry. 2006. V.177. P.314-323).

Частично, этот недостаток устраняется трис-салицилатами лантаноидов Ln(Sal)3Phen, содержащими дополнительный нейтральный лиганд - 1,10-фенантролин (Phen) (Bing Yan, Hongjie Zhang, Shubin Wang, Jiazuan Ni // Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry. 1998. V.116. P.209-214) общей формулы:

где Ln - Eu3+, Tb3+, Dy3+, Sm3+, Gd3+.

По сравнению с вышеуказанными аналогами, он имеет большую квантовую эффективность люминесценции, а именно в 10 раз. Данный аналог выбран в качестве наиболее близкого аналога - прототипа.

К недостаткам прототипа относится его низкая термическая устойчивость, которая затрудняет его применение в органических светоизлучающих диодах, что обусловлено наличием в его составе 1,10-фенантролина, имеющего температуру плавления 117°С.

Техническим результатом заявляемого изобретения является получение термически устойчивых люминесцирующих координационных соединений для применения в светоизлучающих диодах.

Для достижения технического результата предлагаются люминесцентные координационные соединения лантаноидов, имеющих формулу Ln2(Phdic)3·2H2O, а именно:

где Ln - Eu3+, Tb3+, Dy3+, Sm3+, Gd3+.

В качестве лиганда использовано гетероароматическое основание, содержащее две карбоксильные группы - 1,10-фенантролин-2,9-дикарбоновая кислота (H2Phdic), общей формулы:

Известно, что с лигандом H2Phdic исследовалось комплексообразование в растворе с Eu3+, но не было выделено координационного соединения в твердом виде (Eva F. Gudgin Templeton, Alfred Pollak // Journal of Luminescence, 1989. V.43, P.195-205). Данных о свойствах твердых координационных соединений лантаноидов с 1,10-фенантролин-2,9-дикарбоновой кислотой в литературе не выявлено.

На фигуре 1 представлена термограмма прототипа, на примере Eu(Sal)3Phen; на фигуре 2 - термограмма заявляемого координационного соединения на примере Eu2(Phdic)3·2H2O; на фигуре 3 представлен спектр люминесценции координационного соединения самария Sm2(Phdic)3·2H2O, записанный при комнатной температуре; на фигуре 4 представлена наиболее информативная часть спектра люминесценции координационного соединения европия - Eu2(Phdic)3·2H2O, записанного при комнатной температуре.

Комплексные соединения лантаноидов с 1,10-фенантролин-2,9-дикарбоновой кислотой были получены методом ионного обмена (Гарновский А.Д. Современные аспекты синтеза металлокомплексов. Основные лиганды и методы / А.Д.Гарновский, И.С.Васильченко, Д.А.Гарновский. - Ростов-на-Дону: ЛаПо, 2000. - 335 с.).

Пример конкретного выполнения

Из шестиводного ацетата европия готовили водный раствор с концентрацией 0,048 моль/л, 1,10-фенантролин-2,9-дикарбоновую кислоту массой 0,775 г (2,71*10-3 моль) растворяли в 150 мл спирта. В приготовленный раствор при перемешивании добавляли гидроокись калия до рН 6, а затем постепенно добавляли раствор ацетата европия (9,03*10-4 моль). Осадок отфильтровывали под вакуумом и сушили в вакуумной печи при температуре 90°С и остаточном давлении 20 мм рт.ст. В результате получили люминесцентное координационное соединение Eu2(Phdic)3·2H2O, элементный состав которого приведен в таблице №1.

Аналогично были получены люминесцентные координационные соединения с одним из лантаноидов: Tb3+, Dy3+, Sm3+, Gd3+, представляющие собой устойчивые на воздухе светло-желтые вещества, состав которых отвечает общей формуле: Ln2(Phdic)3·2H2O. Элементный состав полученных соединений представлен в таблице №1.

Таблица №1
Данные элементного анализа полученных люминесцентных координационных соединений
Соединение Выход, % Брутто-формула Элементный состав (найдено/вычислено), %
Ln C N H2O
Eu2(Phdic)3·2H2O 68 C42H22N6O14Eu2 26,24/26,57 43,51/44,06 7,25/7,34 3,55/3,15
Tb2(Phdic)3·2H2O 74 C42H22N6O14Tb2 27,11/27,45 43,02/43,53 7,19/7,25 3,52/3,11
Dy2(Phdic)3·2H2O 51 C42H22N6O14Dy2 27,47/27,90 42,73/43,26 7,14/7,21 3,51/3,09
Sm2(Phdic)3·2H2O 82 C42H22N6O14Sm2 26,03/26,36 43,76/44,18 7,26/7,36 3,56/3,16
Gd2(Phdic)3·2H2O 54 C42H22N6O14Cd2 26,77/27,24 42,95/43,66 7,16/7,28 3,52/3,12

В таблице 2 представлены данные ИК-спектров полученных координационных соединений на спектрометре Инфралюм-02, подтверждающие их индивидуальность.

Таблица 2
Отнесение характеристических полос в ИК-спектрах лиганда H2Phdic и люминесцентных координационных соединений лантаноидов с ним
Отнесение Волновое число, см-1
H2Phdic Gd2Phdic3·2H2O Eu2Phdic3·2H2O Tb2Phdic3·2H2O Sm2Phdic3·2H2O Dy2Phdic3·2H2O
ν(O-H) 3650-2670 3650-2640 3600-3000 3650-2700 3650-2800 3640-2700
ν(C=O) 1738 - - - - -
νas(COO-) - 1638 1638 1633 1638 1634
ν(Cap=N) 1454 1458 1463 1463 1457 1463
νs(COO-) - 1375 1368 1371 1375 1375

В ИК-спектрах комплексных соединений наблюдается исчезновение полос поглощения неионизированной карбоксильной группы ν(C=O) при 1738 см-1 и появление полос поглощения ионизированной карбоксильной группы νas(COO-) и νs(COO-) при 1638 и 1368 см-1 соответственно, что свидетельствует об участии обеих карбоксильных групп в координации с ионом металла.

Представленные на фигурах 1 и 2 термограммы прототипа и заявляемого люминесцентного координационного соединения характеризуют зависимость потери массы вещества от температуры и их термическую устойчивость. Заявляемое вещество имеет большую термическую устойчивость (до 400°С), по сравнению с прототипом (до 180°С), что позволит применять их для изготовления органических светоизлучающих диодов путем послойного термического напыления по используемым в настоящее время технологиям изготовления светоизлучающих диодов.

Из спектров, представленных на фигурах 3 и 4, видно, что предлагаемые координационные соединения интенсивно люминесцируют в видимой области.

На основании изложенного можно сделать вывод о том, что заявляемые соединения выделенные в твердом виде, имеют более высокую термостабильность по сравнению с прототипом, что делает их применимыми для производства органических светоизлучающих диодов.

Таким образом, предлагаемые люминесцентные координационные соединения лантаноидов обладают изобретательским уровнем, являются новыми и перспективными для применения в промышленности.

Люминесцентные координационные соединения лантаноидов, включающие в качестве лиганда 1,10-фенантролин-2,9-дикарбоновую кислоту (H2Phdic) и имеющие общую формулу Ln2(Phdic)3·2H2O, а именно:

где Ln - Eu3+, Tb3+, Dy3+, Sm3+, Gd3+.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к фосфоресцирующим люминофорам, в частности к бесцветным при дневном освещении люминофорам, находящим применение в средствах защиты ценных бумаг и документов от фальсификации, а также в качестве излучающих веществ в электролюминесцентных устройствах.

Изобретение относится к нанотехнологии и может быть использовано для нанесения ультратонких люминесцентных покрытий и для получения маркеров. .

Изобретение относится к металл-полимерному комплексу европия (Eu3+) и (со)поли-(метилметакрилат)-(1-метакрилоил-2-(2-пиридил)-4-карбоксихинолил) гидразина общей формулы ,где n:m:k=80-95,5:20-3,9:0-0,6 мол.%, ММ от 17000 до 24000 Да, Lig - низкомолекулярный лиганд из ряда, включающего дибензоилметан, теноилтрифторацетон, с содержанием ионов Eu3+ от 2,6 до 9,6 масс.%.

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано для производства инфракрасных люминофоров, обладающих при возбуждении излучением в ближнем ИК-диапазоне (0,80-0,82 и 0,90-0,98 мкм).

Изобретение относится к материалам-преобразователям для флуоресцентных источников света. .

Изобретение относится к неорганическим люминесцирующим материалам, которые могут быть использованы в белых источниках света высокой мощности. .

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано в производстве инфракрасных люминофоров, предназначенных для создания на ценных бумагах скрытых машиночитаемых люминесцентных меток.

Изобретение относится к светоизлучающим комбинированным устройствам, содержащим оптически активные композиции на основе Лангасита в сочетании со светодиодами, излучающими в коротковолновой области спектра.

Изобретение относится к фосфоресцирующим люминофорам, в частности к бесцветным при дневном освещении люминофорам, находящим применение в средствах защиты ценных бумаг и документов от фальсификации, а также в качестве излучающих веществ в электролюминесцентных устройствах.

Изобретение относится к новым производным имидазо[4,5-b]пиразина общей формулы или к его фармацевтически приемлемой соли, где R1 представляет собой или арил, незамещенный или замещенный одной из групп: галоген, гидроксил, С1-6 алкил, С1-6алкоксил, NH2, NHC1-6 алкил, NH(C1-6алкил)2, NHC1-6 алкилС1-6алкокси, С1-6алкилгидрокси, -C(O)NH 2, -С(O)ОС1-6алкил, -С(O)NHC1-6алкил, циано, карбокси, гетероарил и гетероциклоалкил; или гетероарил, незамещенный или замещенный одной из групп: C1-6алкокси, гидрокси, -С1-6алкил, NH2 и NHC1-6 алкил; гетероциклоалкил, незамещенный или замещенный одной группой =O; и R2 представляет собой Н; незамещенный С 3-4алкил; С1-4алкил, замещенный С5-6 циклоалкилом, незамещенным или замещенным одной группой, выбранной из амино, гидроксила, C1-6алкокси, или гетероциклоалкилом, незамещенным или замещенным 1-2 группами, выбранными из =O, С 1-6алкила; или С5-6циклоалкил, замещенный одной группой, выбранной из гидроксила, С1-6алкоксила, С 1-6алкилС1-6алкокси, С1-6алкилгидрокси, CONH2; или замещенный или незамещенный гетероциклоалкил; где арил представляет собой ароматическую структуру, состоящую из 6-10 атомов углерода, включающую одно кольцо или два конденсированных кольца; где гетероарил представляет собой 5-10-членную арильную кольцевую систему, содержащую 1-2 гетероатома, выбранные из азота, кислорода и серы; где гетероциклоалкил представляет собой 5-9-членный неароматический циклоалкил, в котором 1-2 гетероатома, выбранных из азота и кислорода; при условии, что соединение не представляет собой 1,3-дигидро-5-фенил-2Н-имидазо[4,5-b]пиразин-2-он.

Изобретение относится к соединениям формулы (I) и (II), обладающих свойством ингибитора протеинкиназ, их фармацевтически приемлемым солям, сольватам и гидратам, а также к их применению и фармацевтической композиции на их основе.

Изобретение относится к замещенным N-фенил-пирролидинилметилпирролидинамидам формулы (I): где R, R1, R2 и R3 являются одинаковыми или различными и, независимо друг от друга, означают Н, (С1-С4)алкил, CF3; R4 означает фенил, циклогексил, пиридинил, фуранил, изоксазолил, хинолинил, нафтиридинил, индолил, бензоимидазолил, бензофуранил, хроманил, 4-оксо-4Н-хроменил, 2,3-дигидробензофуранил, бензо[1,3]диоксолил и 2,5-диоксо-2,3,4,5-тетрагидро-1Н-бензо[е]][1,4]диазепинил; где указанный R4 необязательно один или более раз замещен заместителем, выбираемым из галогена, гидрокси, (C 1-C4)алкила, (C1-C4)алкокси, CF3, гидроксиметила, 2-гидроксиэтиламино, метоксиэтиламида, бензилоксиметила, пиперидинила, N-ацетилпиперидинила, пирролила, имидазолила, 5-оксо-4,5-дигидропиразолила или его фармацевтически приемлемой соли, энантиомеру, диастереомеру.

Изобретение относится к замещенным N-фенилбипирролидинкарбоксамидам формулы (I): где значения R, R1, R 2, R3 и R4 приведены в пункте 1 формулы. .

Изобретение относится к производным (аза)индола формулы I, где значения Т, X1-X 3, R1, Q, Y, J приведены в пункте 1 формулы. .

Изобретение относится к новым пирроло-азотсодержащим гетероциклическим производным формулы (I) или его фармацевтически приемлемым солям: где Х означает C, N; R1, R 2 каждый означает H; R3 означает C1-10 алкил; R4 означает -[(CH2CH(OH)]r CH2NR9R10, -(CH2)nNR9R10; когда Х означает N, R5 отсутствует, R6, R 7, R8 каждый означает H, галоген; когда Х означает С, R5, R6, R7, R8 каждый означает Н, галоген, гидроксиС1-10алкил, С 1-10алкил, фенил, 6-членный гетероарил с одним N, -ОН, -OR9, -NR9R10 , -(CH2)nCONR9R10 , -NR9COR10, -SO2R9 и -NHCO2R10, где указанный фенил является незамещенным или дополнительно замещен одной или более чем одной группой С1-10алкил, С1-10алкоксил, галоген; R9, R10 каждый означает Н, C1-10 алкил, где С1-10алкил является незамещенным или дополнительно замещен одной или более чем одной группой С1-10алкил, фенил, галогенофенил, -ОН, С1-10алкокси, ОН-С 1-10алкил; или R9 и R10 вместе с присоединенным атомом образуют 5-6-членное гетерокольцо, котрое может содержать один О; n равно 2- 6; z равно 1-2; r равно 1-6.

Изобретение относится к новым 2-гетероарил-замещенным производным бензотиофена и бензофурана и терапевтическим применениям таких соединений. .

Изобретение относится к электролитическим способам получения чистого гексаборида лантана. .
Наверх