Synthesis, structure and physicochemical properties of new borinic complexes - towards their application in light emitting devices

Chelatowe związki borinowe typu O,N są ważnymi kandydatami do zastosowań jako emitery w urządzeniach emitujących światło. W tej pracy zaprezentowano nowe metody syntetyczne opracowane w celu otrzymania kilku serii świecących heteroleptycznych i homoleptycznych kompleksów borinowych. W tych kompleksach atom boru jest chelatowany przez proste lub sfunkcjonalizowane ligandy O,N (przez 8-hydroksychinoliny albo przez zasady Schiffa). Geometria wokół atomu boru w tych związkach została określona przez techniki NMR albo/oraz przez techniki oparte na dyfrakcji promieni X. Zależność pomiędzy strukturą molekularną, supramolekularną a właściwościami fizykochemicznymi w roztworze i ciele stałym została zbadana. Badania rozszerzono o charakterystykę polimorfów oraz o badania z użyciem wysokich ciśnień. Materiał eksperymentalny został wsparty obliczeniami teoretycznymi prowadzonymi na poziomie teorii DFT. Właściwości przewodnictwa ładunków określono z użyciem teorii Marcusa. Wybrane związki zastosowano jako emitery w diodach organicznych.

Borinic O,N-chelate complexes are important candidates for application in light emitting devices as bright emissive components. In this contribution I would like to present synthetic protocols which have been developed to obtain a few series of luminescent heteroleptic and homoleptic borinic complexes. For those complexes the boron atom is being chelated with a simple or functionalized O,N- ligands (either 8-oxyquinolinate or a Schiff base). The tetrahedral geometry around the boron atom in all compounds was established either by the NMR spectroscopy and/or X-ray diffraction technique. Impact of the molecular and supramolecular structure on the physicochemical properties was evaluated in the solution and in the solid state in order to trace the structure-properties relationship. Study involved evaluation of polymorphs and high-pressure compression of crystal structures. All experimental data is supported by the theoretical calculations at the DFT level of theory. The charge transporting properties of presented compounds were evaluated according to the Marcus theory. Finally, chosen systems were used as green light emitters in organic light emitting diodes.