对位取代吡啶配体磷光环金属铂(II)配合物的合成与光物理性能研究

研究人员针对环金属铂(II)配合物在光电应用中成本高、发光性能调控难的问题，设计了一系列含对位取代吡啶配体的[Pt(p-MeC6H4)(bzq)(4-X-py)]配合物（X=CHO/CN/Me/NMe2）。通过核磁共振、X射线衍射及TD-DFT计算等手段，发现给电子基团（Me/NMe2）显著提升量子产率（QY），且发光机制取决于配体电子特性。该研究为低成本高性能磷光材料开发提供了新思路。

　　

在光电材料领域，环金属铂(II)配合物因其强磷光特性被广泛应用于LED、生物成像等领域。然而，传统含2-(2,4-二氟苯基)吡啶(dfppy)配体的体系成本高昂，且发光性能受配体电子结构影响机制不明确。为此，来自伊朗设拉子大学和伊朗基础科学高等研究院的研究团队设计了一类以廉价7,8-苯并喹啉(bzq)为环金属配体、对位取代吡啶为辅助配体的新型铂(II)配合物，相关成果发表于《Journal of Organometallic Chemistry》。

研究采用核磁共振(NMR)、电喷雾电离高分辨质谱(ESI-HRMS)、单晶X射线衍射、紫外-可见吸收光谱和光致发光光谱等技术，结合时间依赖密度泛函理论(TD-DFT)计算，系统分析了[Pt(p-MeC₆H₄)(bzq)(4-X-py)]系列配合物（X=CHO/CN/Me/NMe₂）的结构与性能关系。

合成与结构表征
通过配体取代反应成功制备了四种对位取代衍生物（1a-4a）及三种甲基位置异构体（3b-3d）。单晶结构显示3a、3d和4a中铂(II)呈典型四方平面配位，苯基与bzq配体间二面角为12.3°-16.5°，证实了共轭体系的有效扩展。

光物理性能
所有配合物在370nm处呈现吸收边界，分为高能区（配体中心跃迁）和低能区（金属-配体电荷转移MLCT）。含给电子基团的3a（Me）和4a（NMe₂）量子产率分别达0.28和0.34，显著高于吸电子基团的1a（CHO，0.03）和2a（CN，0.05）。发射光谱显示，3a-4a为结构化绿光发射（λ_em=520-550nm），而1a-2a为宽谱带黄光发射。

理论计算
TD-DFT计算表明，3a-4a的磷光主要来自bzq配体的³π-π*跃迁，而1a-2a则源于MLCT/金属中心d-d跃迁。电子密度差分析证实给电子基团增强了bzq的电子云密度，从而提升辐射跃迁概率。

该研究创新性地通过廉价配体组合实现了高性能磷光材料开发，阐明了配体电子效应对发光机制的调控规律：给电子基团通过稳定三重态能级和增强bzq的发光贡献，显著提升量子效率。这不仅为OLED（有机发光二极管）材料设计提供了新策略，也为理解金属配合物激发态性质建立了理论模型。研究团队特别指出，对位取代基的电子特性比其位置异构效应（如3a vs 3b-3d）对性能的影响更为关键，这一发现将指导未来功能化配体的理性设计。