本文将讲述含5-氨基异喹啉的单核铜(I)配合物的发光性能研究，希望能为为发光二极管发光材料的合成和应用提供一些指导。
简述：5-氨基异喹啉，英文名称：5-Aminoisoquinoline，CAS：1125-60-6，分子式：C9H8N2，外观与性状：黄色至棕色结晶粉末。5-氨基异喹啉主要用作有机合成中间体。
由于铜配合物在太阳能转换、有机发光二极管(OLED)、生物传感器和发光电化学电池等领域的应用前景广阔，因此铜配合物在发光材料领域得到了广泛的研究。在2017年，Kato等人通过简单的固体研磨合成方法制备了四种配体为异喹啉衍生物的单核铜配合物[CuI(PPh3)2L](L为iq=4-异喹啉、4-aiq=4-氨基异喹啉、5-aiq=5-氨基异喹啉和5-niq=5-硝基异喹啉)，并研究了不同配体L在发光中所起的作用。由文中可知，配合物[CuI(PPh3)2L](L=4-aiq)和[CuI(PPh3)2L](L=5-aiq)分别发黄色和橙色光，推测发射光谱来自于L配体的3ππ*激发态，
含5-氨基异喹啉的单核铜(I)配合物的发光性能：
洪兴枝等人采用量子力学与分子力学(QM/MM)的方法深入研究了[CuI(PPh3)2L](PPh3 =triphenylphosphine，L:4-aiq=4-氨基异喹啉、5-aiq=5-氨基异喹啉、5-niq=5- 硝基异喹啉)中不同取代基对配合物结构和光物理性质的影响。洪兴枝等人理论研究了一系列[CuI(PPh3)2L](PPh3=三苯基膦)[L=4-aiq(4-氨基异喹啉)、 5-aiq(5-氨基异喹啉)和5-niq(5-硝基异喹啉)]配合物的电子结构、光谱性质等，为发光二极管发光材料的设计、合成和应用提供一些指导。
（1）具体研究方法：洪兴枝等人对实验中合成的具有不同取代基的单核铜配合物[CuI(PPh3)2L](L=4-aiq、 5-aiq和5-niq)的发光性质进行了全面的研究。根据配体不同，将这一系列铜配合物记作配合物1~3。下图为文中研究的三个配合物的结构。利用DFT和TD-DFT方法结合QM/MM法，研究了这些配合物的基态和激发态的几何结构，电子结构，前线分子轨道和光谱性质，以及计算它们的正向和反向系间窜越速率常数(k ISC和kr ISC)荧光和磷光发射速率常数等。根据计算结果，阐述了这些配合物可能的发光机理，总结不同取代基对分子的光物理质的影响。
（2）主要列举前线分子轨道分析。前线分子轨道的性质和组成对研究光谱性质十分重要。下图和表格列举了配合物2在基态、单重激发态、三重激发态中的部分前线分子轨道成分、能量以及主要轨道性质。
（3）结论：研究结果表明三个铜(I)配合物的最低激发单重态S1和三重态T1主要是由 HOMO→LUMO的电子激发引起的，由于HOMO轨道和LUMO轨道分别由金属Cu与卤素I和异喹啉配体组成，因此吸收光谱的跃迁性质为金属到配体和卤素到配体的电荷转移 (M+X)LCT特征。配合物2的S1和T1之间有适当的自旋轨道耦合，从而ISC和r ISC过程都非常高效。计算得到的系间窜越速率数量级为1011 s-1远大于荧光数量级(106 s-1)，r ISC过程在适宜温度下也能有效发生。因此，异喹啉配体上不同的取代基虽然对单核铜(I)配合物[CuI(PPh3)2L]的几何结构没 有明显影响，但是对电子结构、相关辐射和非辐射速率有明显影响。例如，配合物2和 合物1比较，发射光谱有一定程度红移，并且配合物1的k ISC和kr ISC均比配合物2的快。这也说明通过修饰配体上的取代基，可以影响铜(I)配合物的TADF发光性能。
参考文献：
[1]洪兴枝.几种铜（Ⅰ）配合物的热活化延迟荧光机理的理论研究[D].山西师范大学,2022.DOI:10.27287/d.cnki.gsxsu.2022.001185.
1
