Solvatochromic effect in absorption and emission spectra of star-shaped bipolar derivatives of 1,3,5-triazine and carbazole. A time-dependent density functional study

Abstract

A series of three star-shaped compounds containing both donor (carbazole) and acceptor (2,4,6-triphenyl-1,3,5-triazine) moieties linked through various linking bridges was studied theoretically at the linear response TD-DFT level of theory to describe their absorption and fluorescence spectra. The concept of a localized charge-transfer excited state has been applied successfully to explain the observed strong solvatochromic effect in the emission spectra of the studied molecules, which can be utilized for the fabrication of color tunable solution-processable OLEDs. The concept is in particularly applicable to donor–acceptor species with a C 3 symmetry point group where the static dipole moment changes dramatically upon electronic excitation. An important peculiarity of the studied molecules is that they are characterized by non-zero values of the HOMO and LUMO orbitals in the same common part of molecular space that provides a large electric dipole transition moment for both light absorption and emission. Graphical abstractStar-shaped C 3 symmetry point group derivatives for color tunable OLEDs Electronic supplementary materialThe online version of this article (doi:10.1007/s00894-017-3234-y) contains supplementary material, which is available to authorized users.

Электронное Строение И Спектры Трифениламинов, Функционализированных Фенилэтинильными Группами

“…1). Это является следствием локализации воз-буждения на одной из " ветвей" звездообразных молекул (в данном случае фрагмент А) вследствие наличия ПЗ-характера состояний S 1 и T 1 [4]. Как следствие, молекулы 1−3 в возбужденном состоянии приобрета-ют биполярную структуру, т. е. становятся сильно по-ляризованными, о чем свидетельствует сильный рост дипольного момента (в среднем на 3 D) в состоянии …”

“…Фактически имеются обширные области (тройная связь и прилегающая N-фенильная группа, рис. 4), на которых эти МО имеют ненулевые коэффициен-ты разложения определенного знака, благодаря чему формируются большие величины дипольного момента перехода [4,[22][23][24].…”

“…Можно предсказать, что ПЗ-природа возбужденного состояния S 1 должна давать Оптика и спектроскопия, 2018, том 124, вып. 1 более сильную сольватохромию в спектрах флуоресцен-ции, наблюдаемую экспериментально для родственных соединений [3,4].…”

“…Звездообразные производные трифениламина на се-годняшний день привлекают значительное внимание исследователей в связи с перспективными оптическими свойствами этих соединений [1][2][3][4][5] и их высокой термо-и электростабильностью [6,7]. Свободный (нефункци-онализированный) трифениламин является оптически " прозрачным" материалом и лишь слабо поглощает электромагнитное излучение в ближнем УФ диапа-зоне (в области 250−340 nm) [8].…”

“…ды) [4,12,13]. Сочетание квантово-химических методов исследования с данными ИК и электронной спектро-скопии позволило нам проанализировать поведение мо-лекул трифениламинов в возбужденном состоянии, а также соотнести наблюдаемые ИК полосы поглощения с конкретными типами колебаний, что является важным инструментом для анализа электронно-колебательных спектров изучаемых соединений.…”