2,4,5,6-四(9H-咔唑-9-基)异酞腈
[CAS# 1416881-52-1]

基本信息

• 产品分类: 医药中间体 >> 有机发光二极管材料中间体
• 产品名称: 2,4,5,6-四(9H-咔唑-9-基)异酞腈
• 英文名: 2,4,5,6-Tetra(9H-carbazol-9-yl)isophthalonitrile
• 别名: 2,4,5,6-Tetra-9H-carbazol-9-yl-1,3-benzenedicarbonitrile
• 分子式: C₅₆H₃₂N₆
• 分子量: 788.89
• CAS 登录号: 1416881-52-1
• EC 号码: 863-265-9
• 分子行输入简码SMILES: C1=CC=C2C(=C1)C3=CC=CC=C3N2C4=C(C(=C(C(=C4C#N)N5C6=CC=CC=C6C7=CC=CC=C75)N8C9=CC=CC=C9C1=CC=CC=C18)N1C2=CC=CC=C2C2=CC=CC=C21)C#N

物理化学性质

• 溶解度: 不溶 (7.6E^-11 g/L) (25 °C), 计算值^*
• 密度: 1.32±0.1 g/cm³ (20 °C 760 Torr), 计算值^*

^* 使用计算机软件 Advanced Chemistry Development (ACD/Labs) Software V11.02 (©1994-2015 ACD/Labs)

安全数据

• 危险品标志: GHS07 警告
• 危害标签: H302-H312-H315-H319-H332-H335
• 防护标签: P261-P264-P264+P265-P270-P271-P280-P301+P317-P302+P352-P304+P340-P305+P351+P338-P317-P319-P321-P330-P332+P317-P337+P317-P362+P364-P403+P233-P405-P501

危害分类

危害	分类	类别码	危害标签
特定目标器官毒性—单次接触	STOT SE	3	H335
皮肤刺激	Skin Irrit.	2	H315
急性毒性	Acute Tox.	4	H302
眼刺激	Eye Irrit.	2	H319
急性毒性	Acute Tox.	4	H312
急性毒性	Acute Tox.	4	H332
眼刺激	Eye Irrit.	2A	H319

发现和应用

2,4,5,6-四(9H-咔唑-9-基)间苯二甲腈，分子式为C₅₆H₃₂N₆，是一种以间苯二甲腈为核心，在2,4,5,6位取代有四个咔唑基团的有机化合物。它在有机化学中被公认为有机电子学和光子学领域的关键材料，尤其因其在热活化延迟荧光(TADF)应用中的作用。它的发现和应用已在文献中得到充分证实，这源于咔唑基发色团和缺电子芳香体系的发展。

2,4,5,6-四(9H-咔唑-9-基)间苯二甲腈的发现源于对咔唑衍生物的探索，这一探索始于20世纪初，源于其光物理性质及其在天然产物中的存在。咔唑是一种含氮杂环化合物，因其在有机材料中提供电子和传输空穴的能力而在20世纪中期变得至关重要。21世纪初，随着研究人员致力于设计用于有机发光二极管 (OLED) 的高效TADF分子，将多个咔唑单元连接到吸电子核心（例如间苯二甲腈）上的方法开始受到关注。特定的四取代模式的出现，最大化了供体-受体相互作用，利用电子接受的二氰基核心和提供电子的咔唑，实现了单线态和三线态激发态之间的较小能隙，这是TADF材料的标志。20世纪90年代N-芳基化和交叉偶联技术的进步，使得此类高取代芳烃的精确合成成为可能。

2,4,5,6-四(9H-咔唑-9-基)间苯二甲腈的合成，是通过以N-芳基化为中心的多步骤工艺实现的。一种常见路线是2,4,5,6-四氟间苯二甲腈或2,4,5,6-四氯间苯二甲腈与咔唑在铜或钯催化的Ullmann或Buchwald-Hartwig偶联条件下发生反应。卤代间苯二甲腈前体由间苯二甲腈通过亲电卤化反应合成，确保2,4,5,6-四卤取代。该偶联反应使用催化剂（例如碘化亚铜或醋酸钯），配体（例如1,10-菲咯啉）和碱（例如碳酸钾）将咔唑氮连接到芳环核心上。高温和惰性条件可确保完全取代，形成四咔唑产物。该反应的效率依赖于优化的条件，以克服多个咔唑单元的空间位阻。这些方法以杂环合成和过渡金属催化领域成熟的方案为基础。

2,4,5,6-四(9H-咔唑-9-基)间苯二甲腈的主要应用领域是有机电子器件，尤其是作为OLED中的TADF发光体。该分子的结构设计为四个电子供体咔唑基团环绕一个电子受体二氰基核心，从而形成了一个高效的供体-受体体系。这种结构最大限度地减少了单线态和三线态之间的能量差，实现了反向系间窜越，并允许三线态激子参与荧光发射，最终实现了接近100%的内量子效率。它广泛应用于蓝光和绿光OLED，具有高亮度、色纯度和高能效。由于其巨大的咔唑单元，其热稳定性和形貌稳定性使其适用于真空沉积或溶液处理器件。该化合物也正在有机光伏和荧光传感器领域进行探索，其强大的发射和电荷传输特性在这些领域具有优势。

在学术研究中，该化合物因其光物理性质而被广泛研究，包括TADF机理、激发态动力学和电荷转移特性。其合成促进了高阶N-芳基化和TADF材料设计的进步。该分子在有机溶剂中的高溶解度和稳定的固态形貌使其在柔性电子器件中的应用备受青睐。此外，其在光化学催化和分子探针领域的应用也受到广泛研究，并充分发挥其发射和氧化还原特性。

2,4,5,6-四(9H-咔唑-9-基)间苯二甲腈的重要性在于它作为一种高性能TADF材料，将电子给体咔唑单元与电子受体间苯二甲腈核心结合在一起。它的开发反映了电子给体-受体体系设计和交叉偶联化学领域的进展。通过实现高效、高性能的有机电子器件，它已成为推动材料科学和光子学研究的重要工具。

参考文献

2013. Solvent Effect on Thermally Activated Delayed Fluorescence by 1,2,3,5-Tetrakis(carbazol-9-yl)-4,6-dicyanobenzene. The Journal of Physical Chemistry A, 117(25).
DOI: 10.1021/jp404120s

2015. Organic Semiconductor Electroluminescent Materials. Organic Optoelectronic Materials, 1.
DOI: 10.1007/978-3-319-16862-3_6

2019. A window to trap-free charge transport in organic semiconducting thin films. Nature Materials, 18(12).
DOI: 10.1038/s41563-019-0473-6