Síntesis de complejos de iridio(iii) con ligandos carbeno n-heterocíclicos y estudio de las propiedades fotofísicas de los complejos fosforescentes

Zusammenfassung

El trabajo realizado en esta tesis doctoral muestra la síntesis de complejos neutros de iridio(III) con ligandos que contienen al menos una unidad NHC (carbeno N-heterocíclico), incluyendo una vía de entrada a compuestos mononucleares con un ligando tetradentado que posee dos unidades NHC ciclometaladas. Además, se estudian las propiedades fotofísicas de los compuestos fosforescentes preparados. Las reacciones del complejo pentahidruro IrH5(PiPr3)2 con sales de bis-imidazolio, sustituidas con un grupo arilo, susceptibles de comportarse como quelato o puente, muestran la alta tendencia de este pentahidruro a formar especies dinucleares que contienen ligandos puente de tipo C,C-conector-C,C, resultado de la metalación de los grupos NHC y la activación de enlaces arílicos soportada por dichas unidades NHC a distintos centros de iridio. Este comportamiento difiere del mostrado por el polihidruro de osmio relacionado OsH6(PiPr3)2, que reacciona con el mismo tipo de sales bis(aril)-bis(azolio) para formar especies mononucleares conteniendo ligandos pinza-C,C,C y tetradentados-C,C,C,C. Dado que el impedimento estérico de ambos polihidruros es similar, parece que el modo de coordinación de los ligandos generados a partir de procesos de activación de enlaces C-H de las sales de partida depende no sólo de los requerimientos estéricos de los fragmentos metálicos y de los ligandos generados, sino también de las propiedades electrónicas del centro metálico del complejo de partida. A diferencia del pentahidruro de iridio, el dímero [Ir(μ-OMe)(COD)]2 es un buen punto de partida para la formación de complejos mononucleares fosforescentes de iridio(III) que contienen un ligando tetradentado dianiónico bis(N-fenil)-bis(NHC) ortometalado y otro ligando monoaniónico bidentado derivado de fenilpiridina. En contraste con los complejos que contienen dos ligandos independientes Ar-NHC ciclometalados, la estructura de los nuevos compuestos tiene las unidades NHC del ligando tetradentado en disposición cis una con respecto a la otra. La rigidez impuesta por la cadena no sólo cambia la disposición de los átomos dadores en la esfera de coordinación del metal, sino que también produce un incremento de la eficiencia cuántica. Así, estos compuestos al ser fotoexcitados emiten en la región del azul-verde, muestran tiempos de vida cortos (0.6-4.8 μs) y alcanzan rendimientos cuánticos próximos a la unidad. El estudio de las propiedades fotofísicas de una serie de complejos luminiscentes tris-heterolépticos de iridio(III) que contienen una unidad Ar-NHC ciclometalada, un ligando Ar-N-heterocíclico, también ciclometalado, y un grupo acac o un segundo ligando Ar-N-heterocíclico ciclometalado, revela que la emisión se puede ajustar en un amplio rango de longitudes de onda (465-655 nm) mediante la combinación apropiada de sustituyentes en los ligandos. En comparación con los complejos heterolépticos de iridio(III) análogos con dos ligandos iguales C,N ciclometalados, se observa un aumento significativo del rendimiento cuántico de los nuevos emisores con la unidad Ar-NHC y una mejora notable en cuanto a su aplicabilidad en la fabricación de dispositivos OLED. La introducción de un grupo Ar-NHC ortometalado da lugar a mejores eficiencias luminosa y energética en los dispositivos.