Shaanxi BLOOM Tech Co., Ltd. は、中国で 3,4-ジフルオロフェニルボロン酸 cas 168267-41-2 の最も経験豊富なメーカーおよびサプライヤーの 1 つです。ここで私たちの工場から販売する卸売バルク高品質 3,4-ジフルオロフェニルボロン酸 cas 168267-41-2 へようこそ。良いサービスとリーズナブルな価格が利用可能です。
3,4-ジフルオロフェニルボロン酸重要な化学的性質を持つ化合物です。白色から淡黄色の結晶性固体。その化学式は C6H5BF2O2、CAS 168267-41-2 で、相対分子量は 157.91 グラム/モルです。融点は約158〜160℃です。これは、化合物が固体から液体に転移する温度範囲を指します。水への溶解度は比較的低く、約 0.1 ～ 1 g/100 ml です。化学分析の試薬として使用されます。アルコール、ケトン、ハロゲン化炭化水素などの標的化合物の測定または検出に使用できます。これらの分析方法は、製薬業界における環境モニタリング、食品の安全性、品質管理において重要な役割を果たします。化学分析において幅広い用途があります。アルコール、ケトン、ハロゲン化炭化水素、脂肪酸、糖、アミノ酸、バイオマーカーなど、さまざまな標的化合物の分析と検出に使用できます。生成物の反応性と選択性を利用し、適切な分析技術と組み合わせることで、これらの化合物の定量的および定性分析を実現できます。
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C.F |
C6H5BF2O2 |
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E.M |
158 |
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M.W |
158 |
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m/z |
158 (100.0%), 157 (24.8%), 159 (6.5%), 158 (1.6%) |
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E.A |
C, 45.64; H, 3.19; B, 6.85; F, 24.06; O, 20.26 |
3,4-ジフルオロフェニルボロン酸化学分析において幅広い用途があります。重要な試薬として、さまざまな標的化合物の測定や検出に使用できます。
1. アルコールおよびケトンの分析: アルコールおよびケトンとの安定なエステル化生成物を形成できます。この特性は、ガスクロマトグラフィー-質量分析法 (GC-MS) や液体クロマトグラフィー-質量分析法 (LC-MS) などの分析方法で広く使用されています。アルコールやケトンと反応させることにより、検出しやすい誘導体化合物を形成することができ、目的化合物の定量・定性分析が可能です。
2. ハロゲン化炭化水素の分析: カップリング反応を起こして安定なエステル化生成物を生成します。この特性を利用して、ハロゲン化炭化水素の分析と検出が可能です。試験サンプルを生成物と反応させることにより、3,4-ジフルオロフェニルエステルなどの容易に検出可能な誘導体が得られ、GC-MS や LC-MS などのクロマトグラフィー技術を使用した分析が可能になります。
3. 脂肪酸の分析: 脂肪酸は生物の重要な代謝産物であり、脂肪酸を正確に測定することは非常に重要です。脂肪酸メチルエステルとカップリング反応して、検出可能な誘導体を形成することができます。この方法は通常、脂肪酸の定性および定量分析に使用されます。たとえば、ガスクロマトグラフィー-質量分析と誘導反応を組み合わせて使用すると、脂肪酸組成の詳細な分析が可能になります。
4. 糖の分析：糖は食品、生物学、医学などの分野で重要な役割を果たしています。糖と反応して非常に安定したエステル化生成物を形成します。これは糖の分析と検出に広く使用されています。生成物の選択反応を利用することで、各種糖類（グルコース、フルクトース、ラクトースなど）の定性・定量分析が可能です。
5. アミノ酸の分析: アミノ酸は、生体内のタンパク質の基本的な構成要素です。アミノ酸との安定なエステル化生成物を形成することができ、アミノ酸の分析に使用できます。この方法は、高速液体クロマトグラフィーや HPLC などのクロマトグラフィー技術によって分離および検出できます。
6. バイオマーカーの分析: バイオマーカーとは、健康状態、病気の診断、または治療反応に関連する生物内に存在する化学物質を指します。特定のバイオマーカーの誘導体試薬として機能し、その分析において重要な役割を果たします。
実験室での合成方法は、3,4-ジフルオロフェニルボロン酸主に次のステップが含まれます。最初に生成物の中間体を合成し、次に中間体を加水分解して最終生成物を取得します。
ステップ 1: 3,4-ジフルオロベンゼンの取得:
それを合成するには、出発物質として 3,4-ジフルオロベンゼンを入手する必要があります。一般的な合成方法は、フッ素化反応により 3,4-ジフルオロベンゼンを製造することです。
化学反応式:
C6H5F2+Mg → MgF2+C6H4F2
ステップ2: 3,4-ジフルオロベンゼンの芳香族化反応
このステップでは、3,4-ジフルオロベンゼンがアリール化試薬 (フェニルリチウムやブロモベンゼンなど) と反応して、対応する臭化アリールが生成されます。
化学反応式:
C6H4F2+Br2 → C6H3F2Br+HBr
ステップ 3: 臭化物とトリフェニルホスフィン ナトリウムの反応
このステップでは、臭化アリールがトリフェニルホスフィンナトリウムと反応してビアリールホスフィン試薬を形成します。
化学反応式:
C6H3F2Br+NaPPh3 → C6H3F2P（フェー）3+NaBr
ステップ 4: ビスアリールホスフィン試薬のホウ素化反応
このステップでは、ジアリールホスフィン試薬がホウ酸と反応して中間生成物が生成されます。
化学反応式:
C6H3F2P（フェー）3+B(オハイオ州)3 → C6H3F2B（オハイオ州）2P（フェー）3
ステップ5: 中間体の加水分解反応
最終ステップでは、中間体を加水分解して最終生成物を取得します。
化学反応式:
C6H3F2B（オハイオ州）2P（フェー）3+H2O → C6H3F2B（オハイオ州） 2OH+P(Ph)3
以上の合成工程を経て、3,4-ジフルオロフェニルボロン酸を得ることができます。実験室で合成を行う場合は、化学実験操作基準を厳守し、必要な安全対策を講じ、適切な実験装置を使用する必要があることに注意してください。
有機半導体における電子エネルギー準位規制の応用
有機半導体は、軽量、機械的柔軟性に優れ、加工コストが低いという利点があるため、有機発光ダイオード（OLED）、有機太陽電池（OSC）、有機電界効果トランジスタ（OFET）などの光電子デバイスへの幅広い応用が期待されています。-ただし、有機半導体の光電子特性とデバイスの性能は、フロンティア分子軌道エネルギー レベル (最高被占分子軌道 HOMO と最低空軌道 LUMO) および励起状態エネルギー レベル (最初の一重項状態 S1 と最初の三重項状態 T1) に大きく依存します。従来の有機半導体材料では、これらのエネルギーレベルが互いに絡み合っていることが多く、独立した制御を達成することが困難であり、デバイス性能のさらなる向上が制限されています。3,4-ジフルオロフェニルボロン酸(DFPB) はフッ素含有ボロン酸化合物の一種であり、その分子構造内のフッ素原子とボロン酸基の独特な電子的および空間的効果を通じて、有機半導体のエネルギー準位を制御するための新しいアプローチを提供します。{0}
電子エネルギー準位調節の作用メカニズム
HOMO および LUMO エネルギー レベルは、有機半導体材料の電子注入および輸送性能を決定する重要なパラメータです。 DFPB は、その分子構造内のフッ素原子とボロン酸基を通じて、HOMO および LUMO エネルギー準位の位置を効果的に制御できます。
フッ素原子の影響: フッ素原子の強い電気陰性度により、ベンゼン環上の電子雲密度が減少し、HOMO エネルギー準位の減少につながります。一方、LUMOのエネルギー準位は主にベンゼン環のπ * 軌道によって決まるため、フッ素原子の電子吸引効果がLUMOのエネルギー準位に与える影響は比較的小さいです。
したがって、DFPB の導入により、HOMO-LUMO エネルギー ギャップが増加し、材料の電子親和力とイオン化ポテンシャルが向上し、それによって電子の注入と輸送のパフォーマンスが最適化されます。
ボロン酸基の共役効果: ボロン酸基のホウ素原子は、ベンゼン環上の π 電子と π - p 共役系を形成します。これにより、LUMO エネルギー レベルが安定化し、HOMO- LUMO エネルギー ギャップがさらに制御されます。さらに、ボロン酸基は、水素結合や配位結合などの分子間相互作用を通じて分子のスタッキングモードに影響を与え、エネルギー準位構造を間接的に制御できます。
励起状態のエネルギー準位 (S1 および T1) は、有機半導体材料の発光性能と電荷分離効率を決定する重要なパラメータです。 DFPB は、その分子構造内のフッ素原子とボロン酸基を通じて、S1 と T1 のエネルギー準位の位置とエネルギーギャップを効果的に制御できます (Δ E-ST=E-S1-E-T1)。
フッ素原子の影響: フッ素原子の電子吸引効果により、ベンゼン環の π 電子密度が減少し、それによって S1 および T1 エネルギー準位の位置に影響を与える可能性があります。
研究によると、フッ素原子の導入により S1 エネルギー レベルが低下する一方、T1 エネルギー レベルへの影響は比較的小さく、それによって Δ E-ST が減少することが示されています。 Δ E-ST が小さいほど、三重項励起子の一重項励起子への変換が促進され、材料の発光効率と電荷分離効率が向上します。
ボロン酸基の共役効果: ボロン酸基のホウ素原子は、ベンゼン環上の π 電子と π - p 共役系を形成します。これにより、S1 および T1 エネルギー準位が安定化し、Δ E-ST がさらに制御されます。さらに、ボロン酸基は、分子間相互作用を通じて分子のスタッキングモードに影響を与えることにより、励起状態のエネルギー準位構造を間接的に制御できます。
従来の有機半導体材料では、HOMO、LUMO、S1、および T1 のエネルギー準位が絡み合っていることが多く、独立した制御を実現することが困難でした。 DFPB は、そのユニークな分子構造を通じてエネルギーレベルを独立して制御する可能性を提供します。
フッ素原子の選択的制御: フッ素原子の電子吸引効果は主に HOMO および S1 エネルギー レベルに影響を与え、LUMO および T1 エネルギー レベルにはほとんど影響を与えません。したがって、フッ素原子の数と位置を調整することにより、HOMO および S1 エネルギー準位の選択的な制御を達成できます。
ボロン酸基の共役制御: ボロン酸基のホウ素原子は、ベンゼン環上の π 電子と π - p 共役系を形成します。これにより、LUMO および T1 エネルギー レベルが安定化し、それによって LUMO および T1 エネルギー レベルの制御が実現されます。ボロン酸基の構造や位置を調整することで、エネルギー準位調節効果をさらに最適化することができます。
分子間相互作用の相乗的制御: DFPB 分子間の水素結合、配位結合、その他の相互作用は、分子の積層モードに影響を与え、それによってエネルギー準位構造を間接的に制御します。分子間相互作用を設計することにより、エネルギーレベルの相乗的な制御が達成でき、制御の精度がさらに向上します。
有機半導体への応用例
OLED は、有機半導体材料をベースにした発光デバイスであり、自己発光、高コントラスト、広い視野角などの利点があります。{0} DFPB は、OLED 材料のフロンティア分子軌道エネルギー レベルと励起状態エネルギー レベルを制御することにより、OLED の発光効率と安定性を大幅に向上させることができます。
発光層材料: DFPB を OLED 発光層材料に導入すると、HOMO エネルギー レベルが低下し、HOMO-LUMO エネルギー ギャップが増加するため、材料の電子親和力とイオン化ポテンシャルが向上し、電子注入と輸送のパフォーマンスが最適化されます。
一方、DFPB の導入により、Δ E-ST が減少し、三重項励起子の一重項励起子への変換が促進され、材料の発光効率が向上します。たとえば、DFPB 誘導体に基づく OLED デバイスの外部量子効率 (EQE) は 20% 以上で、従来の OLED デバイスよりも大幅に高くなります。
正孔輸送層材料: DFPB は正孔輸送層材料としても機能し、HOMO エネルギー準位を制御することで発光層材料と一致するエネルギー準位を実現し、それにより正孔注入効率を向上させます。研究により、DFPB をベースとした正孔輸送層材料が OLED デバイスの駆動電圧を大幅に低減し、デバイスの安定性と寿命を改善できることが示されています。
OSC は太陽エネルギーを電気エネルギーに変換する有機光電子デバイスで、軽量、柔軟性、大面積製造などの利点があります。{0}} DFPB は、OSC 材料のフロンティア分子軌道エネルギー準位と励起状態エネルギー準位を制御することにより、OSC の光電変換効率を大幅に向上させることができます。
ドナー材料: OSC ドナー材料に DFPB を導入すると、HOMO エネルギー レベルが低下し、HOMO-LUMO エネルギー ギャップが増加するため、材料の開回路電圧 (V_oc) が向上します。
同時に、DFPBの導入により材料の吸収スペクトルが最適化され、太陽光の利用効率が向上します。たとえば、DFPB 派生製品に基づく OSC デバイスは、0.9 V 以上の V_oc と 10% 以上の光電変換効率 (PCE) を達成できます。
レセプター材料: DFPB はレセプター材料としても機能し、LUMO エネルギー レベルを調整することでドナー材料と一致するエネルギー レベルを達成し、それによって電荷分離効率が向上します。研究によると、DFPB をベースとした受容体材料は OSC デバイスの短絡電流 (Jsc) と曲線因子 (FF) を大幅に改善し、PCE をさらに向上させることができます。-
OFET は有機半導体材料をベースとした電界効果トランジスタであり、低消費電力、高集積などの利点があります。- DFPB は、OFET 材料のフロンティア分子軌道エネルギー準位とキャリア移動度を制御することにより、OFET のデバイス性能を大幅に向上させることができます。
半導体層材料: OFET 半導体層材料に DFPB を導入すると、HOMO エネルギー レベルが低下し、HOMO- LUMO エネルギー ギャップが増加するため、材料の空気安定性が向上します。
同時に、DFPB の導入により、材料の分子積層モードが最適化され、キャリア移動度が向上します。たとえば、DFPB 誘導体に基づく OFET デバイスの正孔移動度は 1 cm 2/(V · s) を超え、従来の OFET デバイスよりも大幅に高くなります。
界面修飾材料：DFPBは、分子構造や化学的特性を制御することで電極材料とのエネルギー準位の整合を実現し、キャリア注入効率を向上させる界面修飾材料としても使用できます。研究により、DFPB に基づく界面修飾層が OFET デバイスの接触抵抗を大幅に低減し、デバイスのスイッチング比と安定性を向上できることが示されています。
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