Quantum chemical simulation of photophysical properties of organometallic platinum complexes

Abstract

В работе исследуется возможность настройки фотофизических параметров NNC-циклометаллированных комплексов платины (II) при помощи варьирования заместителя на периферии лиганда. Была синтезирована серия комплексов платины (II) с лигандами на основе 6,6’-фенил-2,2’-бипиридинов. В этих лигандах в пара-положение фенильного кольца был введён дополнительный акцепторный (-F) или донорный (-OMe) заместитель. Спектры поглощения и эмиссии этих комплексов были получены экспериментально и рассчитаны квантовохимически. На основании расчетных данных были проанализированы электронные переходы. При попытке синтезировать комплексы с трифенилфосфином, вместо замещения хлорид-иона произошло присоединение двух молекул трифенифосфина и полная перекоординация NNC-лиганда. Квантовохимический расчёт свободной энергии Гиббса показал, что такой путь термодинамически более вероятен. Аналогичные данные были получены и для замещения хлора на метилацетилен и метилизонитрил. Для продуктов обоих путей реакции были смоделированы спектры поглощения и эмиссии, изучены электронные переходы.

In this paper is investigated the possibility of tuning of the photophysical properties of NNC-cyclometalated platinum (II) complexes by varying the substituent at the ligand periphery. A series of platinum (II) complexes with ligands based on 6,6’-phenyl-2,2’-bipyridines was synthesized. In these ligands, an additional acceptor (- F) or donor (- OMe) substituent was entered into the para-position of the phenyl ring. The absorption and emission spectra of these complexes were obtained in the experiment and calculated using quantum chemical methods. Electronic transitions were analyzed based on the calculated data. In trying to synthesize complexes with triphenylphosphine were attached two triphenyphosphine molecules instead of replacing the chloride ion by only one molecule. The NNC-ligand was completely re-coordinated. The quantum chemical calculation of Gibbs' free energy showed that this path is thermodynamically more likely. Similar data were obtained for the substitution of chloride ligand for methyl-acetylene and methyl-isonitrile. Absorption and emission spectra were simulated for the products of both reaction paths and electron transitions were studied.