ИСТИНА

В настоящее время существует ряд практических задач, связанных с разработкой новых органических светоизлучающих диодов, биовизуализацией в лабораторных исследованиях и медицине, а также с приложением люминесцентной сенсорики. Одним из классов соединений, которые могут быть применены для решения всех поставленных задач, являются координационные соединения трехвалентного иона европия с молекулами органического лиганда. Люминесценция иона обусловлена излучательными электронными переходами внутри электронной оболочки этого иона. Лигандное окружение поглощает энергию, падающего света и передает энергию электронного возбуждения на центральный ион через триплетное состояние лиганда. Регулируя процессы переноса энергии внутри лигандного окружения можно добиться повышения эффективности люминесценции комплекса. Известно, что замещение углерода галогеном в ароматическом фрагменте лиганда приводит к возрастанию скорости интеркомбинационной конверсии пропорционально четвертой степени зарядового числа данного атома. Однако, в настоящий момент в литературе практически не представлены данные о влиянии замещения водорода галогеном в ароматических фрагментах 1,3-дикетонных лигандов на спектрально-люминесцентные свойства координационных соединений ионов лантаноидов. Таким образом, цель данной работы установить влияние введения атомов фтора (F), хлора (Cl), брома (Br) и йода (I) в ароматические заместители 1,3-дикетонных лигандов на процессы передачи и релаксации энергии, спектрально-люминесцентные свойства и эффективность люминесценции координационных соединениях иона Eu3+. В качестве объектов исследований былo выбрано четыре комплекса с органическими лигандами из класса 1,3 дикетонов, в заместителе которых два атома водорода замещены двумя тяжелыми атомами с разными зарядовыми числами (F, Cl, Br, I). Дополнительно исследован комплекс с центральным ионом Eu3+ и лигандом Dibenzoylmethane (DBM). Для минимизации процесса тушения люминесценции в качестве вспомогательного электрически нейтрального лиганда выступает 1,10 фенантролин. На рисунке 1 представлены кинетики люминесценций исследуемых соединений на длине волны 612 нм. Рис. 1. Кинетики люминесценции соединений на длине волны 612 нм Экспериментально доказано, что введение атомов галогена действительно влияет на спектрально-люминесцентные свойства координационных соединений. Наиболее эффективную люминесценцию проявляют комплексы, содержащие атомы хлора. Замещение водорода хлором в ароматическом фрагменте лиганда приводит к увеличению квантового выхода на 41 %. При этом время жизни возбужденного состояния значительно возрастает c 414 мкс до 500 мкс. Квантовый выход люминесценции соединения Eu(ClDBM)3Phen достигает 64 %. Установлена прямая зависимость между значением энергии первого возбужденного триплетного состояния лиганда и квантовым выходом люминесценции комплекса. Резкое возрастание квантового выхода хлорсодержащего комплекса относительно остальных можно объяснить наиболее оптимальным энергетическим зазором между первым триплетным уровнем лиганда и резонансным уровнем иона Eu3+. Литература 1. Interpretation of europium(III) spectra Koen Binnemans ∗ KU Leuven, Department of Chemistry, Celestijnenlaan 200F, P.O. Box 2404, B-3001 Heverlee, Belgium 2. K. Binnemans, C. G¨orller-Walrand, On the color of the trivalent lanthanide ions, Chemical Physics Letters (235) (1995) 163–174. 3. S. Faulkner, S. J. A. Pope, B. P. Burton-Pye, Lanthanide Complexes for Luminescence Imaging Applications, Applied Spectroscopy Reviews 40 (2005) 1–31. doi:10.1081/ASR-200038308. 4. J.-C. G. B¨unzli, C. Piguet, Taking advantage of luminescent lanthanide ions, Chemical Society Reviews 34 (12) (2005) 1048. doi:10.1039/b406082m. URL https://doi.org/10.1039/b406082m 5. Sasikumar, D., John, A. T., Sunny, J., & Hariharan, M. (2020). Access to the triplet excited states of organic chromophores. Chemical Society Reviews, 49 (17), 6122-6140.