KR100900332B1 - 플루오르 이온 검출을 위한 인광성 이리듐 착체 및 그 합성방법 - Google Patents

플루오르 이온 검출을 위한 인광성 이리듐 착체 및 그 합성방법 Download PDF

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Abstract

디브로모벤젠을 -78℃ THF 용액에서 n-BuLi으로 리튬처리한 후 실온의 THF 용액에서 디메시틸보론 플루오라이드로 처리하여 보릴 페닐 브롬마이드를 생성하고, 이를 다시 2-(tributylstannyl)pyridine과 Pd(PPh3)4와 함께 톨루엔에 용해시켜 환류시키면서 Pd-촉매 Stille 반응을 통하여 킬레이트 리간드로 변형하고, 이를 다시 아르곤(Ar) 포화 상태에서 140 ℃의 2-EtOEtOH:H2O 용액에서 리간드와 IrCl3·xH2O와의 Nonoyama 반응을 통하여 μ-클로라이드-브릿지 Ir(Ⅲ) 다이머(dimer)를 생성한 후, 아르곤(Ar) 포화 상태에서 140 ℃의 2-EtOEtOH 용액에서 탄산나트륨의 도움으로 염소를 2,4-펜탄디온으로 치환시켜 보릴 기-함유 헤테로렙틱(heteroleptic) Ir(Ⅲ) 착체(1)를 얻는다. 본 발명의 이리듐(Ⅲ) 착체(1)는 톨루엔, 이염화클로로포름(CH2Cl2), 디옥산, 아세토니트릴과 같은 일반 유기 용매에 상당히 높은 용해도를 나타낸다.
플루오르 이온 검출, 인광성 이리듐 착체, 음이온 센싱

Description

플루오르 이온 검출을 위한 인광성 이리듐 착체 및 그 합성 방법{Phosphorescent Ir(Ⅲ) Complex with Boryl Group for Selective Fluoride Sensing and Method of Synthesizing Same}
제1도는 본 발명의 이리듐 착체의 UV 대 흡수 적정(UV-vis absorption titration) 실험 결과를 나타내는 그래프이다.
제2도는 본 발명의 이리듐 착체(1)와 플루오라이드 착체(1F)의 HOMO 및 LUMO의 에너지 레벨 도면이다.
제3도는 본 발명의 이리듐 착체(1)와 플루오라이드 착체(1F)의 정규화 인광 스펙트럼이다.
제4도는 인광 선택성을 나타내는 그래프이다.
발명의 분야
본 발명은 인광성 이리듐 착체에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 플루오르 이온을 선택적으로 검출하기 위한 인광성 이리듐 착체 및 그 제조방법에 관한 것이다.
발명의 배경
음이온 센싱(sensing)은 리셉터(receptor)와 구체적인 음이온 분해체 사이에서 결합에 의해 공액된(conjugated) 트랜스미터(transmitter)로부터 나온 트리거(triggered) 신호의 검출을 의미한다. 음이온 중에서 플루오라이드(fluoride) 센싱은 치과적 충치, 골다공증 치료, 음용수 분석 등과 같은 생물학적 및 환경적 분석상의 중요성 때문에 특별한 관심을 끌고 있다.
플루오라이드 센싱을 위한 다양한 방법들이 보고되어 왔는데, 그들 방법으로는 플루오라이드-선택적 전극법(Frant, M.S.; Ross, J.W. Science 1966, 154, 1533), H-결합 교호법(Lee, D.H. et. al. Angrew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 2899), 그리고 최근의 루이스 산-염기 교호법(Chaniotakis, N. A. et. al. Eur. J. Inorg. Chem. 2004, 2283)이 있다. 특히 보론(B) 원자와 플루오라이드 사이에서의 강한 선택적인 루이스 산-염기 교호작용은 높은 효율의 플루오라이드 검출을 가능하게 하였다(Chiu, C.-W.. et. al. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 14248). 나아가 보릴(boryl) 기의 전하-중립성과 수용성 매체 허용성(protic media tolerability)은 다른 리셉터에도 매우 유리하다. 이러한 관점에서, 보릴 리셉터를 이용한 플루오라이드 센서에 대한 연구개발이 흡수색상변화, 형광변화, NMR 스펙트럼 시프 트(shifts), 및 편광 그래픽 반파장 전위 변화(polargraphic half-wave potential changes)에 기초하여 행해져 왔다.
이러한 방법들 중에서, 형광 검출법이 고감도와 큰 스위치 비율(switching ratio) 관점에서 센싱 적용에 가장 유리한 것으로 생각되었다. 실제로, 보릴 기를 갖는 다양한 형광 리셉터에 대하여 효율적이고 선택적인 플루오라이드 센싱이 연구되어 왔다. 그러나, 그 형광은 스캐터링(scattering) 또는 색상사진 불순물에 의한 배경 방사(emission)로 인하여 오염되기 쉽다는 것을 주목해야 한다. 이러한 문제를 해결하기 위한 하나의 좋은 방법이 인광을 이용하는 것인데, 인광 방사는 시간-분해 포착(time-gated acquisition)을 통하여 쉽게 식별된다.
최근에는, 인광 플루오라이드 검출 예가 Melami 등에 의하여 최초로 보고되었는데, 여기서는 77K에서 헤테로 뉴클리어 보론/머큐리 바이덴테이트(bidentate) 루이스 산을 이용하고 있다(Melaimi, M. et al. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 9680). 2-색상 인광 검출뿐만 아니라 상당히 높은 결합 상수가 그들의 연구에서 성공적으로 입증되었다 할지라도, 상온의 용액 상태에서의 용이하고 효율 높은 인광 검출은 실제 적용을 위한 중요한 과제로서 여전히 해결되지 못하고 있다.
본 발명자들은 상온의 용액상태에서 전례 없이 높은 선택성과 감도를 갖는 플루오라이드 검출을 위한 이라듐(Ir)(Ⅲ)-기재 고도 인광 플루오라이드 리셉터를 개발하기에 이른 것이다.
최근에는, 전하-중립 및 대기-안정 트리스킬레이트(trischelated) Ir(Ⅲ) 착체가 상온에서 매우 높은 인광 양자 수율 때문에 많은 관심을 끌고 있다.(Tomayo, A. B. et al. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 7377; You, Y. et al. J. Am. Chem. Soc, 2005, 127, 12438) 이 특성은 그 착체의 트리플(triplet) 여기 상태로부터 효율적인 방사 붕괴를 용이하게 하는 코아 이리듐(Ir) 원자에 의해 제공되는 강한 스핀-오빗(spin-orbit) 커플링에 기인한 것이다. 그래서, 본 발명자들은 이리듐(Ⅲ) 착체의 리간드 구조 속으로 보릴 기를 결합시키면 용액 상태에서 작동할 수 있는 플루오라이드-선택적 인광 센싱 시스템이 가능할 것으로 생각하였다.
그 결과, 본 발명자들은 보릴 기를 갖는 새로운 인광 이리듐(Ⅲ) 착체의 합성법과 그 착체의 특이한 플루오라이드 센싱 거동을 연구하게 된 것이다. 페닐피리딘 리간드 속으로 입체 조밀한(strerically congested) 디메시틸보릴(demesity boryl) 기를 도입함으로써, 본 발명자들은 합성물이 이리듐(Ⅲ) 착체의 인광 변조에 기초한 용액 상태에서의 높은 플루오라이드-선택적 센싱을 성공적으로 달성할 수 있었다.
본 발명의 목적은 상온의 용액상태에서 높은 선택성과 감도를 갖는 플루오라이드 검출을 위한 이라듐(Ir)(Ⅲ)-기재 고도 인광 플루오라이드 리셉터를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상온의 용액상태에서 플루오르 이온을 선택적으로 검출하기 위한 인광성 이리듐 착체 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
발명의 요약
디브로모벤젠을 -78℃ THF 용액에서 n-BuLi으로 리튬처리한 후 실온의 THF 용액에서 디메시틸보론 플루오라이드로 처리하여 보릴 페닐 브롬마이드를 생성하고, 이를 다시 2-(tributylstannyl)pyridine과 Pd(PPh3)4와 함께 톨루엔에 용해시켜 환류시키면서 Pd-촉매 Stille 반응을 통하여 킬레이트 리간드로 변형하고, 이를 다시 아르곤(Ar) 포화 상태에서 140 ℃의 2-EtOEtOH:H2O 용액에서 리간드와 IrCl3·xH2O와의 Nonoyama 반응을 통하여 μ-클로라이드-브릿지 Ir(Ⅲ) 다이머(dimer)를 생성한 후, 아르곤(Ar) 포화 상태에서 140 ℃의 2-EtOEtOH 용액에서 탄산나트륨의 도움으로 염소를 2,4-펜탄디온으로 치환시켜 보릴 기-함유 헤테로렙틱(heteroleptic) Ir(Ⅲ) 착체(1)를 얻는다. 본 발명의 이리듐(Ⅲ) 착체(1)는 톨루엔, 이염화클로로포름(CH2Cl2), 디옥산, 아세토니트릴과 같은 일반 유기 용매에 상당히 높은 용해도를 나타낸다.
이하 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 구체적인 내용을 하기에 상세히 설명한다.
발명의 구체예에 대한 상세한 설명
Yamaguchi 등에 의해 연구된 바와 같이, 디메시틸보릴 기 상에 부여된 높은 입체 특성(steric demand)은 크기-선택성 음이온-보론 결합 교호작용을 가능케 한다.(Yamaguchi et al. J. Am. Chem. Soc. 201, 123, 11372). 본 발명에서는, 하기 반응식에 따라 킬레이트 리간드(chelating ligand) 속으로 디메시틸보릴 기를 도입시킨다.
Figure 112007052994763-pat00001
(a) 1) n-BuLi, THF, -78℃, then 2) dimesitylboron fluoride, THF, room temp.
(b) 2-(Tributylstannyl)pyridine, Pd(PPh3)4, toluene, reflux.
(c) 1) IrCl3·xH2O, 2-EtOEtOH:H2O, 140 ℃, Ar-saturation, 2) 2,4-pentanedione, Na2CO3, 2-EtOEtOH, 140 ℃, Ar-saturation.
위의 반응식에서 보듯이, 디브로모벤젠을 리튬처리한 후 디메시틸보론 플루오라이드로 처리하여 보릴 페닐 브롬마이드가 생성되고, 이는 다시 Pd-촉매 Stille 반응을 통하여 킬레이트 리간드로 변형된다. 다시 리간드와 IrCl3·xH2O와의 Nonoyama 반응을 통하여 μ-클로라이드-브릿지 Ir(Ⅲ) 다이머(dimer)를 생성한다. 마지막으로 본 발명에서는, 탄산나트륨의 도움으로 염소를 2,4-펜탄디온으로 치환시켜 보릴 기-함유 헤테로렙틱(heteroleptic) Ir(Ⅲ) 착체(1)를 얻는다. 본 발명의 이리듐(Ⅲ) 착체(1)는 톨루엔, 이염화클로로포름(CH2Cl2), 디옥산, 아세토니트릴과 같은 일반 유기 용매에 상당히 높은 용해도를 나타낸다.
본 발명의 이리듐 착체(1)의 플루오라이드 검출 성능은, 제1도에 도시된 바와 같이, UV 대 흡수 적정 실험으로 확인되었다. 제1도는 본 발명의 이리듐 착체의 UV 대 흡수 적정(UV-vis absorption titration) 실험 결과를 나타내는 그래프이다.
플루오라이드가 없는 화합물인 본 발명의 이리듐 착체(1)는 그 UV-vis 스펙트럼이 3개의 특별한 피크로 이루어지는데(파장/nm(흡수계수의 로그값) = 267(4.30), 309(4.22) 및 374(4.04)), 이들은 리간드 전하-이동 금속(MLCT) 또는 트리플 리간드-중심 전이에 대응하는 하나의 넓은 밴드(454(3.23))와 함께 싱글 리간드-중심(singlet ligand-centered) 전이와 관련이 있다. 그러나 모든 이들 피크 흡수는 276(4.36) 및 486(3.11) nm 파장에서 새롭게 성장하는 레드-시프트(red-shifted) 흡수 댓가로 이리듐 착체(1)에 테트라부틸암모늄 플루오라이드(TBAF)/THF 용액을 부가함에 따라 감소한다. 특히 레드-시프트 인광 방사에 관련있는 새로운 낮은 에너지 흡수 밴드가 상당한 흡수 계수(486(3.11)를 나타내는데, 이는 낮은 밴드갭(bandgap) Ir(Ⅲ) 착체가 플루오라이드 배위에 의하여 형성된다는 것을 분명히 암시한다.
이리듐 착체(1)가 2개의 보릴 기를 갖기 때문에, 1-대-2 착체(1F)는 이 흡수 변화에 상당한 영향을 미친다. 이 바토크로믹(bathochromic) 시프트의 한 예상되는 반응기구로서, 음전자 플루오라이드를 착화함으로써 착체(1F)의 전방위 오비탈(바람직하게는 LUMO)의 현저한 안정을 생각할 수 있다. 제2도에는 착체(1F)의 DFT 계산결과를 나타낸다. 플루오라이드와 배위결합하기 위한 이리듐 착체(1)의 성능은 UV-vis 흡수 적정 데이터를 이용한 Benesi-Hidebrand 분석을 통하여 확인되었고, 9.17(±0.32)×104 M-1의 결합 상수(K)를 나타내는데, 이는 보릴 기-기재 형광 리셉터에 관한 종전의 연구와 비슷한 값이다.
디메시틸보릴 기에 플루오라이드를 배위시키는 것은 11B NMR(193 MHz) 실험에 의하여 입증되었다. 보론의 화학적 시프트는 특성 B-F 스플릿(splitting) 패턴의 발현과 함께 31.58 ppm (이리듐 착체(1))로부터 0.57 ppm(플루오라이드 착체(1F))까지 이동한다. 나아가, 본 발명에서는 플루오라이드를 향한 이리듐 착체(1)의 높은 결합 친화도를 나타내는, 플루오라이드 착체(1F)로부터 결합되지 않은 보론 피크는 발견되지 않았다.
이리듐 착체(1)와 플루오라이드 착체(1F)는 각각의 광냉광(photoluminescence) 양자 수율이 0.57과 0.38인 밝은 실온 인광을 나타낸다.
제3도는 본 발명의 이리듐 착체(1)와 플루오라이드 착체(1F)의 정규화 인광 스펙트럼이다.
제3도에 도시된 바와 같이, 플루오라이드를 부가할 때, 이리듐 착체(1)의 푸른 녹색 인광(512nm)은 즉시 플루오라이드 착체(1F)의 오렌지색 인광(567nm)으로 변한다. 이는 (0.19, 0.56)에서 (0.46, 0.50)으로 변하는 Commission Internationale de L'Eclairage 배위(coordinates)에 대응하는데, 이것은 인광 칼라메트릭(colometric) 및 레이시오메트릭(ratiometric) 센싱에 아주 좋다.
또한 이리듐 착체(1)와 플루오라이드 착체(1F)의 인광의 수명(τ)은 각각 0.56㎲ 및 1.2㎲ 인데, 이는 즉각적인 배경 형광 방사를 용이하게 제거할 수 있다. 중요한 것은 이리듐 착체(1)의 플루오라이드 선택성이 제4도에 요약된 바와 같이 매우 높게 결정된다는 점이다. 제4도는 인광 선택성을 나타내는 그래프이다.
이리듐 착체(1)는 크기가 큰 할라이드(염소, 브롬 및 요드) 및 다원자 음이온(시아나이드, 티오시아나이드 및 나이트레이트)에 비하여 플루오라이드에 대하여 독점적인 배위를 갖고, 약 1000 배 정도 큰 선택성을 나타낸다. 인광 플루오라이드 센싱에서 이러한 선택성은 이제까지 발표된 것 중에서 가능 높은 수치이다. 이는 1) 보릴 기의 전하 중립성, 2) 입체적으로 조밀한 보론 원자, 3) 강력한 보론-플루오라이드 결합, 및 4) 용액상태에서의 이리듐 착체(1)와 플루오라이드 착체(1F)의 높은 인광 양자 수율로 인한 현저하게 향상된 인광 변화에 기인하는 것이다.
본 발명의 플루오라이드-선택성 디메시틸보릴 기를 갖는 새로운 인광 이리듐(Ⅲ) 착체는 플루오라이드에 대한 1000배 이상의 높은 선택성과, 현저히 향상된 인광 거동(이리듐 착체(1)는 512 nm에서 Φp=0.57, τ=0.56㎲, 플루오라이드 착 체(1F)는 567 nm에서 Φp=0.38, τ=1.2㎲)을 갖고, 그럼으로써 효율적인 칼라메트릭 및 레이시오메트릭 플루오라이드 센싱을 할 수 있다.
본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 구체화 될 것이며 하기의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 목적으로 기재될 뿐이며 본 발명의 보호범위를 한정하거나 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예
상업적으로 이용가능한 원료들을, 달리 설명이 없는 한, 정제하지 않고 사용하였다. 모든 유리용기, 시린지(syringes), 자기 교반 바, 및 니들(needles)은 최소한 4시간 동안 대류 오븐에서 건조시켰다. 반응은 박막 크로마토그래피(TLC)로써 관찰하였다. 상업적 TLC 플레이트(실리카 겔 60F254, Merck Co.)를 현상하여 254 및 365 nm UV광 하에서 스폿(spots)이 나타났고, p-아니스알데히드로 채색하였다. 실리카 겔 60G(입자크기 5-40㎛, Merck Co.)로써 실리카 칼럼 크로마토그래피가 행해졌다.
2-디메시틸보릴브로모벤젠의 합성:
1,3-디브로모벤젠(2.07g, 8.76mmol)의 THF 용액(80mL)을 아르곤(Ar) 분위기에서 교반하고 -78℃로 냉각시켰다. n-BuLi(1.6M in hexane, 5.48mL, 9.03mL)을 상 기 용액에 적가하고, 그 반응 혼합물을 30분간 -78℃로 유지시켰다. THF(20mL) 내의 디메시틸보론 플루오라이드(2.47g, 9.20 mmol)을 시린지로 위 반응 용기에 부가시켰다. 30분 후, 온도를 실온으로 상승시키고, 그 반응 혼합물을 밤새 교반하였다. 농축시키고 실리카 겔 칼럼 정제(n-hexane: EtOAc=49:1)하여 수율 71%의 백색 분말(2.53g, 6.24mmol)을 얻었다: 1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ: 2.01 (s, 12H), 2.30 (s, 6H), 6.82 (s, 4H), 7.21 (t, J=7.6 Hz, 1H), 7.41 (d, J=7.4 Hz, 1H), 7.58 (d, J=7.9 Hz, 1H), 7.61 (s, 1H). 13C NMR (125 MHz, CDC13) δ: 21.39, 21.45, 22.51, 22.63, 23.66, 123.14, 128.32, 128.55, 128.59, 130.04, 134.68, 134.79, 138.48, 138.66, 139.14, 139.32, 141.04, 141.08. HRMS (EI) m/z: calcd for C24H26BBr, 404.1313.Anal. Calcd for C24H26BBr: C, 71.14: H, 6.47. Found: C, 70.97; H, 6.45.
2-(2'-(디메시틸보릴)페닐)피리딘의 합성:
2-디메시틸보릴브로모벤젠(2.40g, 5.92mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0.90g, 0.77mmol), 및 트리-n-부틸스태닐피리딘(4.36g, 11.9mmol)을 톨루엔(60mL)에 용해시켰다. 이 반응 혼합물을 아르곤 분위기에서 2일간 환류시켰다. 농축시키고 실리카 겔 칼럼 정제(n-hexane: EtOAc=30:1)하여 수율 31%의 노란 백색 분말(0.75g, 1.86mmol)을 얻었다: 1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ: 2.02 (s, 12H), 2.30 (s, 6H), 6.82 (s, 4H), 7.17 (t, J=5.0 Hz, 1H), 7.46 (t, J=7.6 Hz, 1H), 7.56 (d, J=7.3 Hz, 1H), 7.60 (d, J=7.9 Hz, 1H), 7.66 (td, J=5.6, 0.3 Hz, 1H), 8.05 (s, 1H), 8.17 (d, J=7.7 Hz, 1H), 8.64 (d, J=3.6 Hz, 1H). 13C NMR (125 MHz, CDCl3) δ: 13.78, 17.48, 21.35, 23.70, 26.96, 28.44, 121.05, 122.16, 128.44, 128.49, 128.77, 129.24, 130.95, 134.49, 136.83, 137.12, 138.90, 138.32, 141.06, 141.87, 146.54, 149.80, 157.88. HRMS (EI) m/z: calcd for C29H30BN, 430.2471; found, 430.2470. Anal. Calcd for C29H30BN: C, 86.35; H, 7.50; N, 3.47 Found: C, 86.21; H, 7.44; N, 3.51.
이리듐(Ⅲ) 비스[2-(2'-(디메시틸보릴)페닐)피리디나토-N,C 2' ]아세틸아세토나토(이리듐 착체(1)) 합성:
이리듐 착체(1)는 2단계 절차에 따라 합성되었다. 2-(2'-(디메시틸보릴)페닐)피리딘(530mg, 1.31mmol) 및 이리듐(Ⅲ) 염화 수화물(Aldrich, 131 mg, 0.438mmol)을 2-에톡시에탄올(32mL)과 물(11mL)의 2-용매시스템에 분산시켰다. Ar 분위기 하에서, 반응 혼합물을 12시간 동안 145℃에서 교반시켰다. 실온으로 냉각한 후에, 노란 침전물을 여과하고, 물(100mL), 에탄올(60mL), 그리고 마지막으로 냉각된 아세톤(20mL)으로 철저히 세척하였다. 침전물을 CH2C12에 용해시키고, 헥산: 톨루엔(10mL: 25mL)의 혼합 용액 내에서 재결정하여 μ-클로라이드-브릿지 이리듐 (Ⅲ) 다이머(미세한 노란색 결정, 318mg, 0.154mmol)를 35%의 수율로 얻었다: 1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ: 1.22 (t, J=7.0, 2H), 1.26 (s, 3H), 1.89 (s, 48H), 2.26 (s, 24H), 3.54 (m, 2H), 3.74 (m, 1H), 5.88 (t, J=7.8 Hz, 2H), 5.92 (d, J=8.0 Hz, 1H), 6.64 (m, 3H), 6.73 (s, 16H), 6.80 (m, 2H), 7.59 (s, 3H), 7.65 (m, 3H), 7.73 (m, 3H), 9.20 (d, J=5.4 Hz, 2H), 9.44 (m, 1H). 13C NMR (125 MHz, CDCl3) δ: 15.37, 21.39, 23.61, 29.59, 29.92, 62.14, 66.80, 71.69, 118.95, 119.05, 122.47, 122.55, 122.81, 128.12, 130.10, 130.20, 130.47, 130.59, 131.82, 131.88, 131.98, 136.59, 136.65, 138.04, 138.05, 138.56, 138.68, 140.94, 142.17, 143.87, 143.96, 144.01, 144.10, 152.08, 153.74, 155.89, 156.33, 156.87, 168.11,168.22, 168.29, 168.39. MALDI-TOF-MS m/z 2102.88 (M+K+), calcd for C116H116B4C12Ir2N4: 2064.77. Anal. Calcd for C116H116B4C12Ir2N4: C, 67.48; H, 5.66;N, 2.71. Found: C, 67.40; H, 5.77; N, 2.84.
잘 건조된 μ-클로라이드-브릿지 이리듐(Ⅲ) 다이머(100mg, 0.0484mmol), 탄산나트륨(51.3mg, 0.484mmol), 및 2.4-펜탄디온 (24.2mg, 0.242mmol)을 2-에톡시에탄올(20mL)에 용해시켰다. 가스제거 후, 반응 용기를 Ar 분위기에 유지시켰다. 온도를 140℃로 상승시키고 반응 혼합물을 3시간 동안 교반시켰다. 냉각된 거친 혼합물을 EtOAc (150mL)에 붓고, 2-에톡시에탄올을 제거하기 위하여 물(100mL × 3회) 로 추출하였다. n-hexane: EtOAc=4:1로 실리카 겔 칼럼 정제하고, 에테르: n-hexane=10mL:40mL에 재침전시켜 노란색 분말(79.4mg, 0.0724mmol)을 75% 수율로 얻었다: 1H NMR δ: 1.82 (s, 3H), 1.93 (br m, 27H), 2.27 (s, 12H), 5.26 (s, 1H), 6.21 (d, J=7.7 Hz, 2H), 6.74 (s, 8H), 7.10 (t, J=6.0 Hz, 2H), 7.65 (m, 6H), 7.71 (d, J=7.9 Hz, 2H), 8.48 (d, J=5.5 Hz, 2H). 13C NMR (125 MHz, CDCl3) δ: 21.39, 23.61, 28.95, 29.92, 100.68, 119.05, 121.68, 128.10, 132.06, 132.90, 137.20, 137.90, 137.99, 140.93, 142.34, 145.07, 148.46, 158.74, 168.52, 185.08. FAB-MS (DIP) m/z 1096 (M+), 997, 595, 403, 154, 136. Anal Calcd for C63H65B2IrN2O2: C, 69.04; H, 5.98; N, 2.56. Found: C, 68.95; H, 6.12; N, 2.56.
특성:
1H 및 13C NMR 스팩트럼을 500 MHz 기구(Bruker, Advance 500)의 CDCl3 내에서 얻었다. 시프트는 ppm으로 기록되었다. 중복도는 s(singlet), d(doublet), t(triplet), td(triplet of doublet), m(multiplet) 및 br(broad)로 나타냈다. 결합상수(J)는 헬즈(Hz)이다. 질량 스팩트럼(MS)은 JEOL, JMS-AX505WA로 얻어졌다. 원소분석(EA)은 CE기구, EA1110으로 행해졌다. 용액 상태의 흡수 스팩트럼은 280nm에서 700nm까지 SHIMAZU UV-1650PC로 기록되었다. 광냉광 스팩트럼은 400∼700nm 범위에서 SHIMAZU RF 5301 PC 스펙트로포토미터로 얻어졌다. Ar-포화 10μmol 용액은 흡수 및 PL 스팩트럼을 측정하기 위하여 제조되었다. 경과하는 PL 측정을 위하여, 이리듐(Ⅲ) 착체의 Ar-포화용액을 함유하는 석영 큐벳을 Ar 분위기 하에서 견고하게 밀봉하였다. 355nm의 여기 펄스가 Q-스위치 Nd: YAG 레이저(Continuum, Surelite)의 제3 하모니 결과로부터 발생되었다. 여기 펄스의 시간은 ca. 6 ns이었다. 방사광은 모노크로메이터 슬릿을 들어가기 전에 조준되었고, 시료를 통과한 후에 600 grooves/㎜ 그레이팅(grating)이 구비된 15㎝ 모노크로메이터(Acton Research, SP150)를 이용하여 분광 분석되었다. 이 분광 분석은 경과하는 광냉광 실험에 대하여 약 3nm이었다. 광신호는 포토멀티플라이어 튜브(PMT)(Hamamatsu, R928)를 통하여 검출되었다. PMT로부터의 출력 신호는 일시적인 프로필 측정을 위하여 500MHz 디지털 저장 오실로스코프(Tektronix, TDS3052)로 기록되었다.
음이온 센싱 시험:
테트라부틸암모늄염인 테트라부틸암모늄플루오라이드(1 M in THF, Aldrich), 테트라부틸암모늄클로라이드(Fluka), 테트라부틸암모늄브로마이드(Fluka), 테트라부틸암모늄요다이드(Fluka), 테트라부틸암모늄시아나이드(Aldrich), 테트라부틸암모늄티아나이드(Aldrich) 및 테트라부틸암모늄니트레이트(Aldrich)를 음이온 센싱 시험에 사용하였다. 통상, 테트라부틸암모늄 음이온 용액(10μmol∼330μmol) 5mL 및 이리듐 착체(1)를 함유하는 10μmol 아세토니트릴 용액 5mL를 시약병에 넣고, 10분 후에 큐벳에 넣는다. 배위 반응이 대기 상태에서 행해졌다. 인광 측정을 위하 여 Ar을 포화시켰다.
본 발명은 상온의 용액상태에서 높은 선택성과 감도를 갖는 플루오라이드 검출을 위한 이라듐(Ir)(Ⅲ)-기재 고도 형광 플루오라이드 리셉터 및 그 인광성 이리듐 착체의 새로운 제조방법을 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (4)

  1. 디브로모벤젠을 -78℃ THF 용액에서 n-BuLi으로 리튬처리한 후 실온의 THF 용액에서 디메시틸보론 플루오라이드로 처리하여 보릴 페닐 브롬마이드를 생성하고;
    상기 보릴 페닐 브롬마이드를 2-(트리부틸스태닐)피리딘 및 Pd(PPh3)4와 함께 톨루엔에 용해시켜 환류시키면서 Pd-촉매 Stille 반응을 통하여 킬레이트 리간드로 변형하고;
    상기 리간드를 아르곤(Ar) 포화 상태에서 140 ℃의 2-EtOEtOH:H2O 용액에서 리간드와 IrCl3·xH2O와의 Nonoyama 반응을 통하여 μ-클로아이드-브릿지 Ir(Ⅲ) 다이머(dimer)를 생성한 후, 아르곤(Ar) 포화 상태에서 140 ℃의 2-EtOEtOH 용액에서 탄산나트륨의 도움으로 염소를 2,4-펜탄디온으로 치환시키는;
    단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 보릴 기-함유 헤테로렙틱(hetero leptic) Ir(Ⅲ) 착체(1)의 제조 방법.
  2. 제1항의 방법에 따라 제조되고 하기 구조식을 갖는 것을 특징으로 하는 보릴 기-함유 헤테로렙틱(hetero leptic) Ir(Ⅲ) 착체(1):
    Figure 112008083121748-pat00006
  3. 삭제
  4. 삭제
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