Supramolecular Ir and Ir-Pt Complexes via Hydrogen Bonding and Heterometalic Assembly = 수소 결합 및 이종 금속 조립을 이용한 초분자 이리듐 및 이리듐-백금 착물에 관한 연구

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study reports the design of iridium(III)-based supramolecular complexes employing two complementary strategies: hydrogen bonding and heterometallic coordination. In the first part, a rectangle-shaped Ir–Pt supramolecule was synthesized via coordination of pyridine groups of an Ir(III) complex with cis- dichlorobis(triethylphosphine)Pt(II). Detailed spectroscopic and crystallographic studies were employed to elucidate its structural characteristics. The introduction of Pt induced a minor bathochromic shift in the emission spectrum. More significantly, the PL quantum yield in PMMA films doubled, rising from 5% (Ir–dppd) to 10% (Ir–Pt). This enhancement is attributed to a reduced nonradiative decay rate resulting from the coordination of pyridyl moieties to the Pt centers. These observations indicate that heterometallic coordination directly influences the optoelectronic behavior. In the second part, pyrazole-based ligands were employed to examine how hydrogen bonding interactions contribute to the structural integrity of supramolecular assemblies and modulate the luminescent behavior. The observed bathochromically shifted emission and prolonged lifetimes in the dinuclear complexes suggest a suppression of nonradiative decay via hydrogen bonding. Moreover, cooperative interactions between metal-ligand coordination bonds and pyrazole-based hydrogen bonding enabled the construction of a stable cage-type supramolecular architecture. These findings demonstrate that the two strategies of hydrogen bonding and heterometallic coordination can simultaneously enhance luminescence properties and structural stability, providing a foundation for the strategic design of highly efficient emissive systems and novel supramolecular motifs.

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 수소 결합과 이종 금속 배위라는 두 가지 전략을 활용한 이리듐(III) 기반 초분자 복합체의 설계를 보고한다. 첫 번째 파트에서는 이리듐(III) 착물의 피리딘 작용기와 cis-dichlorobis(triethylphosphine)Pt(II)의 배위를 통해 직사각형 형태의 Ir–Pt 초분자를 합성하였다. 상세한 분광학적 및 결정학적 분석을 통해 구조적 특성을 규명하였으며, 특히 PMMA 필름 내 PL 양자 효율이 기존 5%(Ir–dppd)에서 10%(Ir–Pt)로 두 배 증가하였음을 관찰하였다. 이는 피리딜 기의 백금 중심 배위로 인해 비복사 감쇄율이 감소했기 때문으로 분석된다. 이러한 결과는 이종 금속 배위가 광전자적 거동에 직접적인 영향을 미침을 시사한다. 두 번째 파트에서는 파이라졸 기반 리간드를 도입하여 수소 결합 상호작용이 초분자 어셈블리의 구조와 발광 특성 조절에 기여하는 방식을 조사하였다. 이핵 착물에서 관찰된 발광의 적색 편이와 발광 수명의 연장은 수소 결합을 통한 비복사 감쇄의 억제를 나타낸다. 나아가, 금속-리간드 배위 결합과 피라졸 기반 수소 결합 사이의 협동적 상호작용을 통해 안정적인 케이지 형태의 초분자 구조를 구축할 수 있었다. 본 연구의 결과는 수소 결합과 이종 금속 배위 전략을 동시에 활용함으로써 발광 특성과 구조적 안정성을 모두 향상시킬 수 있음을 입증하며, 향후 고효율 발광 시스템 및 새로운 초분자 모티프 설계를 위한 전략적 토대를 제공한다.

목차 (Table of Contents)

• 1. Introduction-Two Approaches to Iridium Based on Supramolecular Chemistry -1
• 2. Ir-PtSupramoleculeviaDipyridyl β-diketonate Ligand - 4
• 1) Introduction - 4
• 2) Results and Discussions - 9
• 3) Conclusions - 26
• 4) Experimenta Section - 28
• 3. Selective Syntheis of Ir Supramolecules by Regulating Hydrogen Bonding between Pyrazole Ligands. - 31
• 1) Introduction - 31
• 2) Results and Discussions - 36
• 3) Conclusions - 56
• 4) Experimenta Section - 58
• References - 65
• 국문초록 - 79
• List of Spectra - 81