Published January 2007 | Version v1
Journal article

Europium, terbium, and ytterbium 3-(3'-triethoxysilylpropyl)pentane-2,4-dionates. Synthesis and the formation of luminescent sol-gel films

  • 1. RAN, Inst. Metalloorganicheskoj Khimii im. G.A. Razuvaeva RAN, Nizhnij Novgorod (Russian Federation)
  • 2. NANB, Inst. Fiziki im. B.I. Stepanova, Minsk (Belarus)
  • 3. Univ. II, Monpel'e (France)

Description

3-(3'-Triethoxysilylpropyl)pentane-2,4-dione, (EtO)3SiCH2CH2CH2C[-C(O)CH3]2 (I), was synthesized from 3-allylpentane-2,4-dione and triethoxysilane in the presence of Speier's catalyst. The silylation occurred mainly at the terminal C atom of the allyl group. The corresponding europium(III), terbium(III), and ytterbium(III) β-diketonates were synthesized from compound I and appropriate metal isopropoxides and used to obtain transparent sol-gel films containing Eu3+, Tb3+, and Yb3+ cations. The film formation was studied by IR spectroscopy. It was found that moisture causes not only the hydrolysis and condensation of triethoxysilyl groups but also the hydration of the cation of the rare-earth metal. When the terbium complex was excited at the wavelength of one of the two peaks (230 and 308 nm) in the excitation spectrum, the cation fluoresced intensely at 491, 547, 585, and 623 nm due to the transitions 5D4 → 7F6, 5D4 → 7F5, 5D4 → 7F4, and 5D4 → 7F3, respectively. All these bands were narrow, the band at 547 nm being most intense. No emission from the organosilicon matrix at 440 nm was observed. The emission spectra of Eu3+-containing films showed, along with the bands at 593, 618, 667, and 700 nm due to the emission from the cation (5D0 → 7F1, 5D0 → 7F2, 5D0 → 7F3, and 5D0 → 7F4 transitions, respectively), an intense band at 491 nm due to the emission from the matrix

Abstract (Russian)

3-(3'-Триэтоксисилилпропил)пентан-2,4-дион, (EtO)3SiCH2CH2CH2C[-C(O)CH3]2 (I), синтезирован из 3-аллилпентан-2,4-диона и триэтоксисилана в присутствии катализатора Спайера. Силилирование протекает преимущественно по концевому атому углерода аллильной группы. β-Дикетонатные комплексы европия(III), тербия(III) и иттербия(III) синтезированы из соединения I и соответствующих изопропилатов РЗМ. На их основе сформированы прозрачные золь-гель пленки, содержащие катионы Eu3+, Tb3+ и Yb3+. Процесс образования пленок исследован методом ИК-спектроскопии. Показано, что под действием влаги происходит не только гидролиз и конденсация триэтоксисилильных групп, но также гидратация катиона РЗМ. В случае комплекса тербия при возбуждении на длине волны, соответствующей одной из двух полос (230 и 308 нм), имеющихся в спектре возбуждения флуоресценции, наблюдается интенсивная флуоресценция катиона: четыре узкие полосы переходов 5D4 → 7F6 (491 нм), 5D4 → 7F5 (547 нм), 5D4 → 7F4 (585 нм), 5D4 → 7F3 (623 нм), из которых наиболее интенсивным является переход 5D4 → 7F5. При этом эмиссия кремнийорганической матрицы в области 440 нм не проявляется. Для пленок, содержащих катионы Eu3+, получены спектры испускания, содержащие наряду с эмиссией от катиона при 593, 618, 667, 700 нм (переходы 5D0 → 7F1, 5D0 → 7F2, 5D0 → 7F3, 5D0 → 7F4) интенсивную полосу при 491 нм от матрицы

Additional details

Additional titles

Original title (Russian)
3-(3ь-Триэтоксисилилпропил)пентан-2,4-дионаты европия, тербия и иттербия. Синтез и образование люминесцирующих золь-гел' пленок

Publishing Information

Journal Title
Koordinatsionnaya Khimiya
Journal Volume
33
Journal Issue
1
Journal Page Range
p. 70-80
ISSN
0132-344X
CODEN
KOKHDC

Optional Information

Notes
19 refs., 9 figs.