การสังเคราะห์และศึกษาคุณลักษณะของสารอนุพันธ์แนฟทาลิก แอนไฮไดรด์ เพื่อใช้เป็นสารอินทรีย์ในอุปกรณ์เปล่งแสง

การสังเคราะห์และศึกษาคุณลักษณะของสารอนุพันธ์แนฟทาลิก แอนไฮไดรด์ เพื่อใช้เป็นสารอินทรีย์ในอุปกรณ์เปล่งแสง SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF NAPHTHALIC ANHYDRIDE DERIVATIVES FOR ORGANIC LIGHT EMITTING DIODES นางสาวพรสุดา แทนนะรินทร์ นางสาวมนัสวี กุยลอยทาม นางสาวสุภัทราภรณ์ สารนอก รายงานการวิจัยฉบับนี้เป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาตามหลักสูตรครุศาสตรบัณฑิต สาขาวิชาเคมี คณะครุศาสตร์และคณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏนครราชสีมา 2565

การสังเคราะห์และศึกษาคุณลักษณะของสารอนุพันธ์แนฟทาลิก แอนไฮไดรด์ เพื่อใช้เป็นสารอินทรีย์ในอุปกรณ์เปล่งแสง SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF NAPHTHALIC ANHYDRIDE DERIVATIVES FOR ORGANIC LIGHT EMITTING DIODES นางสาวพรสุดา แทนนะรินทร์ นางสาวมนัสวี กุยลอยทาม นางสาวสุภัทราภรณ์ สารนอก รายงานการวิจัยฉบับนี้เป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาตามหลักสูตรครุศาสตรบัณฑิต สาขาวิชาเคมี คณะครุศาสตร์และคณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏนครราชสีมา 2565

การสังเคราะห์และศึกษาคุณลักษณะของสารอนุพันธ์แนฟทาลิก แอนไฮไดรด์ เพื่อใช้เป็นสารอินทรีย์ในอุปกรณ์เปล่งแสง SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF NAPHTHALIC ANHYDRIDE DERIVATIVES FOR ORGANIC LIGHT EMITTING DIODES นางสาวพรสุดา แทนนะรินทร์ นางสาวมนัสวี กุยลอยทาม นางสาวสุภัทราภรณ์ สารนอก คณะกรรมการที่ปรึกษา ได้พิจารณารายงานการวิจัยฉบับนี้แล้วเห็นสมควรรับเป็นส่วนหนึ่งของ การศึกษาตามหลักสูตรปริญญาครุศาสตรบัณฑิต สาขาวิชาเคมีคณะครุศาสตร์ คณะกรรมการสอบโครงการวิจัย .....................................................ประธานกรรมการ (ดร.สุมิตา บุญแนบ) .....................................................กรรมการ (ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.มะลิวัลย์ สืบศาสนา) .....................................................กรรมการ (ดร.วนิดา ชูหมื่นไวย) .............................................. (ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.กมณชนก วงศ์สุขสิน) ประธานหลักสูตรครุศาสตรบัณฑิต สาขาวิชาเคมี

ก ชื่องานวิจัย การสังเคราะห์และศึกษาคุณลักษณะของสารอนุพันธ์แนฟทาลิก แอนไฮไดรด์ เพื่อใช้เป็นสารอินทรีย์ในอุปกรณ์เปล่งแสง หลักสูตร ครุศาสตรบัณฑิต (เคมี) ผู้วิจัย นางสาวพรสุดา แทนนะรินทร์ นางสาวมนัสวี กุยลอยทาม นางสาวสุภัทราภรณ์ สารนอก อาจารย์ที่ปรึกษา ดร.สุมิตา บุญแนบ สถาบัน มหาวิทยาลัยราชภัฏนครราชสีมา ปีการศึกษา 2565 บทคัดย่อ ทำการสังเคราะห์สาร 4-ไนโตร-1,8-แนฟทาลิก แอนไฮไดรด์กับออกทิลลามีนโดยใช้ปฏิกิริยา การแทนที่ด้วยนิวคลีโอไฟล์ทำให้ได้ผลผลิตคือ 4-ออกทิลลามิโน-1,8-แนพทาลิก แอนไฮไดรด์ซึ่งมี น้ำหนัก 204.7 มิลลิกรัม ได้ผลผลิตร้อยละ 76.49 โดยทำการตรวจสอบโครงสร้างของสารที่สังเคราะห์ได้ โดยใช้โปรตอนนิวเคลียร์แมกเนติกเรโซแนนซ์สเปกโตรสโกปีและแมสสเปกโตรเมทรีนอกจากนี้ ยังทำการศึกษาคุณลักษณะของแสงโดยใช้เทคนิคยูวี- วิสิเบิลสเปกโทรสโกปี ผลปรากฏว่ามีค่า การดูดกลืนแสงสูงสุดอยู่ที่ 278 นาโนเมตร ซึ่งเกิดจากการเปลี่ยนสถานะ - * และค่าการดูดกลืน แสงสูงสุดอยู่ที่ 427 นาโนเมตร เกิดจากการเปลี่ยนสถานะ n - * และได้ค่าช่องว่างระหว่าง แถบพลังงาน 2.51อิเล็กตรอนโวลต์และคุณลักษณะของฟลูออเรสเซนต์ของสารผลิตภัณฑ์ใน ไดคลอโรมีเทน อธิบายโดยใช้เครื่องวัดการเรืองแสงสเปคโตรฟลูออโรมิเตอร์พบว่าให้สเปกตรัม ฟลูออเรสเซนต์ที่474 นาโนเมตร ซึ่งส่งผลให้มีค่าการเปล่งแสงสีเขียวแกมเหลือง สารที่สังเคราะห์ได้ นี้ใช้เพื่อเป็นอุปกรณ์ไดโอดเปล่งแสงสารอินทรีย์

ข SENIOR PROJECT TITLE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF NAPHTHALIC ANHYDRIDE DERIVATIVES FOR ORGANIC LIGHT EMITTING DIODES DEGREE BACHELOR OF SCIENCE (CHEMISTRY) BY MISS PORNSUDA THAENNARIN MISSMANUSAWEE KUYLOYTAM MISS SUPUTTARAPORN SANNOK ADVISOR Dr.SUMITA BOONNAB INSTITUTION NAKHON RATCHASIMA RAJABHAT UNIVERSITY ACADEMIC YEAR 2022 ABSTRACT 4-Octylamino-1,8-naphthalic anhydride was synthesized from the nucleophilic substitution reaction of 4-nitro-1,8-naphthalic anhydride and octylamine in yield of 76.49 % (204.7 mg). The structure of the synthesized substance was investigated using proton nuclear magnetic resonance spectroscopy and mass spectrometry techniques. In addition, the study of optical property with ultraviolet and visible spectroscopy showed absorb transition p - p* maximum at 278 nm and the maximum absorbance at 427 nm, due to the n - p* transition. The energy band gap was 2.51 electron volts. The fluorescence characteristic of the compound in dichloromethane was determined by fluorometer and it was found that fluorescence spectra at 474 nm. The product exhibited greenish-yellow emitting. The synthesized compound can be used as an organics light-emitting diodes device.

ค กิตติกรรมประกาศ รายงานวิจัยฉบับนี้เสร็จสมบูรณ์ได้ด้วยความอนุเคราะห์จาก ดร.สุมิตา บุญแนบ อาจารย์ที่ปรึกษาโครงการวิจัยทางเคมีที่ได้ให้คำปรึกษาในด้านความรู้และปฏิบัติการ และตรวจสอบ ความถูกต้องของการเขียนรายงานเป็นรูปเล่ม ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.มะลิวัลย์ สืบศาสนา และ ดร.วนิดา ชูหมื่นไวย ที่ได้ตรวจและแก้ไขรายงานวิจัยฉบับนี้ให้สมบูรณ์ยิ่งขึ้น รวมทั้งคณาจารย์ ในโปรแกรมวิชาเคมีทุกท่านที่ได้ให้ความรู้ ขอขอบคุณเจ้าหน้าที่ห้องปฏิบัติการโปรแกรมวิชาเคมี ที่ช่วยแนะนำในการใช้เครื่องมือตลอดระยะเวลาการทำงานวิจัย ท้ายนี้ผู้วิจัยใคร่ขอกราบขอบพระคุณบิดา มารดา และครอบครัวซึ่งสนับสนุนในด้านการเงิน และให้กำลังใจต่อผู้วิจัยเสมอมา คณะผู้วิจัยขอขอบพระคุณทุกท่านที่กล่าวมาข้างต้น เป็นอย่างสูง ไว้ ณ โอกาสนี้ที่ช่วยให้งานวิจัยสำเร็จลงได้ด้วยดี พรสุดา แทนนะรินทร์ มนัสวี กุยลอยทาม สุภัทราภรณ์ สารนอก 2565

ง สารบัญ หน้า บทคัดย่อภาษาไทย ก บทคัดย่อภาษาอังกฤษ ข กิตติกรรมประกาศ ค สารบัญ ง สารบัญรูป ฉ สารบัญตาราง ซ บทที่ 1 บทนำ 1.1 ที่มาและความสำคัญของการวิจัย 1 1.2 วัตถุประสงค์ของการวิจัย 2 1.3 ขอบเขตของการวิจัย 2 1.4 นิยามศัพท์เฉพาะ 2 บทที่ 2 เอกสารและงานวิจัยที่เกี่ยวข้อง 2.1 อนุพันธ์แนฟทาลิกแอนไฮไดรด์ (Naphthalic anhydride derivatives) 4 2.2 ปฏิกิริยาการแทนที่ด้วยนิวคลีโอไฟล์ (Nucleophilic Substitution) 4 2.3 ชื่อสารอินทรีย์ 7 2.4 4-Nitro-1,8-naphthalic anhydride 9 2.5 Octylamine 10 2.6 ไดโอดเปล่งแสงสารอินทรีย์ 11 2.7 งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง 16 บทที่ 3 วิธีดำเนินการวิจัย 3.1 เครื่องมือและอุปกรณ์ 21 3.2 สารเคมี 21 3.3 วิธีการทดลอง 22 บทที่ 4 ผลและวิจารณ์ผลการทดลอง 4.1 ผลการวิเคราะห์โครงสร้างทางเคมีของ 4-ออกทิลลามิโน-1,8-แนพทาลิก แอนไฮไดรด์ 27 ด้วยเทคนิค 1H NMR 4.2 ผลการตรวจสอบโครงสร้างทางเคมีของ4-ออกทิลลามิโน-1,8-แนพทาลิก แอนไฮไดรด์ 28 ด้วยเทคนิคแมสสเปกโตรเมทรี(LC - MS) 4.3 ผลการวิเคราะห์คุณลักษณะของแสง 30

จ สารบัญ (ต่อ) หน้า บทที่ 5 สรุปผลการทดลองและข้อเสนอแนะ 5.1 สรุปผลการทดลอง 33 5.2 ประโยชน์ที่ได้รับ 33 5.3 ข้อเสนอแนะ 33 บรรณานุกรม 34 ภาคผนวก ก 39 ภาคผนวก ข 40 ภาคผนวก ค 47 ภาคผนวก ง 50 ภาคผนวก จ 57 ประวัติผู้วิจัย 61

ฉ สารบัญรูป หน้า รูปที่ 2.1 ตัวอย่างการนับตำแหน่งโครงสร้างของสารแอโรมาติก 9 2.2 โครงสร้างของไดโอดเปล่งแสงชนิดอินทรีย์ 11 2.3 หลักการทำงานของไดโอดเปล่งแสงสารอินทรีย์ 12 2.4 โครงสร้าง m-MTDATA และ CuPc 13 2.5 โครงสร้างของ TPD, NPD, TPAC และ carbazole 14 2.6 โครงสร้างของวัสดุในชั้นการเปล่งแสง 14 2.7 โครงสร้างของ Alq3 และ ADN 15 2.8 โครงสร้างอุปกรณ์และแผนผังพลังงาน 16 2.9 โครงสร้างโมเลกุลของ NI, NDI, RDI, และ TDI 17 2.10 โครงสร้างโมเลกุล TADF enantiomers (–)-(R,R)-CAI-DMAC 18 และ (+)-(S,S)-CAI-DMAC 2.11 การสังเคราะห์ของ PXZ-NAI และ PTZ-NAI 19 2.12 การสังเคราะห์อนุพันธ์ของ pyrene-NAI N2Py, BNPy และ N4Py 20 4.1 โครงสรางทางเคมีของ 4-ออกทิลลามิโน-1,8-แนพทาลิก แอนไฮไดรด์ 26 4.2 ผลการวิเคราะหโครงสรางทางเคมีดวยเทคนิค 1H NMR ของสาร 27 4-ออกทิลลามิโน-1,8–แนพทาลิก แอนไฮไดรด์ 4.3 Mass ของสาร 4-ออกทิลลามิโน-1,8-แนพทาลิก แอนไฮไดรด 28 4.4 แสดงการแตกตัวเปนไอออนของสารผลิตภัณฑ์ 29 4.5 แถบการดูดกลืนคลื่นแสงของ 4-Nitro-1,8-naphthalic anhydride (4-NNA) 30 อ้างอิงวัดที่ความยาวคลื่น 200 ถึง 700 นาโนเมตร 4.6 แถบการดูดกลืนคลื่นแสงของ 4-ออกทิลลามิโน-1,8-แนพทาลิก แอนไฮไดรด 30 วัดที่ความยาวคลื่น 250 ถึง 600 นาโนเมตร 4.7การเปล่งแสงฟลูออเรสเซนต์ (λex= 386 นาโนเมตร และ λem= 474 นาโนเมตร) 32 ของสาร 4-ออกทิลลามิโน-1,8-แนพทาลิก แอนไฮไดรด์

ช สารบัญรูป (ต่อ) หน้า รูปภาคผนวก ค ที่ 4.2 ผลการวิเคราะห์โครงสร้างทางเคมี ด้วยเทคนิค 1H NMR 47 ของสาร 4-ออกทิลลามิโน-1,8-แนพทาลิก แอนไฮไดรด์ 4.6 แถบการดูดกลืนคลื่นแสงของ 4-ออกทิลลามิโน-1,8-แนพทาลิก แอนไฮไดรด์ 48 วัดที่ความยาวคลื่น 250 ถึง 600 นาโนเมตร รูปภาคผนวก ง ที่ 1 แสดงการเกิดอันตรกิริยาของสารเคมีกับการแผ่รังสีหรือแสง 50 2 กระบวนการเกิดการกระตุ้น 51 3 การเปล่งแสงเนื่องจากการเปลี่ยนระดับพลังงานของอะตอม 53 4 ส่วนประกอบของเครื่องแมสสเปกโทรมิเตอร์ 56 รูปภาคผนวก จ ที่ 5 เครื่องยูวี - วิสิเบิล สเปกโทรโฟโตมิเตอร์ 57 6 เครื่องสเปกโทร ฟลูออโรมิเตอร์ 57 7 เครื่องนิวเคลียร์แมกเนติกเรโซแนนซ์ 58 8 เครื่องแมสสเปกโตรมิเตอร์ 58 9 เครื่องระเหยสุญญากาศ 59 10 การแยกสารผสมให้บริสุทธิ์และตรวจสอบความบริสุทธิ์ของสาร 59 ด้วยโครมาโทกราฟีแบบคอลัมน์ 11 ทดสอบความบริสุทธิ์ของสารด้วยแผ่นโครมาโทกราฟีแบบแผ่นบาง 60 ที่ความยาวคลื่น 254 นาโนเมตร และ 366 นาโนเมตร

ซ สารบัญตาราง หน้า ตารางที่ 2.1 คำนำหน้าจำนวนคาร์บอน 7 2.2 ตัวอย่างการเรียกชื่อตามหมู่ฟังก์ชัน 8

บทที่ 1 บทนำ 1.1 ที่มาและความสำคัญของการวิจัย ในปัจจุบันเทคโนโลยีที่ก้าวไกลของโลกทำให้อุตสาหกรรมของสินค้าประเภท อิเล็กทรอนิกส์นั้นมีวิวัฒนาการและเกิดการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา ไม่ว่าจะเป็นโทรทัศน์ สมาร์ทโฟนและแท็บเล็ต เริ่มมีการพัฒนาเทคโนโลยีการแสดงผลจอภาพจากเดิมที่ใช้จอภาพผลึกเหลว (Liquid Crystal Display LCD) หรือไดโอดเปล่งแสง (Light-Emitting Diode LED) เริ่มมีการนำมาใช้ จอภาพภาพแบบไดโอดเปล่ งแสงสารอินทรี ย์ (Organic Light-Emitting Diodes; OLEDs) เข้ามาแทนที่มากขึ้น ไดโอดเปล่งแสงสารอินทรีย์เป็นที่น่าสนใจอย่างมากเนื่องจาก เป็นจอภาพที่มีลักษณะคล้ายแผ่นฟิล์ม ที่สามารถเปล่งแสงเองได้ เมื่อถูกกระตุ้นด้วยพลังงานไฟฟ้า เรียกว่า กระบวนการอิเล็กโทรลูมิเนสเซนส์(Electroluminescence; EL) โดยที่ไม่ต้องใช้การเปิดไฟข้างหลัง (Backlight) เหมือนกับจอภาพผลึกเหลว ข้อดีคือ ทำให้สีดำนั้นดำสนิท มีความยืดหยุ่น สามารถโค้งงอได้ มีการตอบสนองที่เร็ว และช่วยประหยัดพลังงาน จึงทำให้มีประสิทธิภาพในการแสดงผลออกมาได้ดีมากยิ่งขึ้น และบางรูปแบบจอนั้นสามารถคุมเฉดสีของแสงที่เปล่ง เป็นโทนสีแดง สีเขียว และสีน้ำเงินได้ นอกจากนี้ ยังรองรับโทนสีที่มีความสดใสมากกว่าจอภาพผลึกเหลวหรือไดโอดเปล่งแสงทั่วไป จากรายงานการศึ กษาที่ ผ่ านมาพบว่ าในปัจจุ บัน ไดโ อดเปล่ งแสงสารอิ น ทรี ย์ มีข้อเสียคือต้นทุนการผลิตสูงกว่าจอภาพผลึกเหลว และไม่กันน้ำสารบางตัวไม่ทนความร้อนและบางตัว อาจจะมีอายุการใช้งานสั้น เพื่อให้ได้อุปกรณ์ที่มีเสถียรภาพ และมีประสิทธิภาพที่สูงขึ้น ทางผู้วิจัย จึงสนใจอนุพันธุ์แนฟทาลิไมด์ จากวัสดุอิเล็กโทรลูมิเนสเซนส์ชนิดต่าง ๆ อนุพันธุ์ 1,8-แนฟทาลิไมด์ มีสมบัติทางกายภาพเชิงแสง (Photophysical) ที่ไม่เหมือนใคร ซึ่งมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในฐานะสีย้อม สีเหลืองสดใส ในเทคโนโลยีเส้นใยสังเคราะห์ด้วยการใช้วัสดุอินทรีย์ที่มีประสิทธิภาพ มีความเป็นไปได้ที่จะได้รับสีต่าง ๆ มากมาย ภายในการเปล่งสารเรืองแสง เมื่อได้พิจารณาถึงคุณสมบัติ ของ1,8-แนฟทาลิไมด์กับกลุ่มที่ให้อิเล็กตรอนได้ดีในตำแหน่งคาร์บอนที่ 4 ส่งผลให้มีสมบัติทางแสง ไฟฟ้า ความร้อน การเปล่งแสงและความส่องสว่างได้ดีมากขึ้น (Kotowicz et al., 2018; Triboni et al., 2015)

2 ในการสังเคราะห์และศึกษาอนุพันธ์ 1,8-แนฟทาลิไมด์สามารถรับอิเล็กตรอนได้ดี กับกลุ่มที่ให้อิเล็กตรอนได้ดีในตำแหน่งคาร์บอนที่ 4 สารประกอบอนุพันธ์เหล่านี้บ่งชี้ความสามารถ ในการส่งอิเล็กตรอนได้ดีในอุปกรณ์ไดโอดเปล่งแสงสารอินทรีย์แสดงให้เห็นว่า สามารถใช้อนุพันธ์ 1,8-แนฟทาลิไมด์ เพื่อสร้างไดโอดเปล่งแสงสารอินทรีย์ที่มีประสิทธิภาพได้ (Gudeika, 2020) ด้วยเหตุนี้ผู้วิจัยจึงสนใจที่จะศึกษาการสังเคราะห์สารเรืองแสงอินทรีย์ของอนุพันธ์แนฟทาลิก แอนไฮไดรด์ โดยทำปฏิกิริยากับอนุพันธ์ของเอมีนจากนั้นทำการตรวจสอบโครงสร้างของสารที่สังเคราะห์ โดยใช้เทคนิค โปรตอนนิวเคลียร์แมกเนติก เรโซแนนซ์สเปกโตรสโกปี (Proton Nuclear MagneticResonance Spectroscopy; 1H NMR) และแมสสเปกโตรเมทรี (Mass Spectrometry; MS ) นอกจากนี้ยังศึกษา คุณสมบัติทางแสง โดยใช้เทคนิคยูวี- วิสิเบิลสเปกโทรสโกปี (UV - VIS Spectroscopy) และฟลูออเรสเซนต์สเปคโตรสโกปี (Fluorescence Spectroscopy) เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพทางแสง ในการพัฒนาไดโอดเปล่งแสงสารอินทรีย์ให้ดียิ่งขึ้น 1.2 วัตถุประสงค์ของการวิจัย 1.2.1 เพื่อทำการสังเคราะห์และศึกษาอนุพันธ์ของแนฟทาลิก แอนไฮไดรด์ 1.2.2 เพื่อศึกษาโครงสร้างของอนุพันธ์ของแนฟทาลิก แอนไฮไดรด์โดยใช้เทคนิคโปรตอนนิวเคลียร์ แมกเนติกเรโซแนนซ์สเปกโตรสโกปีและแมสสเปกโตรเมทรี 1.2.3 เพื่อศึกษาคุณสมบัติทางแสงของอนุพันธ์ของแนฟทาลิก แอนไฮไดรด์โดยใช้เทคนิค ยูวี- วิสิเบิลสเปกโทรสโกปีและฟลูออเรสเซนต์สเปคโตรสโกปี 1.3 ขอบเขตของการวิจัย 1.3.1 ศึกษาการสังเคราะห์สารอนุพันธ์ของ 4-ไนโตร-1,8-แนฟทาลิก แอนไฮไดรด์ 1.3.2 ศึกษาคุณลักษณะของสารอนุพันธ์ของ4-ไนโตร-1,8-แนฟทาลิก แอนไฮไดรด์ที่สังเคราะห์ได้ เพื่อศึกษาคุณสมบัติทางแสง โดยใช้เทคนิคยูวี- วิสิเบิลสเปกโทรสโกปี และฟลูออเรสเซนต์สเปคโตรสโกปี 1.4 นิยามศัพท์เฉพาะ 1.4.1 Organic Light Emitting Diodes (OLEDs) หมายถึง ไดโอดเปล่งแสงสารอินทรีย์ 1.4.2. Highest Occupied Molecular Orbital (HOMO) หมายถึง การจัดเรียงอิเล็กตรอน ในโมเลกุลออร์บิทัลชั้นระดับพลังงานสูงที่สุดที่มีอิเล็กตรอนบรรจุอยู่

3 1.4.3. Lowest Unoccupied Molecular Orbital (LUMO) หมายถึง ชั้นระดับพลังงานต่ำสุด ที่ไม่มีอิเล็กตรอนบรรจุอยู่

บทที่ 2 เอกสารและงานวิจัยที่เกี่ยวข้อง งานวิจัยนี้สนใจที่จะศึกษาการสังเคราะห์สารเรืองแสงอินทรีย์ของอนุพันธ์แนฟทาลิก แอนไฮไดรด์ โดยทำปฏิกิริยากับอนุพันธ์ของเอมีน จากนั้นทำการตรวจสอบโครงสร้างของสารที่สังเคราะห์ โดยใช้เทคนิคโปรตอนนิวเคลียร์แมกเนติก เรโซแนนซ์สเปกโตรสโกปีและแมสสเปกโตรเมทรี นอกจากนี้ยังศึกษาคุณสมบัติทางแสง โดยใช้เทคนิคยูวี-วิสิเบิลสเปกโทรสโกปี และฟลูออเรสเซนต์ สเปคโตรสโกปีเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพทางแสงในการพัฒนาไดโอดเปล่งแสงสารอินทรีย์ให้ดียิ่งขึ้น ซึ่งมีรายละเอียดดังนี้ 2.1 อนุพันธ์แนฟทาลิกแอนไฮไดรด์ (Naphthalic anhydride derivatives) งานวิจัยจำนวนมากจากทั้งเชิงวิชาการและอุตสาหกรรมพบว่า สารอนุพันธ์แนฟทาลิก แอนไฮไดรด์ และ 1,8-แนฟทาลิไมด์ (1,8-naphthalimides) ได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางในกลุ่มวิจัย ต่าง ๆ เนื่องจากความง่ายในการสังเคราะห์ ผลผลิตจากปฏิกิริยาและการปรับคุณสมบัติทางกายภาพ เชิงแสง (Photophysical properties) และทางไฟฟ้า จากความสามารถที่หลากหลายของอนุพันธ์ แนฟทาลิกแอนไฮไดรด์ และ 1,8-แนฟทาลิไมด์ จึงมีความสนใจที่จะนำมาพัฒนาประสิทธิภาพ ของไดโอดเปล่งแสงสารอินทรีย์(Noirbent and Dumur., 2020) 2.2 ปฏิกิริยาการแทนที่ด้วยนิวคลีโอไฟล์(Nucleophilic Substitution) วารุณี ยงสกุลโรจน์ (2541) กล่าวว่าปฏิกิริยาชนิดนี้มีนิวคลีโอไฟล์ทำหน้าที่เป็นรีเอเจนต์ เข้าเกาะกับสารตั้งต้น มีสมการทั่วไปดังนี้ A L Nu A + → Nu L + (1) เมื่อ Nu คือ นิวคลีโอไฟล์ L คือ หมู่หลุด (Leaving group) ปฏิกิริยาการแทนที่ด้วยนิวคลีโอไฟล์ จำแนกได้ตามชนิดของสารตั้งต้นได้ 2 แบบ คือ 2.2.1. ปฏิกิริยาการแทนที่ด้วยนิวคลีโอไฟล์ในสารประกอบแอลิฟาติก (Aliphatic nucleophilic substitution) (2) นิวคลีโอไฟล์ สารตั้งต้น ผลผลิต หมู่หลุด

5 ปฏิกิริยาการแทนที่ด้วยนิวคลีโอไฟล์ในสารประกอบแอลิฟาติก(สมการ 2)มีการ เปลี่ยนแปลงคือพันธะ C L จะแตกหัก ทำให้อิเล็กตรอนทั้งสองของพันธะนี้ติดไปกับหมู่หลุด L นิวคลีโอไฟล์ พาอิเล็กตรอนโดดเดี่ยวมาคู่หนึ่ง ซึ่งนำไปใช้ในการสร้างพันธะใหม่ Nu C ทั้งนิวคลีโอไฟล์และหมู่หลุดอาจเป็นแอนไอออนหรือเป็นโมเลกุล ก็ได้ ดังตัวอย่างต่อไปนี้ (3) ลูกศรใช้เพื่อแสดงทิศทางการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนเท่านั้น จะไม่ใช่ลูกศรแสดงการเคลื่อนที่ของโปรตอน หรือนิวเคลียส นอกจากนั้นจะต้องเข้าใจด้วยว่าส่วนที่เหลือของโมเลกุลจะติดตามอิเล็กตรอนไปด้วย ลูกศรหัวปกติ ใช้แสดงทิศทางการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว ส่วนลูกศรหัวข้างเดียวใช้แสดงทิศทางการเคลื่อนที่ ของอิเล็กตรอนเดี่ยว 1) กลไกปฏิกิริยาการแทนที่ด้วยนิวคลีโอไฟล์ที่คาร์บอนอิ่มตัว แบบ SN1(Substitution Nucleophilic Unimolecular) กลไกแบบ SN1 ขั้นที่ 1 ขั้นที่ 2 (4) ขั้นแรกเป็นการแตกตัวของสารตั้งต้นเป็นขั้นกำหนดอัตราการเกิดปฏิกิริยา ขั้นที่สอง เป็นการทำปฏิกิริยาอย่างรวดเร็วระหว่างคาร์โบแคตไอออนซึ่งเป็นอินเทอร์มีเดียตกับนิวคลีโอไฟล์ 2) กลไกปฏิกิริยาการแทนที่ด้วยนิวคลีโอไฟล์ที่คาร์บอนอิ่มตัว กลไกแบบ SN2 (Substitution Nucleophilic Bimolecular) กลไกแบบ SN2 ประกอบด้วยปฏิกิริยาเพียงขั้นตอนเดียว ไม่มีอินเทอร์มีเดียต ดังสมการ (5) นิวคลีโอไฟล์จะเข้าเกาะกับสารตั้งต้นทางด้านตรงข้ามเป็นมุม 180 องศาเซลเซียสกับหมู่หลุด พันธะใหม่ Nu C กำลังเกิดขึ้นพร้อม ๆ กับการค่อย ๆ แตกพันธะ C L 2.2.2 ปฏิกิริยาการแทนที่ด้วยนิวคลีโอไฟล์ในสารประกอบแอโรมาติก (Aromatic nucleophilic substitution) ปฏิกิริยาการแทนที่ด้วยนิวคลีโอไฟล์ในสารประกอบแอโรมาติกและสารประกอบไวนิลเกิดช้ามาก 1) กลไกปฏิกิริยาแบบ SNAr ปฏิกิริยาการแทนที่ด้วยนิวคลีโอไฟล์ในสารประกอบแอโรมาติก สามารถเกิดขึ้นได้ ถ้ามีหมู่ดึงอิเล็กตรอนแรง ๆ ที่ตำแหน่งออร์โทและพาราของหมู่หลุด ดังตัวอย่าง (6)

6 กลไกแบบ SNAr มี 2 ขั้นตอน ขั้นแรกเป็นปฏิกิริยาการเพิ่มให้อินเทอร์มีเดียตเป็นคาร์แบนไอออน ขั้นที่สอง เป็นปฏิกิริยาการขจัดทำให้ได้วงเบนซีนกลับคืนมา ขั้นที่ 1 (7) ขั้นที่ 2 (8) ที่มา : วารุณี ยงสกุลโรจน์, 2541 2) กลไกการเกิดปฏิกิริยาการแทนที่ด้วยนิวคลีโอไฟล์แบบ SN2 ในการสังเคราะห์ สารอนุพันธ์แนฟทาลิก แอนไฮไดรด์ แสดงดังสมการ นิวคลีโอไฟล์ในปฏิกิริยานี้คือ ออกทิลลามีน จะเข้าเกาะกับสารตั้งต้นทางด้านตรงข้ามคือ 4-ไนโตร-1,8 แนฟทาลิก แอนไฮไดรด์ โดยเข้าไปแทนที่ตำแหน่งหมู่หลุด พันธะใหม่ระหว่าง Nu C ที่คาร์บอนตำแหน่งที่ 4 กำลังเกิดขึ้นพร้อม ๆ กับการค่อย ๆ แตกพันธะระหว่าง C 2 NO เมื่อ Nu คือ ออกทิลลามีน และ NO2คือ หมู่หลุด ได้สารผลิตภัณฑ์เป็น 4-ออกทิลลามิโน-1,8-แนพทาลิก แอนไฮไดรด์ และกรดไนตรัส (Nitrous acid; HNO2 ) ดังสมการที่ 9 (9)

7 2.3 ชื่อสารอินทรีย์ สุธน เสถียรยานนท์(2554) กล่าวว่าการอ่านชื่อสารเคมีให้ถูกต้องนั้นมีความสำคัญ ในบทความนี้ ได้ยกตัวอย่างหลักการอ่านชื่อที่สำคัญ ได้แก่การอ่านชื่อสารอินทรีย์ หมู่ฟังก์ชัน (Functional groups) และการนับตำแหน่งของสารประกอบแอโรมาติก 2.3.1 การอ่านชื่อสารอินทรีย์มีหลักการดังนี้ 1) ชื่อสามัญ (Common name) เปนชื่อที่เรียกทั่วไป ตามแหลงที่พบ สมบัติ 2) ชื่อตามระบบสากล (International Union of Pure and Applied Chemistry; IUPAC) มีหลักการดังนี้ 2.1) เลือกโซคารบอนที่ยาวที่สุดเปนโซหลัก ถามีหมูฟงกชันนัลตองเกาะบนโซ่หลัก 2.2) จํานวนอะตอมคาร์บอนในโซหลักใหใชคํานําหนา ดังนี้ ตารางที่ 2.1 คำนำหน้าจำนวนคาร์บอน จำนวนคาร์บอน คำนำหน้า จำนวนคาร์บอน คำนำหน้า 1 Meth 7 Hept 2 Eth 8 Oct 3 Prop 9 Non 4 But 10 Dec 5 Pent 11 Undec 6 Hex 12 Dodec ที่มา : สุธน เสถียรยานนท์, 2554 3)ลงท้ายชื่อสารเพื่อบอกชนิดของสารนั้น 4) ระบุตำแหน่งที่มีหมู่ฟังก์ชันเกาะเป็นตัวเลขให้มีตัวเลขน้อยที่สุด 5)ถ้ามีหมู่ของอะตอมที่เกาะกับโซ่หลักหรือมีหมู่ฟังก์ชันซ้ำ ให้ใช้คำ ได ไตร เตตระแทนจำนวนหมู่ 2 3 4 หมู่ที่ซ้ำและระบุตำแหน่งคาร์บอน 6) ในกรณีที่มีหลายหมู่ที่แตกต่างกันให้เรียงลำดับตัวอักษรภาษาอังกฤษโดยไม่นับคำนำหน้า เช่น sec tert ยกเว้น cyclo iso neo 7) ในกรณีสารที่เป็นวง ให้เริ่มนับคาร์บอนในวงที่มีหมู่ฟังก์ชันเกาะอยู่เป็นตำแหน่งที่ 1 เสมอ และใช้คำว่า cyclo นำหน้า

8 ตารางต่อไปนี้แสดงหมู่ฟังก์ชันที่พบได้บ่อย ๆ ในวิชาเคมีอินทรีย์สูตรโครงสร้างของหมู่ฟังก์ชัน จะใช้สัญลักษณ์R และ R' แทนกลุ่มของอะตอมใด ๆ ซึ่งโดยทั่วไปแล้วหมายถึงส่วนที่เหลือของ โมเลกุลที่มีหมู่ฟังก์ชันนั้นเป็นส่วนประกอบ 2.3.2 หมู่ฟังก์ชัน ตารางที่ 2.2 ตัวอย่างการเรียกชื่อตามหมู่ฟังก์ชัน ประเภท โครงสร้าง ตัวอย่าง ชื่อ แอลกอฮอล์ (Alcohol) 1-Butanol เอมีน (Amine) 1-Aminopropane แอลคิล แฮไลด์ (Alkyl halide) CH3CH2CH2 CH2 CH2 CH3Br 1-Bromohexane อีเทอร์ (Ether) 1-Methoxypropane แอลดีไฮด์ (Aldehyde) Butanal คีโตน (Ketone) 3-Hexanone กรดคาร์บอกซิลิก (Carboxylic acid) Butanoic acid เอสเทอร์ (Ester) Methyl butanoate กรดแอนไฮไดรด์ (Anhydrideacid) Ethanoic anhydride ที่มา : สุธน เสถียรยานนท์, 2554 2.3.3. การนับตำแหน่งของสารประกอบแอโรมาติก มีหลักการดังนี้ 1) เขียนลำดับของอะตอมคาร์บอนในโซ่หลัก โดยเริ่มจากด้านที่ใกล้กิ่งหรือหมู่ฟังก์ชันมาก ที่สุดก่อนเพื่อให้โซ่กิ่งหรือหมู่ฟังก์ชันนั้นมีตำแหน่งน้อยที่สุด R OH CH CH CH CH 3 2 2 2 OH R NH 2 CH CH CH 3 2 2 NH2 R X R O R' CH3 O CH CH CH 223 3 2 2 O R CH CH CH CH O C H R O C R' 3 2 2 2 3 O CH CH CCH CH CH R O C OH 3 2 2 O CH CH CH C OH R O C OR' 3 2 2 O CH CH CH C OCH3 R O C O O C R' CH3 O C O O C CH3

9 2) ระบุชนิดและจำนวนของหมู่แทนที่ที่เป็นโซ่กิ่งหรือหมู่ฟังก์ชัน โดยการระบุว่าเป็นหมู่ อะไรต่อกับอะตอมคาร์บอนลำดับที่เท่าไรในโซ่หลัก โดยให้หมู่แทนที่ที่เป็นหมู่ฟังก์ชันที่มีอักษรที่มา ก่อนมีตำแหน่งต่ำสุด หลังจากนั้นจึงระบุตำแหน่งของหมู่ต่อไปให้มีค่าต่ำสุด 3) ใช้เครื่องหมาย ( – ) คั่นระหว่างคำนำหน้าที่ไม่เหมือนกันและใช้เครื่องหมายลูกน้ำ ( , ) คั่นระหว่างตัวเลขในกรณีที่มีมากกว่าหนึ่งตัว ถ้ามีหมู่แทนที่สองหมู่หรือมากกว่าสองหมู่ในโซ่คาร์บอน ให้ระบุตำแหน่งของแต่ละหมู่ให้ชัดเจน ไม่ว่าหมู่แทนที่จะเหมือนกันหรือต่างกัน ถ้า 2 หมู่เหมือนกันใช้ คำว่า ได ถ้าหากเป็น 3, 4 และ 5 หมู่ใช้คำว่า ไตร, เตตระ และเพนตะ ตามลำดับ 4) ตัวอย่างการนับตำแหน่งของสารประกอบแอโรมาติก แสดงดังนี้ รูปที่ 2.1 ตัวอย่างการนับตำแหน่งโครงสร้างของสารแอโรมาติก 2.4 4-Nitro-1,8-naphthalic anhydride ชื่อเคมีทั่วไป 4-Nitro-1,8-naphthalic anhydride ชื่ออื่น ๆ 4-Nitronaphthalene-1,8-dicarboxylic anhydride สูตรโมเลกุล C12H5NO5

10 สูตรโครงสร้าง น้ำหนักโมเลกุล 243.17 g/mol (National Center for Biotechnology Information, 2022) 2.5 Octylamine ชื่อเคมีIUPAC Octan-1-amine ชื่อเคมีทั่วไป Octylamine ชื่ออื่น ๆ Octylamine; Octan-1-amine; 1-Aminooctane สูตรโมเลกุล C8H19N สูตรโครงสร้าง น้ำหนักโมเลกุล 129.24 กรัมต่อโมล จุดเดือด 179.6 องศาเซลเซียส จุดหลอมเหลว 0.0 องศาเซลเซียส ความดันไอ 0.97 มิลลิเมตรปรอท ความสามารถในการละลาย 0.32 กรัมต่อลิตร คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี ออกทิลลามีนเป็นของเหลวสีเหลือง มีกลิ่นคล้ายแอมโมเนีย ไม่ละลาย ในน้ำและมีความหนาแน่น น้อยกว่าน้ำ จึงลอยอยู่บนน้ำ เมื่อสัมผัสอาจทำให้ผิวหนัง ตา และเนื้อเยื่อเกิดการระคายเคือง อาจเป็นพิษเมื่อรับประทาน ใช้สำหรับทำเคมีภัณฑ์อื่น ๆ (National Center for Biotechnology Information, 2022)

11 2.6 ไดโอดเปล่งแสงสารอินทรีย์ (OLEDs) ไดโอดเปล่งแสงอินทรีย์จะอาศัยหลักการทางนาโนเทคโนโลยี คือใช้สารอินทรีย์ที่มีคุณสมบัติ ในการเรืองแสงได้มาทำเป็นแผ่นฟิล์มที่บางมาก โดยมีความหนาอยู่ในระดับนาโนเมตร และนำมาต่อเข้ากับ ขั้วไฟฟ้าที่มีความหนาในระดับเดียวกัน เมื่อให้กระแสไฟฟ้าเข้าไปจะเกิดการคายแสงแบบอิเล็กโตรลูมิเนสเซนต์ (Electroluminescence;EL) ทำให้จอแสดงผลที่ได้มีลักษณะบางเบา พกพาได้สะดวก มีความคมชัดเสมือนจริง และประหยัดพลังงาน ในปัจจุบันได้มีการพัฒนาจอแสดงผลแบบไดโอดเปล่งแสงชนิดอินทรีย์อย่างต่อเนื่อง เพื่อให้มีราคาต้นทุนการผลิตที่ต่ำ และมีประสิทธิภาพในการทำงานที่ดีขึ้น ซึ่งในอนาคตอาจจะนำไปพัฒนา เป็นจอภาพที่โค้งงอได้หรือพับเก็บได้ จึงทำให้สามารถพกพาได้อย่างสะดวกมากยิ่งขึ้น โครงสร้างของไดโอดเปล่งแสงชนิดอินทรีย์มีหลายแบบคือ 1) แบบ single layer จะเป็นการต่อชั้นการเปล่งแสง (Emissive layer; EML) เข้ากับแอโนด (Anode) และแคโทด (Cathode) โดยตรง 2) แบบ double layer จะเหมือนกับการต่อแบบชั้นเดียว แต่จะมีชั้นการขนส่งอิเล็กตรอน (Electron transport layer; ETL) อยู่ระหว่างชั้นการเปล่งแสงกับแคโทด หรือมีชั้นการขนส่ง Hole (Hole transport layer; HTL) อยู่ระหว่างชั้นการเปล่งแสงกับแอโนด 3) แบบ multi layer จะเป็นการต่อให้มีชั้นการขนส่งอิเล็กตรอนอยู่ระหว่างชั้นการเปล่งแสง กับแคโทด และมีชั้นการขนส่ง Hole อยู่ระหว่างชั้นการเปล่งแสงกับแอโนด โดยแบบที่นิยมมากที่สุด ก็คือแบบที่เป็น multi layer โครงสร้างของไดโอดเปล่งแสงสารอินทรีย์ในแบบต่าง ๆ แสดงดังรูปที่ 2.2 รูปที่ 2.2 โครงสร้างของไดโอดเปล่งแสงชนิดอินทรีย์ ที่มา : ศศิวิมล ไกรทอง, 2013 หลักการทำงานของไดโอดเปล่งแสงสารอินทรีย์ หลักการทำงานของไดโอดเปล่งแสงชนิดสารอินทรีย์ เมื่อต่อวงจรไฟฟ้าเข้าไปยังขั้วไฟฟ้าทั้งสอง ประจุบวกหรือ hole จะเคลื่อนที่จากขั้วไฟฟ้าบวก (แอโนด) เข้าไปในระดับชั้นพลังงานที่มีอิเล็กตรอน บรรจุอยู่ (HOMO) ในขณะที่ประจุลบหรืออิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่จากขั้วไฟฟ้าลบ (แคโทด) เข้าไปยัง

12 ระดับชั้นพลังงานที่ว่างเปล่า (LUMO) อิเล็กตรอน และ Hole จะถูกฉีดจากแคโทดและแอโนดเข้าไป ในชั้นอินทรีย์ โดยชั้นการฉีดอิเล็กตรอน (Electron injection layer; EIL) และชั้นการฉีด Hole (Hole injection layer; HIL) ถูกจับคู่ระหว่างแคโทดและแอโนด อิเล็กตรอนและ Hole จะถูกฉีด เข้าไปในชั้นการขนส่งอิเล็กตรอนและชั้นการขนส่ง Hole หลังจากนั้นอิเล็กตรอนและ Hole จะย้าย เข้าสู่ชั้นการขนส่งอิเล็กตรอนและชั้นการขนส่งของ Hole เมื่ออิเล็กตรอนและ Hole ถูกกระตุ้น จะเกิดการเคลื่อนที่โดยการกระโดดเข้าไปสู่ชั้นการเปล่งแสง หลังจากนั้นประจุลบและประจุบวก จะเกิดการรวมตัวกันที่ชั้นการเปล่งแสง ซึ่งรวมกันเป็น exciton ทำให้เกิดการเปล่งแสง และสีของแสง ขึ้นอยู่กับชนิดของโมเลกุลอินทรีย์ในชั้นการเปล่งแสง กลไกการเปล่งแสงจากอุปกรณ์ไดโอดเปล่งแสง สารอินทรีย์แสดงในรูปที่ 2.3 รูปที่ 2.3 หลักการทำงานของไดโอดเปล่งแสงสารอินทรีย์ ที่มา : Uerb-im, 2015 วัสดุที่ใช้สำหรับไดโอดเปล่งแสงสารอินทรีย์ในชั้นต่างๆ 1) วัสดุรองพื้น (Substrate) พื้นผิวเป็นส่วนประกอบที่จำเป็นของอุปกรณ์หรือจอแสดงผล สภาพพื้นผิวควรมีความโปร่งใส ความหยาบต่ำ พื้นผิวสูง ความเรียบสูง มีความเสถียรตามสัดส่วนที่อุณหภูมิแปรรูปและมีความทนทาน ต่อ HNO3 , HF, NaOH สูง โดยทั่วไปแล้วจะใช้แก้วสำหรับเป็นพื้นผิว เนื่องจากมีความ คงทน และมีอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วสูง (Glass transition temperature; Tg ) นอกจากนี้แล้ว แผ่นพลาสติก เช่น พลาสติกใส หรือฟอยล์โลหะ ซึ่งมีความโปร่งใสสามารถนำมาใช้เป็นพื้นผิวได้เช่นกัน 2) วัสดุแอโนด (Anode materials) วัสดุที่ใช้เป็นขั้วแอโนดในไดโอดเปล่งแสงสารอินทรีย์ควรมีความโปร่งใสสูง สำหรับฉีด Hole เข้าไป ในชั้นอินทรีย์และควรมีค่าการนำไฟฟ้าสูง เพื่อให้อุปกรณ์มีประสิทธิภาพสูง อินเดียมทินออกไซด์ (Indium Tin Oxide; ITO) นิยมถูกนำใช้เป็นวัสดุแอโนด (Han et al., 2012 as cited in Uerb-im, 2015)

13 3) ชั้นการฉีด Hole ชั้นการฉีด Hole นี้ทำหน้าที่ ฉีด Hole จากขั้วบวกไปยังชั้นการเปล่งแสง วัสดุที่ใช้ควรมี ความคล่องตัวสูง มีความสามารถในการปิดกั้นอิเล็กตรอน และมีอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วสูง ตัวอย่างของวัสดุ ได้แก่ 4,4´,4-tris(3-methylphenylphenylamino) triphenylamine (m-MTDATA) และ copper phthalocyanine (CuPc) (Han et al., 2012 as cited in Uerb-im, 2015) รูปที่ 2.4 โครงสร้าง m-MTDATA และ CuPc ที่มา : Uerb-im, 2015 4) ชั้นขนส่ง Hole วัสดุที่นำมาใช้เป็นชั้นขนส่ง Hole ในไดโอดเปล่งแสงสารอินทรีย์ควรมีศักยภาพในการแตกตัว เป็นไอออนต่ำ สัมพรรคภาพอิเล็กตรอนต่ำ และมีการเคลื่อนที่ของ Hole ที่สูง ชั้นขนส่ง Hole จะทำหน้าที่ ช่วยในการส่งผ่าน hole ไปที่ชั้นการเปล่งแสง มักใช้สารจําพวก 1,1´-biphenyl-4,4´-diamine(TPD), N´-bis(1-naphthylphenyl)-1,1´-biphenyl-4,4´-diamine(NPB),1,10-bis(di-4-tolylaminophenyl) cyclohexane (TAPC), CBP และ CDBP (Han et al., 2012 as cited in Uerb-im, 2015)

14 รูปที่ 2.5 โครงสร้างของ TPD, NPD, TPAC และ carbazole ที่มา : Uerb-im, 2015 5) ชั้นการเปล่งแสง ชั้นการเปล่งแสงตั้งอยู่ระหว่างชั้นขนส่ง Holeและขนส่งอิเล็กตรอน ซึ่งจะเกิดการรวมตัวของ hole และอิเล็กตรอน ทำให้เกิดการคายแสง โดยเกิดผ่านกระบวนการอิเล็กโตรลูมิเนสเซนต์การคายแสงออกมา เป็นแม่แสงสีต่าง ๆ นั้น จะเกิดจากช่องว่างระหว่างแถบพลังงาน ระหว่าง HOMO และ LUMO ของสาร และเปล่งแสงออกมาในบริเวณที่มองเห็นได้ วัสดุที่ใช้ในชั้นการเปล่งแสงนี้ทำจากโมเลกุลอินทรีย์หรือโพลีเมอร์ หรือเดนไดรเมอร์ที่มีประสิทธิภาพสูงซึ่งจะมีอายุการใช้งานและความบริสุทธิ์ของสีสูง วัสดุที่ใช้ในชั้นการเปล่งแสง ควรมีอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วสูง ตัวอย่างของวัสดุที่ใช้ในการเปล่งแสง ได้แก่ โมเลกุลอินทรีย์ โพลีเมอร์ และเดนไดรเมอร์(Han et al., 2012 as cited in Uerb-im, 2015) รูปที่ 2.6 โครงสร้างของวัสดุในชั้นการเปล่งแสง ที่มา : Uerb-im, 2015

15 6) ชั้นขนส่งอิเล็กตรอน ทำหน้าที่ช่วยในการส่งผ่านอิเล็กตรอนไปยังชั้นการเปล่งแสง วัสดุที่ใช้ในชั้นนี้ควรมีคุณสมบัติ ของการขนส่งอิเล็กตรอนที่ดี และคุณสมบัติการปิดกั้น Hole มีการแตกตัวเป็นไอออนสูง ตัวอย่าง ของวัสดุที่ใช้ในชั้นขนส่งอิเล็กตรอน ได้แก่ aluminium tris-8-hydroxyquinoline (Alq3 ) และ 9,10-di-(2-napthyl)-antracene (ADN) (Han et al., 2012 as cited in Uerb-im, 2015) รูปที่ 2.7 โครงสร้างของ Alq3 และ ADN ที่มา : Uerb-im, 2015 7) ชั้นการฉีดอิเล็กตรอน ชั้นการฉีดเล็กตรอนนี้ ทำหน้าที่ฉีดอิเล็กตรอนจากแคโทดไปยังชั้นการเปล่งแสง ตัวอย่าง ของวัสดุที่ใช้ ได้แก่ MgO, CsF และ NaCl (Han et al., 2012 as cited in Uerb-im, 2015) 8) วัสดุแคโทด (Cathode materials) หน้าที่ของแคโทด คือฉีดอิเล็กตรอนเข้าไปในชั้นการเปล่งแสง ตัวอย่างของวัสดุที่ใช้ ได้แก่ ลิเธียม แคลเซียม และแมกนีเซียม (Han et al., 2012 as cited in Uerb-im, 2015)

16 2.7 งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง Bezvikonnyi et al. (2018) ได้ศึกษา Pyrenyl ที่แทนที่อนุพันธ์1,8-แนฟทาลิไมด์ ImPy ถูกสังเคราะห์โดยใช้ปฏิกิริยาSuzuki– Miyaura cross-coupling สารประกอบนี้พบว่าสามารถขึ้นรูปวัสดุ ที่มีอุณหภูมิเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว 57 องศาเซลเซียส ศักยภาพการแตกตัวเป็นไอออน ของสารประกอบที่สร้างขึ้นโดยใช้เทคนิคการยิงอิเล็กตรอนในอากาศ พบว่ามีค่า 5.93 อิเล็กตรอนโวลต์ การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนและความคงตัวของโฮลโดยประมาณคือ 10-4 ตารางเซนติเมตรต่อโวลต์ต่อวินาที ถูกบันทึกที่สนามไฟฟ้า 3.5 ×105 โวลต์ต่อเซนติเมตร ซึ่งสอดคล้องกับข้อมูลทางทฤษฎีเป็นอย่างดี Red PhOLEDs ถูกสังเคราะห์ขึ้นโดยใช้ImPy เป็นโฮสต์นอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นการถ่ายโอนพลังงาน อย่างมีประสิทธิภาพจากโฮสต์เป็นตัวให้อิเล็กตรอนเพื่อให้มีการเปล่งแสงของฟอสฟอเรสเซนซ์ โดยมีการจัดอุปกรณ์เป็นแบบ ImPy:Ir(piq)2(acac) ซึ่งส่งผลให้มีการเปล่งแสงที่บริสุทธิ์ โดยให้ค่าประสิทธิภาพกระแสไฟฟ้าสูงสุด พลังงานและประสิทธิภาพตวอนตัมภายนอกสูงสุด (External Quantum Efficiency;EQE) ที่10.8 แคนเดราต่อแอมป์ 7 ลูเมนต่อวัตต์ และ 13.6 ตามลำดับ รูปที่2.8 โครงสร้างอุปกรณ์และแผนผังพลังงาน ที่มา : Bezvikonnyi et al., 2018

17 Poddar et al. (2019) ศึกษาการแทนที่ของอนุพันธ์ 1,8-แนฟทาลิไมด์โดยการออกแบบ การสังเคราะห์โครงสร้างเป็นแบบตัวให้อิเล็กตรอน (Donor) และตัวรับอิเล็กตรอน (Acceptor) โดยสารที่สังเคราะห์เป็นสารเรืองแสง 1,8-Naphthalimide (NI) งานวิจัยถูกพัฒนาขึ้นอย่างรวดเร็ว ซึ่งส่งผลให้มีการใช้งานทางด้านเทคโนโลยีหลายอย่างรวมทั้งสารเรืองแสงสีย้อม สีย้อมเลเซอร์ สารเพิ่มความสว่าง เซ็นเซอร์โลหะ เซ็นเซอร์พีเอช การสร้างภาพชีวภาพ organic photovoltaics (OPVs) ไดโอดเปล่งแสงอินทรีย์ และอื่นๆ อีกมากมาย โมเลกุลของ NI ที่ตำแหน่ง N-imide นั้นง่ายและได้ผล ในการเชื่อมต่อส่วนของแอโรมาติก พร้อมทั้งปรับคุณสมบัติทางแสงและอิเล็กทรอนิกส์ด้วยสมบัติ ทางแสงและเคมีไฟฟ้าของ NI แบบตัวให้อิเล็กตรอนและตัวรับอิเล็กตรอนขึ้นอยู่กับรูปแบบการแทนที่ และลักษณะของตัวรับอิเล็กตรอน ซึ่งทำให้อนุพันธ์เหล่านี้สำคัญสำหรับการประยุกต์ใช้ ด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของการสร้างและควบคุมแสง (โฟตอน) โดยเฉพาะในช่วงสเปคตรัมที่ มองเห็นและอินฟราเรดและในด้านอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ รูปที่ 2.9 โครงสร้างโมเลกุลของ NI, NDI, RDI, และ TDI. ที่มา : Poddar et al., 2019

18 Wang et al. (2019) ศึกษาอนุพันธ์ 1,8-แนฟทาลิไมด์ซึ่งเป็นแบบวิธีการเรืองแสงแบบถูกหน่วง (Thermally activated delayed fluorescence; TADF)คลื่นโพลาไรซ์แบบวงกลมซึ่งเป็นอีแนนทิโอเมอร์ เปล่งแสงสีส้มแดงที่มีประสิทธิภาพในไดโอดเปล่งแสงสารอินทรีย์ได้สังเคราะห์คู่อีแนนทิโอเมอร์ อนุพันธ์ 1,8-แนฟทาลิไมด์ซึ่งเป็นฐาน (–)-(R,R)-CAI-DMAC และ (+)-(S,S)-CAI-DMAC อีแนนทิโอเมอร์ แสดงความเสถียรทางความร้อนสูงด้วยอุณหภูมิการสลายตัว 405 องศาเซลเซียส แสดงสมบัติ ทางไฟฟ้าเคมีที่ดีมาก และวิธีการเรืองแสงแบบถูกหน่วงที่ถูกกระตุ้นด้วยอุณหภูมิซึ่งมีค่าช่องว่าง ระหว่างแถบพลังงานน้อยมาก คือ 0.07 อิเล็กตรอนโวลต์ แต่ยังแสดงคุณสมบัติการเรืองแสงแบบคลื่น โพลาไรซ์แบบวงกลมที่มองเห็นได้ชัดเจน นอกจากนี้ โดยใช้ (–)-(R,R)-CAI-DMAC และ(+)-(S,S)-CAI-DMAC เป็นตัวเปล่งแสงไดโอดเปล่งแสงสารอินทรีย์ที่มีวงทั้งสองอยู่ตรงกลางที่ 592 นาโนเมตร ได้ประสิทธิภาพ ควอนตัมภายนอกสูงสุดที่12.4 และ 12.3 ตามลำดับ (–)-(R,R)-CAI-DMAC (+)-(S,S)-CAI-DMAC รูปที่2.10 โครงสร้างโมเลกุล TADF enantiomers (–)-(R,R)-CAI-DMAC และ (+)-(S,S)-CAI-DMAC ที่มา : Wang et al., 2019

19 Wang et al. (2021) ศึกษาการเชื่อมต่อของแต่ละส่วนของตัวรับ 1,8-naphthalimide ที่ขาดอิเล็กตรอนกับแต่ละส่วนของตัวให้Phenoxazine หรือ Phenothiazine ที่สามารถ ให้6-(10H-phenoxazin-10-yl)-2-phenyl-1Hbenzo[de]isoquinoline-1,3(2H)-dione(PXZ-NAI) และ 6-(10H-phenothiazin-10-yl)-2-phenyl-1H-benzo[de]isoquinoline-1,3(2H)-dione (PTZ-NAI) เป็นตัวเปล่งแสงของสารเรืองแสงชนิดที่หน่วงด้วยเวลา ซึ่งให้แสงสีแดงทั้งสองชนิดสารทั้งสองชนิด แสดงคุณลักษณะเฉพาะของสารเรืองแสงชนิดที่หน่วงด้วยเวลา ที่แตกต่างกัน โดยมีช่องว่างระหว่าง พลังงานขนาดเล็กระหว่างสถานะกระตุ้นที่ต่ำที่สุด และสถานะสามที่สภาวะกระตุ้น ซึ่งเกิดขึ้นจาก ออร์บิทัลของโมเลกุลที่ถูกยึดไว้เกิดการแบ่งแยกกัน และเกิดการกระจายออร์บิทัลของโมเลกุลที่ว่าง และต่ำสุด อุปกรณ์ไดโอดเปล่งแสงสารอินทรีย์ชนิดที่หน่วงด้วยเวลาถูกปรับให้เหมาะสมสำหรับโมเลกุล PXZ-NAI และ PTZ-NAI เพื่อใช้ในอุปกรณ์ไดโอดเปล่งแสงสารอินทรีย์ชนิดที่หน่วงด้วยเวลา ให้ประสิทธิภาพควอนตัมภายนอกสูงสุด ที่13.0 และ11.4 พร้อมทั้งให้ประสิทธิภาพพลังงานสูงสุดอยู่ที่ 14.8 และ 9.8ลูเมนต่อวัตต์ตามลำดับ อุปกรณ์ทั้งสองปล่อยสเปกตรัม อิเล็กโตรลูมิเนสเซนซ์สีแดง ที่มีพีคที่ 624 และ 632 นาโนเมตร และพิกัด Commission International de L’Eclairage (CIE) อยู่ที่ (0.610, 0.388) และ (0.630, 0.368) ตามลำดับ การค้นพบนี้แสดงให้เห็นว่าการรวมกันของ 1,8-naphthalimide กับ phenoxazine หรือ phenothiazine อาจเป็นแนวทางที่มีประสิทธิภาพ สำหรับการพัฒนาตัวเปล่งแสงสีแดงชนิดที่หน่วงด้วยเวลา รูปที่2.11 การสังเคราะห์ของ PXZ-NAI และ PTZ-NAI ที่มา : Wang et al., 2021

20 Boonnab et al. (2021) ได้ทำการออกแบบและสังเคราะห์ชุดอนุพันธ์ของ pyrene-NAI (N2Py, N4Py และ BNPy) ให้เป็นวัสดุเปล่งแสงแบบผลัก-ดึง สำหรับอุปกรณ์อิเล็กโตรลูมิเนสเซนต์ N-(2-ethylhexyl)-1,8-naphthalimide ที่ขาดอิเล็กตรอนเชื่อมตรงกับตำแหน่งที่ 4 ของไพรีนที่อุดมไปด้วย อิเล็กตรอนที่มีจำนวนและลักษณะที่แตกต่างกัน โดยใช้ตัวเร่งเป็นพาลาเดียมเร่งปฏิกิริยา ในปฏิกิริยา cross-coupling พบว ่าการเช ื่อมต่อของ N-(2-ethylhexyl)-1,8-naphthalimide และไพรีน ทำให้รูปทรงของโมเลกุลเกิดการบิดเกลียว ซึ่งมีลักษณะทั้งการผลักและดึง ซึ่งมีอิเล็กตรอนในสภาวะพื้น HOMO และสภาวะกระตุ้นอิเล็กตรอน LUMO ส่วนใหญ่จะถูกแยกออกจากตัวให้และ ตัวรับอิเล็กตรอนตามลำดับ โดยใช้bis-pyrene เป็นแกนกลาง BNPy ได้แสดงให้เห็นถึงระบบ คอนจูเกตของ π - อิเล็กตรอน ที่มีมากที่สุดในสถานะพื้น โมเลกุลทั้งสามแสดงการเรืองแสงที่ดีใน สารละลายมีความคงตัวทางความร้อนและเคมีไฟฟ้าที่ดีทำให้เกิดวัสดุที่มีแนวโน้มที่ดีในอุปกรณ์ อิเล็กโตรลูมิเนสเซนต์โดยเฉพาะอย่างยิ่ง BNPy แสดงถึงประสิทธิภาพการเรืองแสงด้วยไฟฟ้าที่เป็น ตัวเปล่งแสงในอุปกรณ์ไดโอดเปล่งแสงสารอินทรีย์ ที่ผ่านการประมวลผลด้วยสารละลาย อุปกรณ์เปล่งแสงสีเขียวอมฟ้าที่มีพิกัด CIE (x, y) เท่ากับ (0.23, 0.44) และมีค่าสูงสุดของการเรืองแสงอยู่ที่ 494 นาโนเมตร ไดโอดเปล่งแสงสารอินทรีย์ได้รับประสิทธิภาพควอนตัมภายนอกสูงสุดถึง 3.98 โดยมีแรงดันไฟต่ำเพียง 3.2 โวลต์ รูปที่2.12 การสังเคราะห์อนุพันธ์ของ pyrene - NAI N2Py, BNPy และ N4Py ที่มา : Boonnab et al., 2021

บทที่ 3 วิธีการดำเนินการ 3.1 เครื่องมือและอุปกรณ์ 3.1.1 เครื่องยูวี – วิสิเบิล สเปกโทรโฟรโตมิเตอร์ (UV-VIS Spectrophotometer; UV-Vis) รุ่น UH5300 บริษัท Hitachi 3.1.2 เครื่องฟลูออเรสเซนต์ สเปกโทรโฟรโตมิเตอร์ (Fluorescence Spectrophotometer) รุ่น FP-8300 Fluorescence Spectrometer บริษัท JASCO Asia Portal 3.1.3 เครื่องนิวเคลียร์แมกเนติกเรโซแนนซ์ (Nuclear Magnetic Resonance Spectrometer) รุ่น Ascend-400 (Prodigy unit) บริษัท Bruker 3.1.4 เครื่องแมสสเปกโตรมิเตอร์ (Mass Spectrometer)LC - MSรุ่น Easy -nLC –microOTOF – QII บริษัท Bruker 3.1.5 เตาหลุมให้ความร้อน (Heating mantle) รุ่น C-MAG HS 7 บริษัท IKA WORKS Inc. 3.1.6 เครื่องระเหยสุญญากาศ (Rotary evaporator) รุ่น Hei – CHILL 350 บริษัท Heidolph Instruments GmbH & Co. KG 3.1.7 เครื่องชั่งทศนิยม 4ตำแหน่ง (Analytical balance) รุ่น ME204T บริษัท METTLER TOLEDO 3.1.8 ตู้อบลมร้อน (Hot air oven) รุ่น UM500 บริษัท Memmert 3.1.9 แผ่นโครมาโทกราฟีแบบแผ่นบาง (Thin Layer Chromatography; TLC) บริษัท Merck 3.1.10 คอลัมน์โครมาโตกราฟี (Column Chromatography) เส้นผ่าศูนย์กลางขนาด 8 เซนติเมตร 3.2 สารเคมี 3.2.14-ไนโตร-1,8-แนฟทาลิก แอนไฮไดรด์ 95% (4-Nitro-1,8-naphthalic anhydride 95%; C17H5NO5 ) ชนิด Commercialgrade บริษัท ซิกม่า-อัลดริช (ประเทศไทย) จำกัด 3.2.2ออกทิลลามีน (octan-1-amine; C8H19N)ชนิด Commercial grade บริษัท Fluka Chemika 3.2.3 ไดคลอโรมีเทน (Dichloromethane; CH2Cl2 ) ชนิด Commercialgrade บริษัท RCI Labscan Limited 3.2.4 เฮกเซน (Hexane; C6H14) ชนิด Commercial grade บริษัท RCI Labscan Limited 3.2.5 เมทานอล (Methanol; CH3OH) ชนิด AR grade บริษัท RCI Labscan Limited

22 3.2.6 เอทานอล แอบโซลูท แอนไฮดรัส (Ethanol absolute anhydrous; CH3CH2OH) ชนิด Commercial grade บริษัท Ajax Finechem 3.2.7 ซิลิกาเจล (Silica gel; SiO2 ) บริษัท Merck 3.2.8 โซเดียมซัลเฟต แอนไฮดรัส (Sodium Sulphate Anhydrous; Na2SO4 )ชนิด Commercial grade บริษัท Univar Solutions Inc. 3.2.9 ไตรเอทิลเอมีน (Triethylamine; N(CH2CH3 )3 ) ชนิด Commercail grade บริษัท Univar Solutions Inc. 3.3 วิธีการทดลอง 3.3.1 การสังเคราะห์สารผลิตภัณฑ์4-ออกทิลลามิโน-1,8-แนพทาลิก แอนไฮไดรด์ 3.3.1.1 ชั่งสาร 4-ไนโตร-1,8-แนฟทาลิก แอนไฮไดรด์ ปริมาณ 0.200 กรัม แล้วเติม ลงในขวดก้นกลม 250 มิลลิลิตร จากนั้นเติมตัวทำละลายเอทานอล ปริมาตร 30.00 มิลลิลิตร ใส่แท่งแม่เหล็กกวนสารลงไปในขวดก้นกลมชนิด 2 คอ ขนาด 250 มิลลิลิตร และนำไปรีฟลักซ์ บนเตาหลุมให้ความร้อนเป็นเวลา 1 ชั่วโมง จากนั้นเติมออกทิลลามีน ปริมาตร 0.1359 มิลลิลิตร ลงไปทีละหยด แล้วรีฟลักซ์ต่อให้ครบ 4 ชั่วโมง และติดตามปฏิกิริยาด้วยแผ่นโครมาโทกราฟี แบบแผ่นบาง โดยนำสารที่รีฟลักซ์ครบ 4 ชั่วโมงแล้ว มาเล็กน้อย นำไปจุดลงบนแผ่นโครมาโทกราฟี แบบแผ่นบาง เทียบกับสารตั้งต้น ซึ่งได้แก่ 4-ไนโตร-1,8-แนฟทาลิกและออกทิลลามีน นำไปวิเคราะห์ ในระบบตัวทำละลายอินทรีย์เฮกเซนต่อไดคลอโรมีเทนปริมาตรรวม 10.00 มิลลิลิตร ในอัตราส่วน 5 ต่อ 5 โดยใช้เฮกเซนปริมาตร 5 มิลลิลิตร และไดคลอโรมีเทนปริมาตร 5 มิลลิลิตร เมื่อเฟสเคลื่อนที่ ถึงจุดที่กำหนดไว้ให้นำแผ่นโครมาโทกราฟีแบบแผ่นบางออกและวางทิ้งไว้ให้แห้ง แล้วนำไปส่อง ภายใต้แสงยูวีที่มีความยาวคลื่น 254 นาโนเมตร จากนั้นเปรียบเทียบโครมาโตแกรมกับสารตั้งต้น เพื่อวิเคราะห์ว่าสารตั้งต้นหมดแล้วและเกิดเป็นสารผลิตภัณฑ์หรือไม่ เมื่อตรวจสอบว่าสารตั้งต้น หมดแล้ว ทำการปิดเครื่องรีฟลักซ์ตั้งทิ้งไว้ให้เย็นที่อุณหภูมิห้อง และหยุดปฏิกิริยาด้วยการเติมน้ำกลั่น ปริมาตร50.00 มิลลิลิตรลงไปในขวดก้นกลม 3.3.1.2 นำสารที่ได้ในข้อ 3.3.1.1 มาสกัดด้วยชุดกรวยแยก นำมาสกัดโดยใช้ตัวทำละลาย ไดคลอโรมีเทน ปริมาตร 30.00 มิลลิลิตร จำนวน 3 ครั้ง จากนั้นแยกสารชั้นตัวทำละลายอินทรีย์ ใส่ลงในขวดรูปชมพู่ขนาด 250 มิลลิลิตร นำมาเติม โซเดียมซัลเฟต แอนไฮดรัส ปริมาณ 5.00 กรัม

23 แล้วกรองผ่านสำลี จากนั้นนำชั้นตัวทำละลายอินทรีย์ไประเหยตัวทำละลายด้วยเครื่องระเหย สุญญากาศ 3.3.1.3 เตรียมโครมาโทกราฟีแบบค7อลัมน์เพื่อแยกสารให้บริสุทธิ์ โดยใช้ซิลิกาเจล ขนาด 0.063 – 0.200 มิลลิเมตร (70 – 230 mesh ASTM) ปริมาณ 500.00 กรัม ลงในบีกเกอร์ขนาด 500 มิลลิลิตร 3.3.1.4 เตรียมตัวทำละลายอินทรีย์เฮกเซนต่อไดคลอโรมีเทนปริมาตรรวม 400.00 มิลลิลิตร ในอัตราส่วน 6 ต่อ4 โดยใช้เฮกเซนปริมาตร 240 มิลลิลิตร และไดคลอโรมีเทนปริมาตร 160 มิลลิลิตร นำไปเทลงในบีกเกอร์ในข้อที่ 3.3.1.3 แล้วเติมไตรเอทิลเอมีนปริมาตร 5.00 มิลลิลิตร ใช้แท่งแก้วคนสาร เป็นเวลา 5 นาทีในตู้ดูดควัน จากนั้นเทซิลิกาเจลลงในโครมาโทกราฟีแบบคอลัมน์ทำการเคาะซิลิกาเจล ในคอลัมน์ให้แน่นและหน้าเสมอกัน 3.3.1.5 นำสารที่ได้ในข้อที่ 3.3.1.2 มาโหลดลงโครมาโทกราฟีแบบคอลัมน์ที่เตรียมไว้ ทำการชะสารตัวอย่างด้วยตัวทำละลายอินทรีย์ โดยใช้ระบบตัวทำละลายเฮกเซนต่อไดคลอโรมีเทน ปริมาตร 400.00 มิลลิลิตร ในอัตราส่วน 4ต่อ6โดยใช้เฮกเซนปริมาตร 240 มิลลิลิตร และไดคลอโรมีเทน ปริมาตร 160 มิลลิลิตร แล้วทำการตรวจสอบปฏิกิริยาด้วยแผ่นโครมาโทกราฟีแบบแผ่นบาง จนได้สารที่บริสุทธิ์ 3.3.1.6 นำสารบริสุทธิ์ที่ได้ในข้อที่ 3.3.1.5 ไประเหยตัวทำละลายด้วยเครื่องระเหย สุญญากาศ จากนั้นนำสารบริสุทธิ์ที่ได้ไปอบ โดยใช้ตู้อบความร้อนที่อุณหภูมิ 40 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 8 ชั่วโมง 3.3.1.7 นำสารบริสุทธิ์จากข้อที่ 3.3.1.6 มา 10.00 มิลลิกรัม ใส่ลงในขวดสารตัวอย่าง เพื่อส่งวิเคราะห์ผล 1H NMR,LC – MS 3.3.2 การเตรียมสารเพื่อนำไปวิเคราะห์การวัดค่าการดูดกลืนแสงสูงสุดโดยใช้ เทคนิคยูวี – วิสิเบิลสเปกโทรสโกปี 3.3.2.1 ชั่งสารผลิตภัณฑ์ 4-ออกทิลลามิโน-1,8-แนพทาลิก แอนไฮไดรด์2.50 มิลลิกรัม เพื่อให้ได้ความเข้มข้น 1.0 × 10-5 มิลลิโมลต่อมิลลิลิตร ใส่ลงในขวดวัดปริมาตรขนาด 10.00 มิลลิลิตร ปรับปริมาตรด้วยตัวทำละลายไดคลอโรมีเทน 3.3.2.2 ทำการวิเคราะห์ค่าการดูดกลืนแสง (Absorbance; Abs) เพื่อสแกนหาค่าความยาวคลื่น (Wavelength) ที่ให้ค่าการดูดกลืนแสงสูงสุด 3.3.2.3 นำสารละลายที่เตรียมแล้วไปวัดค่าการค่าการดูดกลืนแสงสูงสุดที่ความยาวคลื่น เริ่มต้น 200 ถึง 800 นาโนเมตร ให้ค่าการดูดกลืนแสงของสารมีค่าไม่เกิน 1 จากนั้นใช้ไดคลอโรมีเทน เซ็ตแบลงค์จากนั้นนำข้อมูลมาสร้างกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างค่าการดูดกลืนแสงและความยาวคลื่น

24 และหาช่วงความยาวคลื่นของยูวี – วิสิเบิลสเปกตรัม ที่ความยาวคลื่น 250 ถึง 600 นาโนเมตร (โดยที่แกน X คือ ค่าความยาวคลื่น และแกน Y คือ ค่าการดูดกลืนแสง) 3.3.2.4 หาค่าความยาวคลื่นที่ดูดกลืนแสงสูงสุด (abs max) 3.3.2.5 เปรียบเทียบแถบการดูดกลืนแสงสูงสุดของสารตั้งต้นคือ 4-ไนโตร-1,8-แนฟทาลิก แอนไฮไดรด์อ้างอิง และสารผลิตภัณฑ์4-ออกทิลลามิโน-1,8-แนพทาลิก แอนไฮไดรด์ 3.3.2.6 จากนั้นหาค่าความยาวคลื่นช่วงเริ่มต้นของสารที่ดูดกลืน (set on) และคำนวณ ค่าช่องว่างระหว่างแถบพลังงาน (Energy band gap; Eg ) ในการคำนวณค่าช่องว่างระหว่าง แถบพลังงานได้จากสมการของ Plank ดังนี้ จากสูตร Eg = hc = hc λset on = 1240 λset on (10) โดยที่ Eg คือ ค่าช่องว่างระหว่างแถบพลังงาน (อิเล็กตรอนโวลต์) h คือ ค่าคงที่ของแพลงค์ (6.67 × 10-34 จูลต่อวินาที) c คือ ความเร็วของแสง (3 × 108 เมตรต่อวินาที) set on คือ ความยาวคลื่นช่วงเริ่มต้นของสารที่ดูดกลืน 3.3.3 การวัดค่าการเปล่งแสงด้วยเทคนิคฟลูออเรสเซนต์สเปกโตรสโกปี 3.3.3.1 นำสารละลาย 4-ออกทิลลามิโน-1,8-แนพทาลิก แอนไฮไดรด์ที่เตรียมไว้ในขวดวัดปริมาตร 10.00 มิลลิลิตร จากการวัดด้วย (เทคนิคยูวี – วิสิเบิล สเปกโทรสโกปี) มาเตรียมลงในควอตซ์ เพื่อที่จะวัดการเปล่งแสงฟลูออเรสเซนต์ของสาร 4-ออกทิลลามิโน-1,8-แนพทาลิก แอนไฮไดรด์ 3.3.3.2 นำสารละลายไปวัดค่าการเปล่งแสงฟลูออเรสเซนต์ (Fluorescence) ของสาร โดยเริ่มวัดช่วงการเปล่งแสงเริ่มต้น 350 นาโนเมตร ถึง 600 นาโนเมตร โดยก่อนการวัดสารละลาย 4-ออกทิลลามิโน-1,8-แนพทาลิก แอนไฮไดรด์จะใช้ไดคลอโรมีเทนวัดเพื่อเซ็ตแบลงค์ก่อนที่จะวัด สารละลายตัวอย่าง 3.3.3.3 หาความยาวคลื่นที่มีการเปล่งแสงฟลูออเรสเซนต์สูงสุด (λem) ที่ความยาวคลื่น กระตุ้น (λex ) 390 นาโนเมตร ที่ได้จากการวิเคราะห์ด้วยเทคนิคยูวี – วิสิเบิล สเปกโทรสโกปี จากนั้น จึงจะนำสารละลาย4-ออกทิลลามิโน-1,8-แนพทาลิก แอนไฮไดรด์วิเคราะห์ในลำดับถัดไป 3.3.3.4 สร้างกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างค่าการเปล่งแสงและความยาวคลื่น ที่ความยาวคลื่น 350 ถึง600 นาโนเมตร (โดยที่แกน X คือ ค่าความยาวคลื่น และแกน Y คือ ค่าการเปล่งแสง)

25 3.3.4 การพิสูจน์และวิเคราะห์โครงสร้างทางเคมีด้วยเทคนิค 1H NMR 3.3.4.1 ทำการทำนายโครงสร้างของสารผลิตภัณฑ์4-ออกทิลลามิโน-1,8-แนพทาลิก แอนไฮไดรด์ โดยใช้กลไกการเกิดปฏิกิริยา Nucleophilic substitution reaction; Bimolecular nucleophilic substitution (SN2) ดังนี้ 3.3.4.2 จากนั้นนำโครงสร้างที่ทำนายไว้ของสารผลิตภัณฑ์ 4-ออกทิลลามิโน-1,8-แนพทาลิก แอนไฮไดรด์มาทำการเปรียบเทียบกับสเปกตรัมผลของการวิเคราะห์โครงสร้างทางเคมีด้วยเทคนิค 1H NMR ของสารสารผลิตภัณฑ์4-ออกทิลลามิโน-1,8-แนพทาลิก แอนไฮไดรด์ที่ได้เพื่อยืนยันโครงสร้าง ของสารผลิตภัณฑ์ 4-ออกทิลลามิโน-1,8-แนพทาลิก แอนไฮไดรด์ 3.3.4.3 หาค่าระยะห่างของสัญญาณ (J) ได้โดย นำค่าสัญญาณเรโซแนนซ์ที่เกิดจากโปรตอน couple กัน นำมาลบกันแล้วคูณด้วยค่าความถี่วิทยุเท่ากับ 400 เฮิรตซ์ 3.3.5 การพิสูจน์วิเคราะห์โครงสร้างทางเคมี ด้วยเทคนิคแมสสเปกโตรเมทรี(LC – MS) 3.3.5.1 นำโครงสร้างที่ทำนายไว้ของสารผลิตภัณฑ์4-ออกทิลลามิโน-1,8-แนพทาลิก แอนไฮไดรด์มาทำการเปรียบเทียบกับสเปกตรัมผลการวิเคราะห์โครงสร้างทางเคมีของ 4-ออกทิลลามิโน1,8-แนพทาลิก แอนไฮไดรด์ด้วยเทคนิคแมสสเปกโตรเมทรี (LC – MS) ที่ได้เพื่อยืนยันโครงสร้าง ของสารผลิตภัณฑ์4-ออกทิลลามิโน-1,8-แนพทาลิก แอนไฮไดรด์ 3.3.5.2 ทำการวิเคราะห์ผลข้อมูลสเปกตรัม LC – MS ของสารผลิตภัณฑ์ 4-ออกทิลลามิโน1,8-แนพทาลิก แอนไฮไดรด์

บทที่ 4 ผลและวิจารณ์ผลการทดลอง งานวิจัยครั้งนี้ได้ทำการสังเคราะห์และศึกษาคุณลักษณะของสารอนุพันธ์แนฟทาลิก แอนไฮไดรด์ เพื่อใช้ในอุปกรณ์ไดโอดเปล่งแสงสารอินทรีย์ได้ผลผลิตร้อยละ 76.49 มีน้ำหนัก 204.7 มิลลิกรัม โดยสาร ที่สังเคราะห์ได้คือ 4-ออกทิลลามิโน-1,8–แนพทาลิก แอนไฮไดรด์ตามรูปที่ 4.1 ตรวจสอบโครงสร้าง ของสารที่สังเคราะห์ได้โดยใช้เทคนิคโปรตอนนิวเคลียร์แมกเนติกเรโซแนนซ์สเปกโตรสโกปี และแมสสเปกโตรเมทรีนอกจากนี้ยังศึกษาคุณลักษณะสมบัติทางแสงทั้งการดูดกลืนแสงสูงสุดโดยใช้ เทคนิคยูวี – วิสิเบิล สเปกโทรสโกปีเพื่อหาค่าช่องว่างระหว่างแถบพลังงาน และการเปล่งแสงสูงสุด โดยใช้เทคนิคฟลูออเรสเซนต์สเปคโตรสโกปี ได้ผลการศึกษาดังนี้ รูปที่ 4.1โครงสร้างทางเคมีของ4-ออกทิลลามิโน-1,8–แนพทาลิก แอนไฮไดรด์

27 4.1 ผลการวิเคราะห์โครงสร้างทางเคมีของ 4-ออกทิลลามิโน-1,8–แนพทาลิก แอนไฮไดรด์ ด้วยเทคนิค 1H NMR แสดงดังรูปที่ 4.2 รูปที่ 4.2 ผลการวิเคราะห์โครงสร้างทางเคมีด้วยเทคนิค 1H NMR ของสาร 4-ออกทิลลามิโน-1,8–แนพทาลิก แอนไฮไดรด์ จากรูปที่ 4.2 แสดงผลข้อมูลของโปรตอนนิวเคลียร์แมกเนติกเรโซแนนซ์สเปกโตรสโกปี ของสาร 4-ออกทิลลามิโน-1,8–แนพทาลิก แอนไฮไดรด์โดยลักษณะสารเป็นของแข็งสีเหลือง 204.7 มิลลิกรัม ได้ผลผลิตร้อยละ 76.49 ผลการวิเคราะห์พบว่าปรากฏสัญญาณในช่วงเคมีคอลชิฟท์ ที่ 0.82 – 0.85 ส่วนในล้านส่วน พีคมีลักษณะเป็นแบบ triplet มีจำนวนโปรตอน 3 โปรตอน ซึ่งเป็นสัญญาณของเมทิลโปรตอน ที่อยู่ในตำแหน่ง aของอะลิฟาติกเอมีน (CH3 -CH2 -)ช่วงเคมีคอลชิฟท์ที่ 1.23 – 1.26 ส่วนในล้านส่วน พีคมีลักษณะเป็นแบบ board singlet มีจำนวนโปรตอน 10โปรตอน ซึ่งเป็นสัญญาณของเมทาลีนโปรตอน ที่อยู่ในตำแหน่ง b ของอะลิฟาติกเอมีน (CH2 -CH2 -CH2 -CH2 -CH2 -) ช่วงเคมีคอลชิฟท์ที่1.78–1.81 ส่วนในล้านส่วน พีคมีลักษณะเป็นแบบ multiplet มีจำนวนโปรตอน 2 โปรตอน ซึ่งเป็นสัญญาณของ เมทาลีนโปรตอนที่อยู่ในตำแหน่ง c (CH2 -CH2 -HN) ช่วงเคมีคอลชิฟท์ที่ 3.36 – 3.40 ส่วนในล้านส่วน มีจำนวนโปรตอน 2 โปรตอน พีคมีลักษณะเป็นแบบ triplet เป็นสัญญาณของเมทาลีนโปรตอนที่อยู่ในตำแหน่ง d ที่ติดกับหมู่เอมีน (CH2 -HN) และคำนวณระยะห่างของสัญญาณ (J ) ได้เท่ากับ 0.4 เฮิรตซ์ช่วงเคมีคอลชิฟท์ ที่7.59 –7.63 ส่วนในล้านส่วน พีคมีลักษณะเป็นแบบ doublet of doublet มีจำนวนโปรตอน 1โปรตอน ซึ่งเป็นสัญญาณของโปรตอนที่อยู่ในตำแหน่ง e ในวงแอโรมาติก (CH-CH-CH) และคำนวณระยะห่าง ของสัญญาณ (J ) ได้เท่ากับ 1.2 เฮิรตซ์ช่วงเคมีคอลชิฟท์ที่ 8.10 –8.12 ส่วนในล้านส่วน พีคมีลักษณะ เป็นแบบ doublet มีจำนวนโปรตอน 1 โปรตอน ซึ่งเป็นสัญญาณของโปรตอนของวงแอโรมาติก a b c d f g e h i a b d c e f H, g i

28 ที่อยู่ในตำแหน่ง f และคำนวณระยะห่างของสัญญาณ (J ) ได้เท่ากับ 8 เฮิรตซ์ช่วงเคมีคอลชิฟท์ ที่ 8.44 – 8.46 ส่วนในล้านส่วนพีคมีลักษณะเป็นแบบ doublet มีจำนวนโปรตอน 2 โปรตอน ซึ่งเป็นสัญญาณของโปรตอนที่อยู่ตำแหน่ง g และ h ในวงแอโรมาติก (CH - CH)และคำนวณระยะห่าง ของสัญญาณ (J ) ได้เท่ากับ 8 เฮิรตซ์และช่วงเคมีคอลชิฟท์ที่ 8.56-8.57ส่วนในล้านส่วน พีคมีลักษณะ เป็นแบบ doublet มีจำนวนโปรตอน 1 โปรตอน อยู่ตำแหน่ง i ในวงแอโรมาติก และคำนวณระยะห่าง ของสัญญาณ (J ) ได้เท่ากับ 7.6 เฮิรตซ์ ซึ่งสามารถระบุที่มาของตำแหน่งโปรตอนในโครงสร้าง ของสาร4-ออกทิลลามิโน-1,8–แนพทาลิก แอนไฮไดรด์ได้แต่เนื่องจากมีการทับซ้อนกันของพีคที่อาจเกิดจาก การบดบังของสารอินทรีย์ที่ปนเปื้อนอยู่ในตัวอย่าง จึงทำให้ระบุโครงสร้างของสาร 4-ออกทิลลามิโน1,8–แนพทาลิก แอนไฮไดรด์ได้ค่อนข้างลำบากแต่ก็ยังพอสังเกตได้จากช่วงค่าเคมีคอลชิฟท์ที่กล่าวมาข้างต้น 4.2 ผลการตรวจสอบโครงสร้างทางเคมีของ 4-ออกทิลลามิโน-1,8–แนพทาลิก แอนไฮไดรด์ ด้วยแมสสเปกโตรเมทรี(LC - MS) แสดงดังรูปที่ 4.3 รูปที่ 4.3 Mass ของสาร 4-ออกทิลลามิโน-1,8–แนพทาลิก แอนไฮไดรด์ จากรูปที่4.3แสดงผลข้อมูลแมสสเปกโตรเมทรีสเปกตรัมของสาร4-ออกทิลลามิโน-1,8–แนพทาลิก แอนไฮไดรด์มีสูตรโมเลกุลคือ C20H23NO3 มีน้ำหนักโมเลกุล 325.17 มวลต่อประจุ เมื่อนำไปวิเคราะห์ ด้วยเครื่องแมสสเปกโตรเมทรี(LC - MS) พบว่า สารมีน้ำหนักโมเลกุล 325.1864 มวลต่อประจุ ซึ่งผลการวิเคราะห์สอดคล้องกับน้ำหนักโมเลกุลของโครงสร้างสารผลิตผลิตภัณฑ์ ผลของการแตกตัว เป็นไอออนสามารถแสดงดังรูปที่ 4.4

29 รูปที่ 4.4 แสดงการแตกตัวเป็นไอออนของสารผลิตภัณฑ์ สารผลิตภัณฑ์4-ออกทิลลามิโน-1,8–แนพทาลิก แอนไฮไดรด์มีสูตรโมเลกุลคือ C20H23NO3 มีน้ำหนักโมเลกุล 325.17 มวลต่อประจุ สามารถแตกตัวเป็นไอออน โดยใช้การแตกหักโมเลกุล แบบแอลฟา( α-cleavaqe ) เป็นการแตกพันธะตรงตำแหน่งแอลฟาของวงแอโรมาติก ผ่านการแตกพันธะ แบบฮอมอไลติก โดยหมู่เอมีนที่เกาะอยู่ตรงตำแหน่งแอลฟาของวงแอโรมาติก เกิดการหลุดออกจาก ไอออนโมเลกุลของสารผลิตภัณฑ์ ซึ่งไอออนที่มวลต่อประจุ (m/z) 197.20แตกตัวเป็นโมเลกุล ของ C12H6O3 และไอออนที่มวลต่อประจุ (m/z) 128.14 แตกตัวเป็นโมเลกุลของ HN-C8H18 (α-cleavaqe)

30 4.3 ผลการวิเคราะห์คุณลักษณะของแสง 4.3.1 ผลการศึกษาการดูดกลืนแสงสูงสุดของ 4-ออกทิลลามิโน-1,8–แนพทาลิก แอนไฮไดรด์โดยใช้ เทคนิคยูวี – วิสิเบิล สเปกโทรสโกปีแสดงดังรูปที่ 4.5 กราฟแสดงควาสัมพันธ์ระหว่างความยาวคลื่นกับค่าการดูดกลืนแสงอ้างอิง รูปที่ 4.5 แถบการดูดกลืนคลื่นแสงของ 4-Nitro-1,8-naphthalic anhydride (4-NNA) อ้างอิง วัดที่ความยาวคลื่น 200 ถึง 700 นาโนเมตร ที่มา : Jianqiang Xu et al., 2006 รูปที่ 4.6 แถบการดูดกลืนคลื่นแสงของ 4 - ออกทิลลามิโน - 1,8 - แนพทาลิก แอนไฮไดรด์ วัดที่ความยาวคลื่น 250 ถึง 600 นาโนเมตร 278 นาโนเมตร 427 นาโนเมตร 4-Nitro-1,8-naphthalic anhydride

31 จากรูปที่ 4.5และ 4.6แสดงให้เห็นถึงผลจากการเปรียบเทียบค่าการดูดกลืนแสงของสารตั้งต้น 4-Nitro-1,8-naphthalic anhydride(4-NNA) อ้างอิง จากงานวิจัยของ Jianqiang Xu et al. (2006) และ สารผลิตภัณฑ์4 - ออกทิลลามิโน - 1,8 - แนพทาลิก แอนไฮไดรด์จากคณะผู้วิจัยที่ได้ทำการสังเคราะห์ พบว่ามีค่าการดูดกลืนแสงที่ 230 นาโนเมตร(จากงานวิจัยของ Jianqiang Xu et al. (2006))และ278 นาโนเมตร จากคณะผู้วิจัยและพบค่าการดูดกลืนแสงอีก 1 ช่วงที่ 341 นาโนเมตร(จากงานวิจัยของ Jianqiang Xu et al. (2006)) และ 427 นาโนเมตร จากคณะผู้วิจัย อีกทั้งยังมีรูปแบบของการดูดกลืนแสงที่คล้ายคลึงกัน จึงสรุปได้ว่าสารผลิตภัณฑ์ของคณะผู้วิจัย จากการที่ได้เปรียบเทียบค่าการดูดกลืนแสงมีความยาวคลื่นที่มากขึ้น ซึ่งเป็นผลมาจากการที่มีหมู่ฟังก์ชัน NH2 ซึ่งเป็นหมู่ให้อิเล็กตรอน จึงส่งผลให้ความยาวคลื่นเพิ่มมากขึ้น จากค่าการดูดกลืนแสงที่ความยาวคลื่น 278 และ 427 นาโนเมตรมีค่าการดูดกลืนแสง เท่ากับ 0.478 และ 0.322 ตามลำดับ เมื่อนำไปคำนวณหาค่าโมลาร์แอบซอร์ปทิวิตี (Molar absorptivity; ) และค่าการส่องผ่านของแสง (Transmittance; T) จะมีค่าโมลาร์แอบซอร์ปทิวิตี เท่ากับ 1.414×10 -4 และ 2.0994×10 -4 เซนติเมตร⋅โมลต่อลิตร ตามลำดับ และมีเปอร์เซ็นต์ค่าการส่องผ่านของแสง เท่ากับ 33.2 และ 47.6 ตามลำดับ 4.3.2 ผลการศึกษาการเปล่งแสงสูงสุดของสาร 4-ออกทิลลามิโน-1,8–แนพทาลิก แอนไฮไดรด์ โดยใช้เทคนิคฟลูออเรสเซนต์สเปกโตรสโกปีแสดงดังรูปที่ 4.7

32 รูปที่ 4.7 การเปล่งแสงฟลูออเรสเซนต์ (λex = 390 นาโนเมตร และ λem= 474 นาโนเมตร) ของสาร 4 - ออกทิลลามิโน - 1,8 - แนพทาลิก แอนไฮไดรด์ จากรูปที่ 4.7แสดงความสัมพันธ์ระหว่างแกน Y คือค่าการเปล่งแสง และแกน X คือความยาวคลื่น มีการเปล่งแสงฟลูออเรสเซนต์ในช่วงความยาวคลื่น 350 ถึง 600 นาโนเมตร โดยมีความยาวคลื่น ที่มีความเข้มแสงฟลูออเรสเซนต์สูงสุด (λem) เท่ากับ 474 นาโนเมตรโดยมีการวิเคราะห์ที่ความยาวคลื่นกระตุ้น (λex )390 นาโนเมตร ลักษณะของสารที่เปล่งแสงออกมาจะเปล่งแสงสีเขียวแกมเหลือง 390 นาโนเมตร 474 นาโนเมตร

บทที่ 5 สรุปผลการทดลอง และข้อเสนอแนะ 5.1 สรุปผลการทดลอง จากการสังเคราะห์และศึกษาคุณลักษณะของสารอนุพันธ์แนฟทาลิกแอนไฮไดรด์ เพื่อใช้ในอุปกรณ์ไดโอดเปล่งแสงสารอินทรีย์ตรวจสอบโครงสร้างของสารที่สังเคราะห์ได้ โดยใช้เทคนิคโปรตอนนิวเคลียร์แมกเนติกเรโซแนนซ์สเปกโตรสโคปี และแมสสเปกโตรเมทรี สารที่สังเคราะห์4-ออกทิลลามิโน-1,8-แนพทาลิก แอนไฮไดรด์ มีน้ำหนัก 204.7 มิลลิกรัม คิดเป็นร้อยละผลผลิตเท่ากับ 76.49 และจากการวิเคราะห์คุณลักษณะสมบัติทางแสง พบว่า ผลการศึกษาการดูดกลืนแสงสูงสุดของ 4-ออกทิลลามิโน-1,8-แนพทาลิก แอนไฮไดรด์ผลปรากฏว่า มีค่าการดูดกลืนแสงสูงสุดอยู่ที่ 278 นาโนเมตร ซึ่งเกิดจากการเปลี่ยนสถานะ - * และค่าการดูดกลืนแสงสูงสุดอยู่ที่ 427 นาโนเมตร เกิดจากการเปลี่ยนสถานะ n - * และได้ค่าช่องว่างระหว่างแถบพลังงาน 2.51 อิเล็กตรอนโวลต์และค่าการเปล่งแสงสูงสุด 474 นาโนเมตร เปล่งแสงสีเขียวแกมเหลือง 5.2 ประโยชน์ที่ได้รับ 5.2.1 ทราบวิธีการสังเคราะห์สารอนุพันธ์แนฟทาลิก แอนไฮไดรด์ 5.2.2 ได้สารสังเคราะห์ 4-ออกทิลลามิโน-1,8-แนพทาลิก แอนไฮไดรด์ 5.2.3 ทราบคุณลักษณะของสารโดยใช้เทคนิคโปรตอนนิคนิวเคลียร์แมกเนติกเรโซแนนซ์สเปกโตรสโคปี และแมสสเปกโตรเมทรีนอกจากนี้ยังศึกษาคุณลักษณะสมบัติทางแสงทั้งการดูดกลืนแสงสูงสุดโดยใช้ เทคนิคยูวี – วิสิเบิล สเปกโทรสโกปีเพื่อหาค่าช่องว่างระหว่างแถบพลังงานและการเปล่งแสงสูงสุด โดยใช้เทคนิคฟลูออเรสเซนต์ สเปคโตรสโกปี 5.3 ข้อเสนอแนะ ควรใช้สารอนุพันธ์แอโรมาติกเอมีน มาทำการสังเคราะห์กับสารอนุพันธ์แนฟทาลิก แอนไฮไดรด์ เพื่อให้ผลิตภัณฑ์ที่ได้มีค่าการดูดกลืนแสงเพิ่มมากขึ้น

34 บรรณานุกรม จันทร์เพ็ญ ใจธีรภาพกุล. (ม.ป.ป.). Mass Spectrometry. http://lib3.dss.go.th/fulltext /dss_j/2540_46_144_p5-9.pdf ชูชาติ อารีจิตรานุสรณ์. (ม.ป.ป.). บทที่ 13 เครื่องแสงฟลูออเรสเซนซ์ (FLUOROMETER). https://home.kku.ac.th/chuare/12/fluorometer.pdf ธนวิทย โพธิ์ศร. (2540). นิวเคลียร์แมกเนติกเรโซแนนซ์สเปกโทรสโคปี. https://www2.mtec.or.th/ th/e-magazine/admin/upload/258_66-70.pdf เพชรลดา กันทาดี. (2561). พันธะเคมี (Chemical Bondings) [เอกสารไม่ได้ตีพิมพ์]. สาขาวิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์, มหาวิทยาลัยแม่โจ้. มหาวิทยาลัยราชภัฏนครประฐม. (ม.ป.ป.). บทที่7 แมสสเปกโทรเมตรี. http://pws.npru.ac.th/ arunrat/ data/files/ch7%20MS.pdf มหาวิทยาลัยราชภัฏมหาสารคาม. (ม.ป.ป.). การดูดกลืนแสงของเครื่อง UV-visible Spectrophotometer. http://fulltext.rmu.ac.th/fulltext/2550/79734/79734-1.pdf เยาวรัตน์ สุระโคตร, และคณะ. (2553). การศึกษาเชิงทฤษฎีของสารอนุพันธ์ของเอ็น-คูมารีน ที่ใช้ เป็นสารเรืองแสงสำหรับเป็นสารเรืองแสงในไดโอดเรืองอินทรีย์โดยการคำนวณแบบทีดี-ดีเอฟที. วารสาร วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี, 12(3), 15 รัชนี ตัณฑะพานิชกุล. (2544). สเปคโตรสโคปีในเคมีอินทรีย์. พิมพ์ครั้งที่ 2. มหาวิทยาลัยรามคำแหง วารุณี ยงสกุลโรจน์. (2541). เคมีอินทรีย์1. พิมพ์ครั้งที่ 4. มหาวิทยาลัยรามคำแหง วรวดี วรภัทร์ และ ธณินี วงศ์อกนิษฐ์. (2557). 4-Nitroaniline. ฐานข้อมูลความปลอดภัยสารเคมี คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยสวนดุสิต.http://ohs.sci.dusit.ac.th/wp/?p=1773 ศศิวิมล ไกรทอง. (2013). การสังเคราะห์อนุพันธ์ของโรดามีนสำหรับใช้เป็นสารตรวจจับไอออน และ อนุพันธ์ของคาร์บาโซลสำหรับใช้เป็นไดโอดเปล่งแสงชนิดอินทรีย์(Doctoral dissertation, มหาวิทยาลัย ศิลปากร). ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ. (ม.ป.ป.). Fluorescence Spectroscopy. งานวิจัยและพัฒนา เทคโนโลยีนาโนเทคโนโลยี. shorturl.asia/vd8kI ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ. (ม.ป.ป.). UV-VIS Spectroscopy. งานวิจัยและพัฒนาโนเทคโนโลยี. shorturl.asia/JAd2P ศูนย์เครื่องมือกลาง คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่. (2018). NMR 500 MHz. ศูนย์เครื่องมือกลาง คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ (Central Science Laboratory). http://csl.science.cmu.ac.th/Toolselect.php?number=6&id=9

35 สุธน เสถียรยานนท์. (2554) เทคนิคการเรียกชื่อสารเคมีแบบใหม่. ก้าวทันโลกวิทยาศาสตร์, 11(1), 48-53. สำนักงานที่ปรึกษาด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีประจำสถานเอกอัครราชทูต ณ กรุงวอชิงตัน (2020). NMR Spectrometer. https://ostdc.org/th/news/ Al-Majidi, S. M., & Al-Khuzaie, M. G. (2019). Synthesis and Characterization of new azo compounds linked to 1, 8-naphthalimide and studying their ability as acid-base indicators. IraqiJournalofScience, 2341-2352.https://ijs.uobaghdad.edu.iq/index.php/eijs/ article/view/1201 Atit AKK. (2013, 26 พฤศจิกายน). Mass Spectroscopy. ศูนย์เครื่องมือวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี. http://cste.sut.ac.th/2014/?p=1214&lang=en Bezvikonnyi, O., Gudeika, D., Volyniuk, D., Grazulevicius, J. V., & Bagdziunas, G. (2018). Pyrenyl substituted 1, 8-naphthalimide as a new material for weak efficiency-roll- off red OLEDs: a theoretical and experimental study. New Journal of Chemistry, 42(15), 12492 -12502. https://doi.org/10.1039/C8NJ01866A Bian, B., Ji, S. J., & Shi, H. B. (2008). Synthesis and fluorescent property of some novel bischromophore compounds containing pyrazoline and naphthalimide groups. Dyes and Pigments, 76(2), 348-352. https://shorturl.asia/W4Y32 Boonnab, S., Chaiwai, C., Nalaoh, P., Manyum, T., Namuangruk, S., Chitpakdee, C., & Promarak, V. (2021). Synthesis, Characterization, and physical properties of pyrene - naphthalimide derivatives as emissive materials for electroluminescent devices. European Journal of Organic Chemistry,2021(17), 2402-2410.https://doi.org/ 10.1039/C8NJ01866A Gudeika, D. (2020). A review of investigation on 4-substituted 1,8-naphthalimide derivatives. Synthetic Metals, 262, 116328 https://doi.org/10.1016/j.synthmet.2020.116328 Han, T. H., Lee, Y., Choi, M. R., Woo, S. H., Bae, S. H., Hong, B. H., & Lee, T. W. (2012). Extremely efficient flexible organic light-emitting diodes with modified graphene anode. Nature Photonics, 6(2), 105-110. John, H. P."The UV – visible absorption and fluorescence of some substituted 1,8-naphthalimides and naphthalic anhydrides." Journal of the Chemical Society, Perkin Transactions 25 (1990): 837-842. Kalyani, N. T., & Dhoble, S. J. (2012). Organic light emitting diodes: Energy saving lighting technology - A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews,16(5), 2696-2723.

36 Kotowicz, S., & Korzec, M., & Siwy, M., & Golba, S., & Malecki, J.G., & Janeczek, H., & Mackowski,S., & Bednarczyk, K., & Libera, M., & Schab-Balcerzak, E. (2018). 1,8 -naphthalimides substituted at 3- C position: Synthesis and evaluation of thermal, electrochemical and luminescent properties. Dyes and Pigments, 2018, 65-78. https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2018.05.017 National Center for Biotechnology Information. (ม.ป.ป). Compound Summary for CID 6693, 1,8 - Naphthalic anhydride. PubChem https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/ compound/6693 National Center for Biotechnology Information. (ม.ป.ป). Compound Summary For CID 8143, Octylamine. PubChem. https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Octylamine. National Center for Biotechnology Information. (ม.ป.ป). Compound Summary for CID 81150, 4-Nitro- 1,8-naphthalic anhydride. PubChem. https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/ compound/4-Nitro-1_8-naphthalic-anhydride Noirbent, G., Dumur, F., Recent advances on naphthalic anhydrides and 1,8-naphthalimide-based photoinitiators of polymerization, European Polymer Journal (2020), https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2020.109702 Poddar, M., Sivakumar, G., & Misra, R. (2019). Donor–acceptor substituted 1,8-naphthalimides: design, synthesis, and structure–property relationship. Journal of Materials Chemistry C, (47), 14798-14815. https://doi.org/10.1039/c9tc02634g Triboni, E.R., Fernandes, M.R., Garcia, J.R., Costa Carreira, M., Berlinck, R.G.S., Berci Filho, P., Roman, L.S., Hümmelgen, I.A., Reyes, R., & Cremona, M. (2015). Naphthalimide - derivative with blue electroluminescence for OLED applications. Journal of Taibah University for Science, 2015, 579-585. http://dx.doi.org/10.1016/j.jtusci.2015.03.013 Uerb-im, P. (2015). Synthesis and characterization of hole-transporting materials based on 8 -hydroxyquinoline derivatives for organic light-emitting diodes[Paper presentation]. (Doctoral dissertation, School of Chemistry.Institute of Science. Suranaree University of Technology). Wang, B., Zheng, Y., Wang, T., Ma, D., & Wang, Q. (2021). 1, 8-Naphthalimide - based hybrids for efficient red thermally activated delayed fluorescence organic light - emitting diodes. Organic Electronics, 88, 106012. https://doi.org/10.1016/ j.orgel.2020.106012

37 Wang, Y. F., Lu, H. Y., Chen, C., Li, M., & Chen, C. F. (2019). 1, 8-Naphthalimide-based circularly polarized TADF enantiomers as the emitters for efficient orange-red OLEDs. Organic Electronics, 70, 71-77. https://doi.org/10.1016/j.orgel.2019.03.020 Zagranyarski, Y., Mutovska, M., Petrova, P., Tomova, R., Ivanov, P., & Stoyanov, S. (2021). Dioxin-annulated 1, 8-naphthalimides - synthesis, spectral and electrochemical properties, and application in OLED. Dyes and Pigments, 184, 108585. https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2020.108585

ภาคผนวก

39 ภาคผนวก ก การเตรียมสารละลาย 1. การสังเคราะห์สารผลิตภัณฑ์ ชั่งสาร 4-ไนโตร-1,8-แนฟทาลิก แอนไฮไดรด์ ปริมาณ 0.200 กรัม แล้วเติมลง ในขวดก้นกลม 250 มิลลิลิตร จากนั้นเติมตัวทำละลายเอทานอล ปริมาตร 30.00 มิลลิลิตร ใส่แท่งแม่เหล็กกวนสาร ลงไปในขวดก้นกลมชนิด 2 คอ ขนาด 250 มิลลิลิตร และนำไปรีฟลักซ์บนเตาหลุม ให้ความร้อน เป็นเวลา 1 ชั่วโมง จากนั้นเติมออกทิลลามีน ปริมาตร 0.1359 มิลลิลิตร ลงไปทีละหยด แล้วรีฟลักซ์ ต่อให้ครบ 4 ชั่วโมง และติดตามปฏิกิริยาด้วยแผ่นโครมาโทกราฟีแบบแผ ่นบาง เมื่อตรวจสอบว่า สารตั้งต้นหมดแล้วทำการปิดเครื่องรีฟลักซ์ ตั้งทิ้งไว้ให้เย็นที่อุณหภูมิห้อง และหยุดปฏิกิริยาด้วย การเติมน้ำกลั่นปริมาตร 50.00 มิลลิลิตร ลงไปในขวดก้นกลม 2. การสกัดสารผลิตภัณฑ์ด้วยชุดกรวยแยก นำสารผลิตภัณฑ์ มาสกัดด้วยชุดกรวยแยก นำมาสกัดโดยใช้ตัวทำละลายไดคลอโรมีเทน ปริมาตร 30.00 มิลลิลิตร จำนวน 3 ครั้ง จากนั้นแยกสารชั้นตัวทำละลายอินทรีย์ ใส่ลงในขวดรูปชมพู่ ขนาด 250 มิลลิลิตร นำมาเติม โซเดียมซัลเฟต แอนไฮดรัส แล้วกรองผ่านสำลี จากนั้นนำชั้นตัวทำละลาย อินทรีย์ไประเหยตัวทำละลายด้วยเครื่องระเหยสุญญากาศ 3. การแยกสารผสมให้บริสุทธิ์และตรวจสอบความบริสุทธิ์ของสารด้วยโครมาโทกราฟีแบบคอลัมน์ การเตรียมตัวดูดซับ ใช้ซิลิกาเจลเบอร์ 7734 ปริมาณ 500 กรัม ลงในบีกเกอร์ขนาด 500 มิลลิลิตร เติมระบบตัวทำละลายเฮกเซนต่อไดคลอโรมีเทนปริมาณ 100 มิลลิลิตร ในอัตราส่วน 80 ต่อ 20 มิลลิมิตร ใช้แท่งแก้ว คนสารคนต่อเนื่อง 3 นาที เติมไตรเอทิลเอมีนปริมาตร 5.00 มิลลิลิตร ใช้แท่งแก้วคนสาร เป็นเวลา 5 นาที(ขั้นตอนนี้ทำในตู้ดูดควัน) จากนั้นเทซิลิกาเจลลงในโครมาโทกราฟีแบบคอลัมน์ ทำการเคาะซิลิกาเจลในคอลัมน์ให้แน่นและให้หน้าซิลิกาเจลเสมอกัน นำสารผลิตภัณฑ์ที ่ได้จากการนำไประเหยด้วยเครื ่องระเหยส ุญญากาศ มาโหลดลง โครมาโทกราฟีแบบคอลัมน์ที่เตรียมไว้ ทำการชะสารผลิตภัณฑ์ด้วยตัวทำละลายอินทรีย์ โดยใช้ระบบ ตัวทำละลายเฮกเซนต่อไดคลอโรมีเทนปริมาณ 100 มิลลิลิตร ในอัตราส ่วน 80 ต ่อ 20 มิลลิลิตร แล้วทำการตรวจสอบปฏิกิริยาด้วยแผ่นโครมาโทกราฟีแบบแผ่นบางจนได้สารที่บริสุทธิ์