Benzobisoxazole 분자를 활용한 치환기 효과의 표준화

Recently, it was reported that the benzobisoxazole (BBO) molecule can be used for independent modulation of the HOMO and LUMO energy levels. In this study, we utilized this interesting property of BBO to quantitatively investigate the substituent effects according the substituents. We designed and proposed four BBO model systems (1BBO, 2BBO, 3BBO and 4BBO) by extending the π-conjugation lengths based on a BBO molecule. Two directions of substitution (x-axis and y-axis) and 15 various substituents were considered. From strong correlation between the LUMO energy levels of x-axis substitution and HOMO energy levels of y-axis substitution calculated from DFT method, it is found that the standardization of substitution effects can be established from BBO model systems. In addition, we demonstrated that the HOMO values of y-axis substituted 3BBO show the best performance to define the order of substituent effects. Our proposed way can be used to expect the substituent effect of any arbitrary substituents and develop the organic sensors and organic light emitting diodes. 최근에 benzobisoxazole (BBO) 분자가 HOMO와 LUMO 에너지 준위를 각각 독립적으로 조절하는데 사용될 수 있다는 연구가 보고되었다. 이 연구에서는 이 흥미로운 BBO 분자의 특성을 치환기에 따른 치환기 효과를 정량적으로 조사하는데 이용해보았다. BBO 분자를 중심으로 π-컨쥬게이션 길이를 확장시켜 4개의 BBO 모델 시스템을(1BBO, 2BBO, 3BBO, 4BBO) 디자인하고 제안했다. 치환은 두 방향(x-축, y-축), 총 15개의 치환기가 고려되었다. DFT 방법으로 계산된 x-축 치환 LUMO 에너지 준위와 y-축 치환 HOMO 에너지 준위 사이의 강한 상관관계로부터, BBO 모델 시스템들이 치환기 효과를 표준화 할 수 있음을 밝혔다. 또한 3BBO 시스템의 x-축 치환 HOMO 에너지 준위가 치환기 효과의 순서를 규정하는데 가장 적합한 것을 입증했다. 우리가 제안한 방법은 어떤 임의의 치환기에 대한 치환기 효과를 예측하는데 활용 될 수 있고, 유기 센서나 유기 발광 다이오드 개발에 활용될 수 있다.