CN102584599A - 一种光电子材料的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种光电子材料的制备方法，利用3-甲基二苯胺与4，4′-二氯联苯以钯盐为催化剂，以叔丁基膦为助催化剂，以氢氧化钾为缚酸剂，迅速升温，在有机溶剂中反应即得。本发明的一种光电子材料——m-TPD的制备方法主要目的是降低成本，其最终产品的各项性能指标在不低于其他制备方法的产品情况下，具有原料易得，成本低，制备方法操作简单，易于进行后处理，产率相对较高等优点，并且粗产品收率可达95％以上，产品经后处理纯度达到99.80％。

Description

一种光电子材料的制备方法

技术领域

本发明涉及电致发光材料新技术领域，具体涉及一类应用于新型平板显示——有机电致发光器件(OLED)的电子注入和空穴传输材料，也可以应用于激光打印、数字复印、数字印刷等产业的有机光导材料(OPC)——N，N′-二苯基-N，N′-二(3-甲基苯基)-1，1′-联苯-4，4′-二胺(m-TPD)的制备方法。

背景技术

进入信息时代以来，激光打印机和静电复印机已成为办公自动化不可缺少的工具，其核心部件目前都使用有机光导鼓(organic photoconductive drum，简称OPCdrum)。组成有机光导鼓的重要材料为电荷产生材料和电荷传输材料，这种功能分离型结构的有机光导鼓能有效防止光生载流子复合，提高了载流子产生材料的量子效率，从而获得更好的光导性能。

目前比较成功的电荷传输材料大多是空穴传输材料。国外对空穴传输材料的合成、提纯及应用已进行了广泛的研究。我国有机光导产业起步晚，所用材料几乎全部从国外进口，所以开发性能优异的空穴传输材料并实现产业化是有机光导领域的研究重点。三芳胺类化合物是性能良好的空穴传输材料，由于能够在电场作用下形成铵离子自由基使其具有较高的空穴迁移率。其中1，1′-联苯-4，4′-二胺类化合物不仅具有高的空穴迁移率和稳定性，而且因分子中含有甲基等非极性基团使其在树脂中有较大的溶解性，是一类重要的光电子材料。

m-TPD电荷传输材料是一种1，1′-联苯-4，4′-二胺类化合物，该产物的合成方法目前公开的有：

(1)二芳胺与1，4-环己二酮在酸性催化剂存在下进行缩合反应。该反应是以甲苯为溶剂进行回流，条件较为温和。其缺点是1，4-环己二酮难于购买，反应收率低，而且不利于制备苯环上有强的给电子基团的三苯胺衍生物。

(2)通过乌尔曼(Ullmann)反应，由相应的二苯胺与碘代芳烃在铜粉、碳酸钾和相转移催化剂(如聚乙二醇或18-冠-6)或者以1，10-邻菲啰啉和亚铜盐为催化剂的作用下反应，反应一般在N2保护下回流进行。其缺点是工艺较为复杂，，增加相转移催化剂。{ThelakkatM，Shmidt HW.Adv Mater[J]，1998，(10)、KatsumaK，Shirota Y.AdvMater[J]，1998，(10)}

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种光电子材料——m-TPD的制备方法。

本发明的技术方案是：

利用3-甲基二苯胺与4，4′-二氯联苯以钯盐为催化剂，以叔丁基膦为助催化剂，以氢氧化钾为缚酸剂，迅速升温，在有机溶剂中反应，得到m-TPD，其反应方程式为：

其中有机溶剂可以是甲苯、二甲苯、二氯苯等。

具体的：

在装有回流和分水装置的四口烧瓶中，加入二甲苯，搅拌下依次加入4，4′-二氯联苯、3-甲基二苯胺、醋酸钯、叔丁基膦溶液以及氢氧化钾，加热至110～180℃回流反应5～7小时。

反应后，冷却至室温，加入去离子水，洗至水相呈中性，干燥有机相后，用活性炭或活性白土脱色，过滤有机相，析出粗结晶，干燥，得粗产品。

本发明所具有的有益效果：

本发明的一种光电子材料——m-TPD的制备方法主要目的是降低成本，其最终产品的各项性能指标在不低于其他制备方法的产品情况下，具有原料易得，成本低，制备方法操作简单，易于进行后处理，产率相对较高等优点，并且粗产品收率可达95％以上，产品经后处理纯度达到99.80％。

附图说明

图1为本发明的一种光电子材料-m-TPD的光电性能曲线。

具体实施方式

实施例1

1、主要原料

二甲苯    天津市大茂化学试剂厂

4，4-二氯联苯    烟台万润精细化工有限公司

3-甲基二苯胺    河南强盛科技有限公司

醋酸钯    陕西瑞科新材料股份有限公司

三甲基膦二甲苯溶液    河南领先科技药业有限公司

氢氧化钾    天津市大茂化学试剂厂

2、主要仪器

红外光谱仪  生产厂：德国Bruker       型号：Tensor 37

紫外光谱仪  生产厂：美国VARIAN       型号：LBP CARY50

质谱仪      生产厂：美国Agilent      型号：Q-TOF6520

元素分析仪  生产厂：德国Elementer    型号：Varro-ELIII

3、制备方法

在装有回流和分水装置的1000ml的四口烧瓶中，加入500ml二甲苯，搅拌下依次22.3g(0.1mol)的4，4-二氯联苯、39.6g(0.22mol)的3-甲基二苯胺、0.11g(5×10-4mol)的醋酸钯、40ml(0.495mol/L)的三甲基膦二甲苯溶液以及11.2g(0.2mol)的氢氧化钾，加热至144℃回流反应6小时。

反应后，冷却至室温，每次加入约500ml去离子水，洗至水相呈中性，干燥有机相后，用活性白土脱色，过滤有机相，析出粗结晶，干燥，得粗产品49g，收率95.16％，品经后处理纯度达到99.80％。

4、m-TPD的结构分析

(1)紫外光谱

化合物的紫外光谱图中在224nm，307nm和352nm处有三个较强的吸收带。

(2)红外光谱

化合物的红外谱图中不存在原料3-甲基二苯胺和芳氯化合物的特征吸收带，图中各主要吸收峰(cm-1)归属如下：

3030.787处为芳环C-H键伸缩振动的特征吸收带；1588.497和1487.923为苯环骨架振动吸收带，它们一起证明苯环的存在；

1316.626为甲基的对称弯曲振动吸收带，特征性很强；

1276.422为芳胺中C一键伸缩振动吸收带；

697.823为单取代苯环中芳环骨架面外弯曲振动带；757.399为单取代苯环中五个相邻H的面外弯曲振动带；

828.126为间位二取代苯环中孤立H的面外弯曲振动带，809.007为间位二取代苯中三个相邻H的面外弯曲振动带，784.779为芳环骨架面外弯曲振动带。

(3)质谱

化合物的分子量为516，其质谱图中m/z517.3为m-TPD的M+1峰。

(4)元素分析

化合物的元素分析结果如下：

	C含量(％)	N含量(％)	H含量(％)
				理论值	88.37	5.43	6.20
实测值	88.48	5.42	6.26
				相对误差	0.12	0.18	0.97

由上述分析可知实验中合成的化合物结构正确。

5、m-TPD的性能测试

将上述实验合成的m-TPD电荷传输材料与电荷产生材料酞著氧钦(TiOPc)制备成功能膜，测定了m-TPD的光敏性，得到的光电性能曲线见附图1，相关数据如表1所示。

表1 m-TPD的光电性能参数

将本发明制备的m-TPD作为电荷传输材料与电荷产生材料TiOPc制备成功能膜进行光电性能测试，结果表明二者均表现出较高的光电性能，是性能非常优异的电荷传输材料。

由上面分析可知，用m-TPD作为电荷传输材料制备的静电照相感光板具有很好的光电性能，表明m-TPD是性能非常优异的电荷传输材料。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种光电子材料的制备方法，其特征在于：利用3-甲基二苯胺与4，4′-二氯联苯为原料，以钯盐为催化剂，以叔丁基膦为助催化剂，以氢氧化钾为缚酸剂，迅速升温，在有机溶剂中反应，得到m-TPD，其反应方程式为：

2.根据权利要求1所述的一种光电子材料的制备方法，其特征在于：该制备方法具体为：在装有回流和分水装置的烧瓶中，加入有机溶剂，搅拌下依次加入4，4′-二氯联苯、3-甲基二苯胺、钯盐、叔丁基膦溶液以及氢氧化钾，加热至110～180℃回流反应5～7小时；反应后，冷却至室温，加入去离子水，洗至水相呈中性，干燥有机相后，脱色，过滤有机相，析出粗结晶，干燥，得粗产品。

3.根据权利要求1所述的一种光电子材料的制备方法，其特征在于：所述的有机溶剂是甲苯、二甲苯、二氯苯中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种光电子材料的制备方法，其特征在于：所述的钯盐是醋酸钯。

5.根据权利要求1所述的一种光电子材料的制备方法，其特征在于：加热温度为130～180℃

6.根据权利要求1所述的一种光电子材料的制备方法，其特征在于：回流反应6小时。

7.根据权利要求1所述的一种光电子材料的制备方法，其特征在于：脱色用活性炭或活性白土。

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