CN102786465A - 一种基于苯咔唑的多臂结构芴基蓝光材料 - Google Patents

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赖文勇
李喆
黄维
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Abstract

本发明涉及一种蓝光材料，更具体地涉及一种基于苯咔唑的多臂结构芴基蓝光材料，它是以苯咔唑为核、以拉电子端基修饰的寡聚芴为枝臂的多臂结构芴基衍生物，其通式结构如下式I所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
-----I）其中，R为C1?C20的烷基；X为封端基团，选自以下基团之一：
Figure DEST_PATH_IMAGE004
；n代表9,9-二烷基取代芴的数目，具体为1,2,3。该类材料表现出优异的光发射性能、热稳定性能、无定形性能、成膜稳定性能以及光谱热稳定性能；可作为发光材料广泛应用于有机发光器件，特别是稳定高效蓝色有机电致发光器件。

Description

一种基于苯咔唑的多臂结构芴基蓝光材料
技术领域
本发明涉及一种有机发光材料，更具体地涉及一种蓝光材料，它以苯咔唑为核、以拉电子端基修饰的寡聚芴为枝臂的多臂结构芴基衍生物，属于电致发光材料技术领域。
背景技术
有机/高分子电致发光器件(Organic/Polymer Light-Emitting Device, OLED/PLED)是当前科学研究的热点，以它制成的显示器具有高画质、能耗低、大屏幕、可折叠、质轻而薄、制膜方法简单且廉价以及加工成本低等优点。高分子PLED材料和结构的基本专利主要掌握在英国CDT公司和美国DuPont公司。在有源驱动方面，日本的三洋、Sharp、SEL、韩国的三星、LG以及台湾的工研院都掌握了一定量的核心专利。在有机电致发光显示器中，稳定的红、绿和蓝三基色对于实现大面积全彩色显示非常重要。但是目前只有绿光和红光材料满足商业应用所必需的发光效率和寿命，实现高稳定、高效率的蓝光材料仍然是具有挑战性的课题。
为了得到稳定高效的蓝光材料，近年国内外进行了大量的研究。主要集中在线型聚合物的研究开发上。常见的结构单元包括苯、芴、咔唑、对苯乙炔撑、噻吩以及它们的衍生物等。但是线型刚性的共轭分子链结构使得材料易于发生п-п堆积，影响蓝光发射性能，难以实现商业化。最近的一些研究显示，单分散寡聚芴材料的器件性能和光谱性能比线型聚芴材料明显优越很多。尤其通过构建的三维结构增加了材料的空间位阻效应，降低了刚性共轭材料的聚集行为，提高光发射性能。
苯咔唑是一种具有刚性平面联苯单元结构的化合物，具有高的荧光量子效率、优良的光、热稳定性，而且易于化学修饰，得到人们的广泛关注和研究。我们在前期的研究工作开发了一类基于苯咔唑为核，以拉电子端基修饰的寡聚芴为枝臂的多臂结构芴基化合物，实现了高效稳定的蓝光电致发光器件（Chemistry Letters, 2009, 38, 392–393）。初步的研究结果显示这类化合物材料是一类非常具有应用潜力的蓝光材料。它们具有明确的化学结构、具有适中的分子量和高度支化的分子结构，可以得到相当高的化学纯度、具有高度的无定形性能、可以通过简易的溶液成膜方式制备高性能的薄膜器件。这些独特的特性使这类多臂结构材料在实现稳定高效的有机薄膜光电器件如有机电致发光器件（OLEDs）和有机激光等方面具有相当可观的应用前景。
为了进一步提高这一类材料的光、热、电稳定性，有必要优化其分子结构设计，以更好地满足实用化的要求。
发明内容
技术问题：本发明的目的是提供一种基于苯咔唑的多臂结构芴基蓝光材料，解决制约OLED实现全彩显示的蓝光问题，该多臂结构材料可作为发光材料广泛应用于有机发光器件，特别是稳定高效蓝色有机电致发光器件。
技术方案：本发明提出一种是以苯咔唑为核、以拉电子端基修饰的寡聚芴为枝臂的多臂结构芴基衍生物作为高性能蓝光材料的应用。
本发明提供的基于苯咔唑的多臂结构芴基蓝光材料，以苯咔唑为核心、以拉电子端基修饰的寡聚芴为枝臂的多臂结构芴基化合物，其通式结构如下式I所示：
-----I）
其中，R 为C1C20的烷基；
X 为封端基团，选自以下基团之一：
；
n代表9,9-二烷基取代芴的数目，具体为1, 2, 3。
所述的X选为时，该材料具有如通式II的结构：
Figure 2012101479743100002DEST_PATH_IMAGE008
----- II）
其中，R 为C1C20的烷基；n代表9,9-二烷基取代芴的数目，具体为1, 2, 3。
所述的X选为
Figure 2012101479743100002DEST_PATH_IMAGE010
时，该材料具有如通式III的结构：
Figure 2012101479743100002DEST_PATH_IMAGE012
----- III）
其中，R 为C1C20的烷基；n代表9,9-二烷基取代芴的数目，具体为1, 2, 3。
有益效果：本发明提出的苯咔唑-芴多臂结构材料具有明确的化学结构、具有适中的分子量，可以通过常规的柱层析方法提纯得到相当高的化学纯度。高度支化的分子结构，显著增加了目标材料的三维空间位阻效应，使得得到的刚性分子链之间的相互作用和堆积受到限制，有效地抑制了材料的结晶性，提高了无定形性能和成膜性能，同时降低了材料在固态时的淬灭作用，显著增强了目标材料的固态光发射性能。这一类分子材料融合了小分子材料和高分子聚合物材料各自的优势，可以通过简易的溶液成膜方式制备高性能的薄膜器件，有效地克服了聚合物材料所固有的一些缺陷。同时由于拉电子基团的引入可有效提高目标多臂结构材料的电子注入和传输性能，以及得到色纯度更好的蓝光发射性能。这些独特的特性使得这一类新颖多臂结构材料可作为发光材料广泛应用于有机发光器件，特别是稳定高效蓝色有机电致发光器件。
附图说明
图1为合成实施例中得到的苯咔唑-芴多臂结构材料P1的1H NMR图。
图2为合成实施例中得到的苯咔唑-芴多臂结构材料P2的1H NMR图。
图3为苯咔唑-芴多臂结构材料P1的在薄膜状态下的紫外吸收光谱图。
图4为苯咔唑-芴多臂结构材料P1的在薄膜状态下的荧光发射光谱图。
图5为苯咔唑-芴多臂结构材料P2的在薄膜状态下的紫外吸收光谱图。
图6为苯咔唑-芴多臂结构材料P2的在薄膜状态下的荧光发射光谱图。
具体实施方式
基于苯咔唑的多臂结构芴基蓝光材料，以苯咔唑为核心、以拉电子端基修饰的寡聚芴为枝臂的多臂结构芴基化合物，其通式结构如下式I所示：
-----I）
其中，R 为C1C20的烷基；
X 为封端基团，选自以下基团之一：
Figure DEST_PATH_IMAGE004A
；
n代表9,9-二烷基取代芴的数目，具体为1, 2, 3。
所述的X选为
Figure DEST_PATH_IMAGE006A
时，该材料具有如通式II的结构：
----- II）
其中，R 为C1C20的烷基；n代表9,9-二烷基取代芴的数目，具体为1, 2, 3。
所述的X选为
Figure DEST_PATH_IMAGE010A
时，该材料具有如通式III的结构：
Figure DEST_PATH_IMAGE012A
----- III）
其中，R 为C1C20的烷基；n代表9,9-二烷基取代芴的数目，具体为1, 2, 3。
以下通过若干实施例对本发明做进一步说明，但实施例不限制本发明的涵盖范围：
实施例1：
Figure DEST_PATH_GDA00002139152900063
根据反应路线1，将化合物1溶于DMSO溶剂中，在室温的条件下与溴己烷反应 后，得到化合物2。化合物2溶于甲苯溶剂中，与化合物6在四三苯基磷钯做催化剂的条件下发生Suzuki偶联反应制得，得到化合物3。向化合物3中缓慢滴加用二氯甲烷稀释的液溴，反应得化合物4，化合物4与化合物11在四三苯基磷钯做催化剂的条件下发生Suzuki偶联反应制得目标化合物8。最后，化合物8与化合物9在四三苯基磷钯做催化剂的条件下发生Suzuki偶联反应制得目标化合物P1。
【反应路线1】
(A)溴己烷，KOH(研磨)，KI，DMSO，室温；(B)Pd(PPh3)4，2M K2CO3/H2O，甲苯；(C)液溴，避光，0℃；
实施例2
Figure DEST_PATH_GDA00002139152900081
根据反应路线2，化合物1溶于DMSO溶剂中，在室温的条件下与溴己烷反应后，得到化合物2。化合物2溶于甲苯溶剂中，与化合物6在四三苯基磷钯做催化剂的条件下发生Suzuki偶联反应制得，得到化合物3。向化合物3中缓慢滴加用二氯甲烷稀释的液溴，反应得化合物4。化合物4与化合物10在四三苯基磷钯做催化剂的条件下发生Suzuki偶联反应制得目标化合物5。最后，化合物5与化合物9在四三苯基磷钯做催化剂的条件下发生Suzuki偶联反应制得目标化合物P2。
【反应路线2】
Figure DEST_PATH_GDA00002139152900091
(A)溴己烷，KOH(研磨)，KI，DMSO，室温；(B)Pd(PPh3)4，2M K2CO3/H2O，甲苯；(C)液溴，避光，0℃；
实施例3：
根据反应路线3，化合物13溶于DMSO溶剂中，在室温的条件下与溴己烷反应后，得到化合物14。化合物14溶于甲苯溶剂中，与化合物6在四三苯基磷钯做催化剂的条件下发生Suzuki偶联反应制得，得到化合物15。向化合物15中缓慢滴加用二氯甲烷稀释的液溴，反应得化合物16。化合物10与化合物16在四三苯基磷钯做催化剂的条件下发生Suzuki偶联反应制得目标化合物17。最后，化合物9与化合物17在四三 苯基磷钯做催化剂的条件下发生Suzuki偶联反应制得目标化合物P3。
[0027] 【反应路线3】
(A)溴己烷，KOH(研磨)，KI，DMSO，室温；(B)Pd(PPh3)4，2M K2CO3/H2O，甲苯；(C)液溴，避光，0℃；
尽管我们结合示例性的实施方式，具体地描述了本发明，但是本领域技术人员应当理解，在不脱离上述权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上做出各种修饰和改变。

Claims (3)

1. 一种基于苯咔唑的多臂结构芴基蓝光材料，其特征在于该材料以苯咔唑为核心、以拉电子端基修饰的寡聚芴为枝臂的多臂结构化合物，其通式结构如下式I所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
-----I）
其中，R 为C1−C20的烷基；
X 为封端基团，选自以下基团之一：
Figure DEST_PATH_IMAGE004
；
n代表9,9-二烷基取代芴的数目，具体为1, 2, 3。
2. 根据权利要求1所述的基于苯咔唑的多臂结构芴基蓝光材料，其特征在于该材料中的X选择
Figure DEST_PATH_IMAGE006
时，其通式结构如下式II所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE008
----- II）
其中，R 为C1−C20的烷基；n代表9,9-二烷基取代芴的数目，具体为1, 2, 3。
3. 根据权利要求1所述的基于苯咔唑的多臂结构芴基蓝光材料，其特征在于该材
料中的X选择
Figure DEST_PATH_IMAGE010
时，其通式结构如下式III所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE012
----- III）
其中，R 为C1−C20的烷基；n代表9,9-二烷基取代芴的数目，具体为1, 2, 3。
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