CN103172677B - 一种有机金属铱配合物发光材料及其合成方法 - Google Patents

一种有机金属铱配合物发光材料及其合成方法 Download PDF

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Abstract

一种有机金属铱配合物发光材料及其合成方法，将有机配体与水合三氯化铱混合在氮气氛围下，再加入四氢呋喃与水的混合溶剂，氮气氛围中加热，冷至室温；将反应混合液分液得到四氢呋喃有机层，并干燥，除去四氢呋喃溶剂，得到金属铱二聚体配合物；再将金属铱二聚体配合物与乙酰丙酮铊完全溶解于二氯甲烷中，氮气氛围中室温搅拌；然后将其在层析硅胶柱或者自制薄层硅胶色谱板上纯化，得到最终产品即有机金属铱配合物发光材料；本发明以四氢呋喃与水混合溶剂作为合成有机金属铱配合物的反应溶剂，可以显著提高有机金属铱配合物的合成产率，简化反应后处理，既能缩短后处理时间，还能节约能源。

Description

一种有机金属铱配合物发光材料及其合成方法
技术领域
本发明涉及有机发光材料领域，特别涉及一种有机金属铱配合物发光材料及其合成方法。
背景技术
有机发光材料是一种在光激发或者电激发条件下可以发光的有机化合物。由这类材料制备的各类新型显示器以及照明灯运行电压低，发光亮度高，节能环保。尤其是有机金属铱配合物发光材料因为可以同时利用分子单线态与三线态发光，从而使发光内量子效率理论上可以达到100%，受到越来越广泛的关注。但是目前有机金属铱配合物的合成却因传统的乙二醇乙醚与水的混合反应溶剂对反应中间产物金属铱二聚体配合物的溶解性较差导致反应产率很低甚至不反应。另外，乙二醇乙醚与水的混合溶剂属于高沸点溶剂，反应后要将其彻底除去需要在真空干燥箱中干燥近10个小时，既耗费能源，还需要较长时间。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种有机金属铱配合物发光材料及其合成方法，以四氢呋喃与水混合溶剂作为合成有机金属铱配合物的反应溶剂，可以提高反应产率，减少后处理时间，节约能源。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种有机金属铱配合物发光材料，
其化学式为：C71H69B2IrN2O2，分子结构式为：
或其化学式为：C99H93B2IrN2O2Si2，分子结构式为：
或其化学式为：C75H73B2IrN2O6S2，分子结构式为：
上述有机金属铱配合物发光材料的合成方法，包括以下步骤：
第一步：将有机配体与水合三氯化铱按照物质的量（2-3）：1的比例投入反应容器中，在氮气氛围下，向所述反应容器中再加入可将反应物溶解的四氢呋喃与水的混合溶剂，混合溶剂中四氢呋喃与水的体积比为（2-5）:1，氮气氛围中加热至100℃至110℃，搅拌12小时后冷至室温；所述的有机配体包括2-苯基吡啶及其衍生化合物，2-苯基异喹啉及其衍生化合物，2-苯基喹啉及其衍生化合物，2-苯基噻唑及其衍生化合物，2-苯基苯并噻唑及其衍生化合物等含有C^N双齿配位结构的化合物；
第二步：将步骤一中最终的反应混合液转移至分液漏斗中分液，得到上层为四氢呋喃有机层，并用无水硫酸镁将四氢呋喃有机层干燥，用旋转蒸发仪除去四氢呋喃溶剂，即可得到反应中间产物——金属铱二聚体配合物；
第三步：无需纯化金属铱二聚体配合物，直接将金属铱二聚体配合物与乙酰丙酮铊完全溶解于二氯甲烷中，金属铱二聚体配合物与乙酰丙酮铊按照物质的量比例为：（2-3）：1，氮气氛围中室温搅拌12小时；
第四步：将步骤三所得的反应溶液浓缩得到粗产品，然后将其在层析硅胶柱或者自制薄层硅胶色谱板上纯化，得到最终产品即有机金属铱配合物发光材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果是四氢呋喃与水的混合溶剂与传统的乙二醇乙醚与水的混合溶剂相比，对中间产物金属铱二聚体配合物的溶解性要好，可以提高反应原料向中间产物金属铱二聚体配合物的传化率。此外，在后处理过程中，通过分液可以除去溶剂里绝大部分的水，溶剂中低沸点的四氢呋喃可以用旋转蒸发仪快速除去而不必使用真空干燥箱，后处理时间可以缩短到1小时之内。所以，合成有机金属铱配合物时使用四氢呋喃与水的混合溶剂不但可以显著提高反应产率，并且能够简化反应后处理过程，节约能源及时间。
附图说明
图1为按本发明合成金属铱配合物Ir1的路线图。
图2为按本发明合成金属铱配合物Ir2的路线图。
图3为按本发明合成金属铱配合物Ir3的路线图。
图4为按本发明所选择的三个实施例合成的金属铱配合物Ir1、Ir2以及Ir3的发光谱图。
其中：IrCl3·H2O为水合三氯化铱，L1，L2，L3为三种有机配体，M1，M2，M3为相应的中间产物金属铱二聚体配合物，Ir1，Ir2，Ir3为相应的有机金属铱配合物，THF/H2O表示四氢呋喃与水的混合溶剂，CH2Cl2为二氯甲烷，r.t.表示室温，h代表小时，wavelength为波长，PL intensity(a.u.)为发光强度。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
实施例一：
本实施例的有机金属铱配合物发光材料，化学式为
C71H69B2IrN2O2，结构式为
金属铱配合物Ir1，参照附图1，其合成路线包括以下步骤：
第一步：将0.30克有机配体L1与0.10克水合三氯化铱投入反应容器中，氮气氛围中加入30毫升四氢呋喃与水的混合溶剂，混合溶剂中四氢呋喃与水的体积比为3:1，氮气氛围中加热至100℃至110℃，搅拌12小时后冷至室温；
第二步：将步骤一中最终的反应混合液转移至分液漏斗中分液，得到上层为四氢呋喃有机层，并用无水硫酸镁将四氢呋喃有机层干燥，用旋转蒸发仪除去四氢呋喃溶剂，即可得到反应中间产物——金属铱二聚体配合物M1；
第三步：无需纯化金属铱二聚体配合物M1，直接将金属铱二聚体配合物M1与乙酰丙酮铊完全溶解于二氯甲烷中，金属铱二聚体配合物与乙酰丙酮铊按照物质的量比例为：2.4：1，氮气氛围中室温搅拌12小时；
第四步：将反应溶液浓缩得到粗产品，然后将其在自制薄层硅胶色谱板上纯化，最终得到0.20克红色固体Ir1，产率为56%。
其核磁表征数据为：
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)=8.54(d,2H),8.41(d,2H),8.24(s,2H),7.85(d,2H),7.64(t,2H),7.41(m,4H),6.79(s,8H),6.71(d,2H),6.36(d,2H),5.22(s,1H),2.30(s,12H),2.01(s,24H),1.78(s,6H).
根据上述数据，说明本实施例合成的即为Ir1。
实施例二：
本实施例的有机金属铱配合物发光材料，化学式为
C99H93B2IrN2O2Si2，结构式为
金属铱配合物Ir2，参照附图2，其合成路线包括以下步骤：
第一步：将0.42克有机配体L2与0.10克水合三氯化铱投入反应容器中，氮气氛围中加入30毫升四氢呋喃与水的混合溶剂，混合溶剂中四氢呋喃与水的体积比为3:1，氮气氛围中加热至100℃至110℃，搅拌12小时后冷至室温；
第二步：将步骤一中最终的反应混合液转移至分液漏斗中分液，得到上层为四氢呋喃有机层，并用无水硫酸镁将四氢呋喃有机层干燥，用旋转蒸发仪除去四氢呋喃溶剂，即可得到反应中间产物——金属铱二聚体配合物M2；
第三步：无需纯化金属铱二聚体配合物M2，直接将其与乙酰丙酮铊溶于适量二氯甲烷中，金属铱二聚体配合物M2与乙酰丙酮铊按照物质的量比例为：2.2：1，氮气氛围中室温搅拌12小时；
第四步：将反应溶液浓缩得到粗产品，然后将其在自制薄层硅胶色谱板上纯化，最终得到0.18克红色固体Ir2，产率为35%。
其核磁表征数据为：
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)=8.36(s,2H),7.56(d,2H),7.49(t,4H),7.32(m,18H),7.21(m,12H),6.90(d,2H),6.73(s,8H),6.63(s,2H),4.90(s,1H),2.27(s,12H),1.80(s,24H),1.25(s,6H).
根据上述数据，说明本实施例合成的即为Ir2。
实施例三
本实施例的有机金属铱配合物发光材料，化学式为
C75H73B2IrN2O6S2，结构式为
金属铱配合物Ir3，参照附图3，其合成路线包括以下步骤：
第一步：将0.45克有机配体L3与0.11克水合三氯化铱投入反应容器中，氮气氛围中加入30毫升四氢呋喃与水的混合溶剂，混合溶剂中四氢呋喃与水的体积比为3:1，氮气氛围中加热至100℃至110℃，搅拌12小时后冷至室温；
第二步：将步骤一中最终的反应混合液转移至分液漏斗中分液，得到上层为四氢呋喃有机层，并用无水硫酸镁将四氢呋喃有机层干燥，用旋转蒸发仪除去四氢呋喃溶剂，即可得到反应中间产物——金属铱二聚体配合物M3；
第三步：无需纯化金属铱二聚体配合物M3，直接将其与乙酰丙酮铊溶于适量二氯甲烷中，金属铱二聚体配合物M3与乙酰丙酮铊按照物质的量比例为：2.9：1，氮气氛围中室温搅拌12小时；
第四步：将反应溶液浓缩得到粗产品，然后将其在自制薄层硅胶色谱板上纯化，最终得到0.10克红色固体Ir3，产率为18%。
其核磁表征数据为：
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)=8.44(s,2H),7.84(dd,4H),7.56(d,2H),7.47(d,2H),7.42(t,3H),7.27(m,6H),6.84(s,8H),6.66(s,2H),5.01(s,1H),2.31(s,12H),2.07(s,24H),1.29(s,6H).
根据上述数据，说明本实施例合成的即为Ir3。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了说明，但这些说明不能被理解为限制了本发明的范围，本发明的保护范围由随附的权利要求书限定，任何在本发明权利要求基础上的改动都是本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种有机金属铱配合物发光材料，其特征在于：
其化学式为：C71H69B2IrN2O2，分子结构式为：
或其化学式为：C99H93B2IrN2O2Si2，分子结构式为：
或其化学式为：C75H73B2IrN2O6S2，分子结构式为：
2.基于权利要求1所述的一种有机金属铱配合物发光材料的合成方法，其特征在于，化学式为C71H69B2IrN2O2，结构式为
的材料的制备方法包括以下步骤：
第一步：将0.30克结构式为的有机配体L1与0.10克水合三氯化铱投入反应容器中，氮气氛围中加入30毫升四氢呋喃与水的混合溶剂，混合溶剂中四氢呋喃与水的体积比为3:1，氮气氛围中加热至100℃至110℃，搅拌12小时后冷至室温；
第二步：将步骤一中最终的反应混合液转移至分液漏斗中分液，得到上层为四氢呋喃有机层，并用无水硫酸镁将四氢呋喃有机层干燥，用旋转蒸发仪除去四氢呋喃溶剂，即可得到一种分子中含有2个金属铱原子的反应中间产物——金属铱二聚体配合物M1；
第三步：无需纯化金属铱二聚体配合物M1，直接将金属铱二聚体配合物M1与反应物乙酰丙酮铊完全溶解于二氯甲烷中，金属铱二聚体配合物与乙酰丙酮铊按照物质的量比例为：2.4：1，氮气氛围中室温搅拌12小时；
第四步：将反应溶液浓缩得到粗产品，然后将其在自制薄层硅胶色谱板上纯化，最终得到0.20克红色固体Ir1，产率为56％。
3.基于权利要求1所述的一种有机金属铱配合物发光材料的合成方法，其特征在于，化学式为C99H93B2IrN2O2Si2，结构式为的材料的制备方法包括以下步骤：
第一步：将0.42克结构式为的有机配体L2与0.10克水合三氯化铱投入反应容器中，氮气氛围中加入30毫升四氢呋喃与水的混合溶剂，混合溶剂中四氢呋喃与水的体积比为3:1，氮气氛围中加热至100℃至110℃，搅拌12小时后冷至室温；
第二步：将步骤一中最终的反应混合液转移至分液漏斗中分液，得到上层为四氢呋喃有机层，并用无水硫酸镁将四氢呋喃有机层干燥，用旋转蒸发仪除去四氢呋喃溶剂，即可得到一种分子中含有2个金属铱原子的反应中间产物——金属铱二聚体配合物M2；
第三步：无需纯化金属铱二聚体配合物M2，直接将其与反应物乙酰丙酮铊完全溶解于二氯甲烷中，金属铱二聚体配合物M2与乙酰丙酮铊按照物质的量比例为：2.2：1，氮气氛围中室温搅拌12小时；
第四步：将反应溶液浓缩得到粗产品，然后将其在自制薄层硅胶色谱板上纯化，最终得到0.18克红色固体Ir2，产率为35％。
4.基于权利要求1所述的一种有机金属铱配合物发光材料的合成方法，其特征在于，化学式为C75H73B2IrN2O6S2，结构式为的材料的制备方法包括以下步骤：
第一步：将0.45克结构式为的有机配体L3与0.11克水合三氯化铱投入反应容器中，氮气氛围中加入30毫升四氢呋喃与水的混合溶剂，混合溶剂中四氢呋喃与水的体积比为3:1，氮气氛围中加热至100℃至110℃，搅拌12小时后冷至室温；
第二步：将步骤一中最终的反应混合液转移至分液漏斗中分液，得到上层为四氢呋喃有机层，并用无水硫酸镁将四氢呋喃有机层干燥，用旋转蒸发仪除去四氢呋喃溶剂，即可得到一种分子中含有2个金属铱原子的反应中间产物——金属铱二聚体配合物M3；
第三步：无需纯化金属铱二聚体配合物M3，直接将其与反应物乙酰丙酮铊完全溶解于二氯甲烷中，金属铱二聚体配合物M3与乙酰丙酮铊按照物质的量比例为：2.9：1，氮气氛围中室温搅拌12小时；
第四步：将反应溶液浓缩得到粗产品，然后将其在自制薄层硅胶色谱板上纯化，最终得到0.10克红色固体Ir3，产率为18％。
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