CN103254892A - 一种固态宽带蓝光发射有机发光材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种式Ⅰ所示的固态宽带蓝光发射有机发光材料及其制备方法：
Figure DDA00003302819900011
其中R为H或OCH3。本发明将二种功能性结构单元喹喔啉基和哒嗪酮基经有效结合，形成了喹喔啉功能化的哒嗪酮类有机发光分子。本发明提供的双杂环哒嗪酮类化合物结构稳定、易于保存，在氯仿溶液中均显示良好的紫外吸收和较强的荧光发射性能，有望成为一种获得白光的新型有机有机材料。本发明的制备方法简单，所得发光材料稳定性好，可用于发光器件、白光照明或荧光探针等领域。本发明拓展了喹喔啉哒嗪酮类化合物的研究和应用领域。

Description

一种固态宽带蓝光发射有机发光材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及有机发光材料技术领域，具体涉及一种固态宽带蓝光发射有机发光材料及其制备方法。
背景技术：
有机发光材料广泛应用于有机电致发光器件（OLED）、有机固体激光器、有机光伏电池以及有机荧光传感器等领域。因此，设计开发具有高荧光效率、波长可调的有机发光材料，对于有机光电子产业发展是十分迫切和必要的，同时也是一项极具挑战性和重要意义的工作。
目前，有机发光材料研究的一个热点问题就是如何改进材料的固态发射性能，因为多数情况下，有机发光材料往往在稀溶液中显示出强的荧光，而在固态或聚集态时则仅有较弱的荧光或几乎不发光，所以研究开发强的固态荧光发射材料成为当前光电材料领域的一个极为重要的课题。
孙一峰等(Yi-Feng Sun,Zhi-Yong Chen,Li Zhu,Shu-Hong Xu,Ren-Tao Wu,Yi-Ping Cui,Tunable solid-state fluorescence emission and red upconversion luminescence of novelanthracene-based fluorophores,Coloration Technology,2013,129,165-175.)报道了一种蒽乙烯基喹喔啉化合物，发现该化合物在溶液和固态时均具有较好的绿色发光特性。
哒嗪酮衍生物是一类具有多种生物活性的有机杂环化合物，其应用范围涉及杀虫、除草、止痛消炎、抗肿瘤、抗血小板聚集、抗高血压等诸多领域。特别是，含哒嗪酮化合物的农药往往具有高活性、环境友好、易于降解等优点。目前，许多哒嗪酮类农药和药物已经商品化。
尽管喹喔啉和哒嗪酮衍生物得到了研究人员的极大重视，开展了广泛的研究，但是，有关哒嗪酮衍生物的研究往往仅限于医药和农药领域，而作为光学材料的研究极少。另一方面，将喹喔啉结构单元与哒嗪酮单元相结合，从而形成喹喔啉功能化的哒嗪酮类化合物，并考察其光物理特性等方面的研究，未见报道。
发明内容：
本发明的目的是提供一种固态宽带蓝光发射有机发光材料。
本发明是通过以下技术方案予以实现的：
一种式Ⅰ所示的固态宽带蓝光发射有机发光材料：
Figure BDA00003302819700021
其中R为H或OCH3。
本发明的另一个目的是提供上述有机发光材料的制备方法。
本发明所述的有机发光材料的合成路线如下：
Figure BDA00003302819700031
其中R为H或OCH3。
将摩尔比为1:1～1.1的式Ⅱ所示的芳香基二取代的乙二酮(简称化合物Ⅱ)和式Ⅲ所示的6-(3,4-二氨基苯基)-5-甲基-4,5-二氢哒嗪-3(2H)-酮(简称化合物Ⅲ)溶于有机溶剂中，搅拌回流下进行缩合反应，制备得到目标产物。
所述有机溶剂为无水乙醇或冰乙酸或无水乙醇及催化量冰乙酸的混合物。
本发明还保护所述的固态宽带蓝光发射有机发光材料的应用，用于发光器件、白光照明或作为荧光材料用于荧光探针领域。
本发明将二种功能性结构单元喹喔啉基和哒嗪酮基经有效结合，形成了喹喔啉功能化的哒嗪酮类有机发光分子。
本发明所提供的双杂环哒嗪酮类化合物结构稳定、易于保存，在氯仿溶液中均显示良好的紫外吸收和较强的荧光发射性能。该有机发光材料，在氯仿溶液中发出强的蓝色荧光，其发射波长为410-446nm；固态时，在325nm激光激发下，呈现宽带蓝光发射，其发射峰为435-490nm，发光光谱几乎覆盖整个可见区域，并伴有多峰或肩缝结构。经计算，色坐标为（X=0.24-0.25,Y=0.33-0.34），尽管处于蓝光区域，但比较接近于白光区域，可以通过进一步结构修饰来获得白光，因此，有望成为一种获得白光的新型有机有机材料。
本发明所提供的制备方法简单，所得发光材料稳定性好，可用于发光器件、白光照明、荧光探针等领域。本发明拓展了喹喔啉哒嗪酮类化合物的研究和应用领域。
附图说明：
图1是实施例1和2得到的目标产物在氯仿溶液中的紫外吸收光谱图；
图2是实施例1得到的目标产物在氯仿溶液中的激发和发射光谱图；
图3是实施例2得到的目标产物在氯仿溶液中的激发和发射光谱图；
图4是实施例1和2得到的目标产物的固态发光光谱图；
其中，Ia、Ib分别表示实施例1、实施例2得到的化合物。
具体实施方式：
下面结合实施例，对本发明的技术方案进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
本发明用到的实验仪器与型号：Bruker AVANCE-300核磁共振波谱仪；HORIBAJobin-Yvon Aqualog吸收和三维荧光扫描光谱仪；Horiba Jobin-Yvon LabRam HR800激光拉曼光谱仪
实施例1：4,5-二氢-5-甲基-6-(2,3-二苯基-6-喹喔啉基)-3(2H)哒嗪酮(化合物Ia)的合成
Figure BDA00003302819700041
将苯偶酰（即二苯基乙二酮，此时化合物Ⅱ中R选自H，0.001mol)和6-(3,4-二氨基苯基)-5-甲基-4,5-二氢哒嗪-3(2H)-酮(化合物Ⅲ,0.001mol)溶于30毫升冰乙酸中，搅拌回流反应6～8小时；冷却至室温，搅拌下将反应液倾入冰水中，用氨水调节pH=7，所得固体物质抽滤，用水洗涤三次，粗产品以乙醇-丙酮混合溶剂重结晶，得到白色絮状固体，产率68%。熔点为241-243℃。
1H NMR(300MHz,CDCl3/TMS)δ:1.36(d,J=7.5Hz,3H),2.57(d,J=16.5Hz,1H),2.83(dd,J=16.9,6.9Hz,1H),3.56-3.61(m,1H),7.34-7.39(m,6H),7.51-7.56(m,4H),8.18(d,J=9.0Hz,1H),8.39(d,J=2.1Hz,1H),8.41(dd,J=8.7,2.1Hz,1H),8.91(s,1H);13C NMR(75MHz,CDCl3/TMS)δ:16.47,27.94,33.89,126.41,127.51,128.35,128.42,129.08,129.12,129.56,129.77,129.89,135.68,138.68,138.78,141.10,141.96,152.60,154.08,154.10,166.64。
实施例2
4,5-二氢-5-甲基-6-(2,3-二(4-甲氧基苯基)-6-喹喔啉基)-3(2H)哒嗪酮(化合物Ib)的合成
Figure BDA00003302819700051
按实施例1的方法，由茴香偶酰（化合物Ⅱ中R选自OCH3）和6-(3,4-二氨基苯基)-5-甲基-4,5-二氢哒嗪-3(2H)-酮(化合物Ⅲ)反应得到，不同的是茴香偶酰和化合物Ⅲ的摩尔比为1:1.1,溶剂为无水乙醇，产物为淡黄色固体，产率71%。熔点为165-167℃。
1H NMR(300MHz,CDCl3/TMS)δ:1.35(d,J=7.5Hz,3H),2.56(d,J=16.5Hz,1H),2.82(dd,J=16.9,6.9Hz,1H),3.55-3.62(m,1H),3.84(s,6H),6.87-6.91(m,4H),7.49-7.53(m,4H),8.12(dd,J=8.4Hz,1H),8.33(s,1H),8.35(dd,J=8.1,2.1Hz,2H),8.98(s,1H);13C NMR(75MHz,CDCl3/TMS)δ:16.46,27.94,33.90,55.35,113.84,113.91,126.29,127.05,129.36,131.20,131.29,131.35,131.39,135.40,140.87,141.80,152.79,153.64,160.35,160.41,166.66。
实施例3化合物荧光性能测试
将实施例1和2得到的化合物（Ia，Ib）分别配制成浓度为2×10-5M氯仿溶液。用1厘米荧光池在HORIBA Jobin Yvon Aqualog吸收和三维荧光扫描光谱仪上测定紫外吸收和荧光性能，结果如图1-3所示。
固态光致发光光谱用Horiba Jobin-Yvon LabRam HR800激光拉曼光谱仪测定，激发光源为325nm He–Cd激光器，结果见图4。
同时观察实施例1得到的化合物Ia的固态粉末及其氯仿溶液在白光和365nm紫外灯照射下的荧光颜色，白光照射下，化合物Ia在溶液和固态时分别为无色溶液和白色固体；365nm紫外灯照射下，化合物Ia在溶液和固态时分别发出蓝色荧光和蓝色（近白色）荧光。
由图1可知，实施例1和2得到的化合物在250nm～450nm波段均有二个明显的吸收带，峰位分别是～283nm和375-390nm，而在大于450nm波段无明显吸收。
由图2和图3可知，实施例1和2得到的化合物分子在氯仿溶液中发出强的蓝色荧光，其发射波长分别为410和446nm。由图4可知，实施例1和2得到的化合物的固体粉末，在325nm激光激发下，均呈现宽带蓝光发射，其发射峰为435-490nm，发光光谱几乎覆盖整个可见区域，并伴有多峰或肩峰结构。经计算，色坐标为（X=0.24-0.25,Y=0.33-0.34）,尽管处于蓝光区域，但比较接近于白光区域，可以通过进一步结构修饰来获得白光，因此，有望成为一种获得白光的新型有机有机材料。

Claims (5)

1.一种式Ⅰ所示的固态宽带蓝光发射有机发光材料：
Figure FDA00003302819600011
其中R为H或OCH3。
2.一种权利要求1所述的固态宽带蓝光发射有机发光材料的制备方法，其特征在于，将摩尔比为1:1～1.1的式Ⅱ所示的芳香基二取代的乙二酮和6-(3,4-二氨基苯基)-5-甲基-4,5-二氢哒嗪-3(2H)-酮溶于有机溶剂中，搅拌回流下进行缩合反应，制备得到目标产物；
其中R为H或OCH3。
3.根据权利要求2所述的固态宽带蓝光发射有机发光材料的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为无水乙醇或冰乙酸或无水乙醇及催化量冰乙酸的混合物。
4.权利要求1所述的固态宽带蓝光发射有机发光材料的应用。
5.根据权利要求4所述的固态宽带蓝光发射有机发光材料的应用，其特征在于用于发光器件、白光照明或作为荧光材料用于荧光探针领域。
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