CN103450239B - 一种单硼杂环有机电子传输材料及其制备方法 - Google Patents

一种单硼杂环有机电子传输材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于有机功能材料领域，具体涉及单硼杂环有机电子传输材料及其制备方法。本发明提出的电子传输材料在结构上双萘基、单硼杂六元环及取代芳香基，其优点如下：由于B元素存在于电子传输材料分子结构中，电子在共轭芳香基、B元素及有机发光电子器件中传递更直接，路径更短，即具有更高的电子传输效率。该材料由6-氯-6,13-二氢萘并[2,3-b:2ˊ,3ˊ-e]硼杂环、芳基锂以及醋酸钯为起始原料，通过一步法制备获得，制备工艺简单。

Description

一种单硼杂环有机电子传输材料及其制备方法
技术领域
本发明属于有机功能材料技术领域，具体涉及单硼杂环有机电子传输材料及其制备方法。
背景技术
有机电致发光也叫有机发光二极管(organic light-emitting diode)，简称为OLED，是近年来国际上平板显示领域的一个研究热点。该类器件具有结构简单，成品率高，成本低；主动发光、响应速度快，分辨率高等优点；并且驱动电压低、全固态、非真空器件，具有抗震荡、耐低温(-40℃)性能，被认为是未来最有可能替代液晶显示器的一种新技术，引起了人们极大关注。目前国内外对OL ED的研究主要集中在发光材料的研究，器件的制作和产品研发上。
电子传输材料通常而言都是具有大的共轭平面的芳香族化合物，具有较高的电子迁移率、较大的电离能、大的禁带宽度、成膜性和化学稳定性好，不易结晶。有代表性的电子传输材料包括小分子的二唑类、蒽唑类和聚合物的全氟代亚苯基低聚物、氰基聚对苯撑乙烯(CN-PPV)及其衍生物。但上述化合物的电子传输效率不高，导致有机发光器件性能低下。具有平面大π共轭结构的化合物，如蒽、并四苯、并五苯等制备的有机电致发光器件具有较高的发光效率，将Ⅲ族元素(如硼)引入平面大π共轭结构，则可从本质上提升电子传输效率。
本发明将B元素与2个萘环形成类似于并五苯的共轭结构，是一种新型电子传输材料，其优点如下：由于B元素存在于有机电子传输材料分子结构中，电子在共轭芳香基、B元素及有机发光电子器件中传递更直接，路径更短，即具有更高的电子传输效率。
发明内容
本发明的目的在于提出一类单硼杂环有机电子传输材料。
本发明提出的单硼杂环有机电子传输材料，在结构上含双萘基、单硼杂六元环及取代芳香基，其结构式如下所示：
其中R为苯基、2-甲基苯基、3-甲基苯基、4-甲基苯基、1-萘基之一种。
本发明特别提出以下几种有机电子传输材料：
(1)中文名称：6-苯基-6,13-二氢萘并[2,3-b:2',3'-e]硼杂环
英文名称：6-phenyl-6,13-dihydrodinaphtho[2,3-b:2',3'-e]borinine
分子式为C27H19B，化学结构式如下：
(2)中文名称：6-(2-甲基苯基)-6,13-二氢萘并[2,3-b:2',3'-e]硼杂环
英文名称：6-o-tolyl-6,13-dihydrodinaphtho[2,3-b:2',3'-e]borinine
分子式为C28H21B，化学结构式如下：
(3)中文名称：6-(3-甲基苯基)-6,13-二氢萘并[2,3-b:2',3'-e]硼杂环
英文名称：6-m-tolyl-6,13-dihydrodinaphtho[2,3-b:2',3'-e]borinine
分子式为C28H21B，化学结构式如下：
(4)中文名称：6-(4-甲基苯基)-6,13-二氢萘并[2,3-b:2',3'-e]硼杂环
英文名称：6-p-tolyl-6,13-dihydrodinaphtho[2,3-b:2',3'-e]borinine
分子式为C28H21B，化学结构式如下：
(5)中文名称：6-(1-萘基)-6,13-二氢萘并[2,3-b:2',3'-e]硼杂环
英文名称：6-(naphthalen-1-yl)-6,13-dihydrodinaphtho[2,3-b:2',3'-e]borinine
分子式为C31H21B，化学结构式如下：
本发明还提出了该类有机电子传输材料的制备方法，该材料由6-氯-6,13-二氢萘并[2,3-b:2',3'-e]硼杂环、芳基锂以及醋酸钯为起始原料，通过一步法制备获得，反应方程式如下：
其中R为苯基、2-甲基苯基、3-甲基苯基、4-甲基苯基、1-萘基之一种。
具体步骤如下：
氮气保护下，将6-氯-6,13-二氢萘并[2,3-b:2',3'-e]硼杂环及醋酸钯溶于无水四氢呋喃中，冷却至-78℃，滴加芳基锂己烷溶液，滴毕，搅拌，继续反应24小时，升温至25℃，加入氯仿及水，分液，有机层用无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，固体用真空升华法纯化，得目标有机电子传输材料。
附图说明
图1为单硼杂环有机电子传输材料结构式。
具体实施方式
下面通过实施例进一步描述本发明
实施例1
氮气保护下，在三颈瓶中，将0.1mol 6-氯-6,13-二氢萘并[2,3-b:2',3'-e]硼杂环及0.001mol醋酸钯溶于50mL无水四氢呋喃中，冷却至-78℃，滴加1M的苯基锂己烷溶液60mL，滴毕，搅拌，继续反应24小时，升温至25℃，加入氯仿200mL及水100mL，分液，有机层用无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，固体用真空升华法纯化，得有机电子传输材料6-苯基-6,13-二氢萘并[2,3-b:2',3'-e]硼杂环(A)，收率：56％，熔点：〉300℃，元素分析：C,91.54；H,5.41；B,3.05，计算值C,91.51；H,5.43；B,3.06，质谱测试：m/z:354(100.0％)。
实施例2
氮气保护下，在三颈瓶中，将0.1mol 6-氯-6,13-二氢萘并[2,3-b:2',3'-e]硼杂环及0.001mol醋酸钯溶于50mL无水四氢呋喃中，冷却至-78℃，滴加1M的2-甲基苯基锂己烷溶液60mL，滴毕，搅拌，继续反应24小时，升温至25℃，加入氯仿200mL及水100mL，分液，有机层用无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，固体用真空升华法纯化，得有机电子传输材料6-(2-甲基苯基)-6,13-二氢萘并[2,3-b:2',3'-e]硼杂环(B)，收率：27％，熔点：〉300℃，元素分析：C,91.41；H,5.70；B,2.89，计算值C,91.32；H,5.75；B,2.94，质谱测试：m/z:368(100.0％)。
实施例3
氮气保护下，在三颈瓶中，将0.1mol 6-氯-6,13-二氢萘并[2,3-b:2',3'-e]硼杂环及0.001mol醋酸钯溶于50mL无水四氢呋喃中，冷却至-78℃，滴加1M的3-甲基苯基锂己烷溶液60mL，滴毕，搅拌，继续反应24小时，升温至25℃，加入氯仿200mL及水100mL，分液，有机层用无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，固体用真空升华法纯化，得有机电子传输材料6-(3-甲基苯基)-6,13-二氢萘并[2,3-b:2',3'-e]硼杂环(C)，收率：31％，熔点：〉300℃，元素分析：C,91.38；H,5.72；B,2.90，计算值C,91.32；H,5.75；B,2.94，质谱测试：m/z:368(100.0％)。
实施例4
氮气保护下，在三颈瓶中，将0.1mol 6-氯-6,13-二氢萘并[2,3-b:2',3'-e]硼杂环及0.001mol醋酸钯溶于50mL无水四氢呋喃中，冷却至-78℃，滴加1M的4-甲基苯基锂己烷溶液60mL，滴毕，搅拌，继续反应24小时，升温至25℃，加入氯仿200mL及水100mL，分液，有机层用无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，固体用真空升华法纯化，得有机电子传输材料6-(4-甲基苯基)-6,13-二氢萘并[2,3-b:2',3'-e]硼杂环(D)，收率：42％，熔点：〉300℃，元素分析：C,91.30；H,5.73；B,2.97，计算值C,91.32；H,5.75；B,2.94，质谱测试：m/z:368(100.0％)。
实施例5
氮气保护下，在三颈瓶中，将0.1mol 6-氯-6,13-二氢萘并[2,3-b:2',3'-e]硼杂环及0.001mol醋酸钯溶于50mL无水四氢呋喃中，冷却至-78℃，滴加1M的1-萘基锂己烷溶液60mL，滴毕，搅拌，继续反应24小时，升温至25℃，加入氯仿200mL及水100mL，分液，有机层用无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，固体用真空升华法纯化，得有机电子传输材料6-(1-萘基)-6,13-二氢萘并[2,3-b:2',3'-e]硼杂环(D)，收率：19％，熔点：〉300℃，元素分析：C,92.09；H,5.24；B,2.67，计算值C,92.04；H,5.26；B,2.70，质谱测试：m/z:404(100.0％)。

Claims (7)

1.一种单硼杂环有机电子传输材料，其特征在于该材料在结构上含双萘基、单硼杂六元环及取代芳香基，其结构式如下所示：
其中R为苯基、2-甲基苯基、3-甲基苯基、4-甲基苯基、1-萘基之一种。
2.根据权利要求1所述的有机电子传输材料，其特征在于R为苯基，材料的分子式为C27H19B，化学结构式如下：
该化合物的名称为：6-苯基-6,13-二氢萘并[2,3-b:2',3'-e]硼杂环
英文名称为：6-phenyl-6,13-dihydrodinaphtho[2,3-b:2',3'-e]borinine。
3.根据权利要求1所述的有机电子传输材料，其特征在于R为2-甲基苯基，材料的分子式为C28H21B，化学结构式如下：
该化合物的名称为：6-(2-甲基苯基)-6,13-二氢萘并[2,3-b:2',3'-e]硼杂环
英文名称为：6-o-tolyl-6,13-dihydrodinaphtho[2,3-b:2',3'-e]borinine。
4.根据权利要求1所述的有机电子传输材料，其特征在于R为3-甲基苯基，材料的分子式为C28H21B，化学结构式如下：
该化合物的名称为：6-(3-甲基苯基)-6,13-二氢萘并[2,3-b:2',3'-e]硼杂环
英文名称为：6-m-tolyl-6,13-dihydrodinaphtho[2,3-b:2',3'-e]borinine。
5.根据权利要求1所述的有机电子传输材料，其特征在于R为4-甲基苯基，材料的分子式为C28H21B，化学结构式如下：
该化合物的名称为：6-(4-甲基苯基)-6,13-二氢萘并[2,3-b:2',3'-e]硼杂环
英文名称为：6-p-tolyl-6,13-dihydrodinaphtho[2,3-b:2',3'-e]borinine。
6.根据权利要求1所述的有机电子传输材料，其特征在于R为1-萘基，材料的分子式为C31H21B，化学结构式如下：
该化合物的名称为：6-(1-萘基)-6,13-二氢萘并[2,3-b:2',3'-e]硼杂环
英文名称为：6-(naphthalen-1-yl)-6,13-dihydrodinaphtho[2,3-b:2',3'-e]borinine。
7.一种如权利要求1所述的单硼杂环有机电子传输材料的制备方法，其特征在于该材料由6-氯-6,13-二氢萘并[2,3-b:2',3'-e]硼杂环、芳基锂以及醋酸钯为起始原料，通过一步法制备获得，反应方程式如下：
其中R为苯基、2-甲基苯基、3-甲基苯基、4-甲基苯基、1-萘基之一种
具体步骤如下：
氮气保护下，将6-氯-6,13-二氢萘并[2,3-b:2',3'-e]硼杂环及醋酸钯溶于无水四氢呋喃中，冷却至-78℃，滴加芳基锂己烷溶液，滴毕，搅拌，继续反应24小时，升温至25℃，加入氯仿及水，分液，有机层用无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，固体用真空升华法纯化，得目标有机电子传输材料。
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