CN104418909A - 一种蓝光有机电致磷光材料及其制备方法和有机电致发光器件 - Google Patents

一种蓝光有机电致磷光材料及其制备方法和有机电致发光器件 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种蓝光有机电致磷光材料，该材料的结构式如P所示：P:其中，R为氢原子或C1～C20的烷基或C1～C20的烷氧基。本发明提供的蓝光有机电致磷光材料以2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)嘧啶为环金属配体主体结构、以2-(吡啶-2’-基)咪唑为辅助配体，合成一种蓝光有机电致磷光材料，并通过对环金属配体的嘧啶环上引入烷基链或者烷氧基链的化学修饰来实现对材料发光颜色的调节，从而获得更高色纯度蓝光的磷光发射。本发明还提供了该蓝光有机电致发光材料的制备方法及采用该蓝光有机电致磷光材料的有机电致发光器件。

Description

一种蓝光有机电致磷光材料及其制备方法和有机电致发光器件
技术领域
本发明涉及有机电致发光材料，尤其涉及一种蓝光有机电致磷光材料及其制备方法和有机电致发光器件。
背景技术
有机电致发光是指有机材料在电场作用下，将电能直接转化为光能的一种发光现象。早期由于有机电致发光器件的驱动电压过高、发光效率很低等原因而使得对有机电致发光的研究处于停滞状态。直到1987年，美国柯达公司的Tang等人发明了以8-羟基喹啉铝(Alq3)为发光材料，与芳香族二胺制成均匀致密的高质量薄膜，制得了低工作电压、高亮度、高效率的有机电致发光器件，开启了对有机电致发光材料研究的新序幕。但由于受到自旋统计理论的限制，荧光材料的理论内量子效率极限仅为25%，如何充分利用其余75%的磷光来实现更高的发光效率成了此后该领域中的热点研究方向。1997年，Forrest等发现磷光电致发光现象，有机电致发光材料的内量子效率突破了25%的限制，使有机电致发光材料的研究进入另一个新时期。
在随后的研究中，小分子掺杂型过渡金属的配合物成了人们的研究重点，如铱、钌、铂等的配合物。这类配合物的优点在于它们能从自身的三线态获得很高的发射能量，而其中金属铱(III)化合物，由于稳定性好，在合成过程中反应条件温和，且具有很高的电致发光性能，在随后的研究过程中一直占着主导地位。
为了使器件得到全彩显示，一般必须同时得到性能优异的红光、绿光和蓝光材料。总的来说，蓝色磷光材料的发展落后于红光和绿光，就单从色纯度这一指标来说，蓝色磷光材料至今很少能做到像深红光和深绿光的色纯度。目前报道最多、综合性能最好的蓝光有机电致磷光材料为双[2-(4’,6’-二氟苯基)吡啶-N,C2’](2-吡啶甲酰)合铱（FIrpic），虽然人们对FIrpic类OLED结构进行了各种优化，器件性能也得到了很大的提高，但FIrpic最大的弱点就是所发的蓝光为天蓝色，蓝光色纯度欠佳，制作的各OLED器件的CIE在(0.13～0.17,0.29～0.39)间变化，这与标准蓝光CIE(0.137,0.084)间有很大的差距。因此，研发出高色纯度的蓝色磷光有机电致发光材料成为拓展蓝光材料研究领域的一大趋势。
发明内容
为解决上述问题，本发明第一方面提供了一种蓝光有机电致发光材料，该材料具有良好的蓝光发光效率以及较好的加工性能；本发明第二方面提供了该蓝光有机电致发光材料的制备方法；本发明第三方面还提供了采用该蓝光有机电致磷光材料的有机电致发光器件。
第一方面，本发明提供了一种蓝光有机电致磷光材料，所述蓝光有机电致磷光材料结构式如P所示：
其中，R为氢原子或C1～C20的烷基或C1～C20的烷氧基。
第二方面，本发明提供了一种蓝光有机电致磷光材料的制备方法，所述蓝光有机电致磷光材料的制备方法包括如下步骤：
（1）惰性气体保护下，将结构式为A:的化合物A和结构式为B:的化合物B溶于含有催化剂和碱的第一有机溶剂中，得到反应液，所述反应液进行Suzuki偶联反应，待反应停止后，分离提纯反应液，得到结构式为D:的环金属配体；其中，化合物A与化合物B的摩尔比为1:1.1～1:1.5；偶联反应时间为6～12h，反应温度为85～100℃；
（2）惰性气体保护下，将所述环金属配体和三水合三氯化铱以摩尔比为2.2:1～3.5:1溶于2-乙氧基乙醇与水形成的混合溶剂中，加热混合溶剂至回流状态搅拌反应22～25h；冷却至室温，分离提纯，得到结构式为E:的氯桥二聚物；其中，R为氢原子或C1～C20的烷基或C1～C20的烷氧基；
（3）惰性气体保护下，将所述氯桥二聚物和结构式为C:的化合物C以摩尔比为1:2.5～1:4溶于含有碱的第二有机溶剂中，得到混合溶液，加热混合溶液至40～83℃，搅拌反应15～25h，冷却至室温，最后分离提纯，得到结构式为P:的蓝光有机电致磷光材料；其中，R为氢原子或C1～C20的烷基或C1～C20的烷氧基。
优选地，所述步骤（1）中所述第一有机溶剂为甲苯或二甲基甲酰胺（DMF）。
优选地，所述步骤（1）中所述碱为碳酸钠（Na2CO3）或碳酸钾（K2CO3），所述碱与化合物A的摩尔比为1:1～3:1。
优选地，所述步骤（1）中所述催化剂为四(三苯基膦)合钯（Pd(PPh3)4）或双氯二(三苯基磷)合钯（Pd(PPh3)2Cl2），所述催化剂与化合物A的摩尔比为0.03:1～0.05:1。
优选地，所述步骤（1）中所述化合物A在反应液中的摩尔浓度为0.1～0.2mol/L。
优选地，所述步骤（2）中所述三水合三氯化铱在2-乙氧基乙醇与水形成的混合溶剂中的摩尔浓度为0.02～0.05mol/L。
优选地，所述步骤（2）中所述2-乙氧基乙醇与水的体积比为3:1。
优选地，所述步骤（3）中所述第二有机溶剂为1,2-二氯乙烷或三氯甲烷或二氯甲烷。
优选地，所述步骤（3）中所述氯桥二聚物与所述碱的摩尔比为1:10～1:15。
优选地，所述步骤（3）中所述氯桥二聚物在混合溶液中的摩尔浓度为0.01～0.02mol/L。
优选地，所述步骤（1）中所述环金属配体的分离提纯包括：
待反应停止冷至室温后，二氯甲烷萃取、分液，水洗至中性，用无水硫酸镁干燥；过滤，滤液减压蒸出溶剂得粗产物，以乙酸乙酯和正己烷形成的混合液为洗脱液进行硅胶柱色谱分离，干燥后得到所述环金属配体。
更优选地，所述乙酸乙酯和正己烷的体积比为1:1～5:1。
优选地，所述步骤（1）、所述步骤（2）和所述步骤（3）中所述惰性气体为氮气或氩气。
优选地，所述步骤（2）中所述氯桥二聚物的分离提纯包括：
待反应停止冷至室温后，旋转蒸除部分溶剂，加入适量蒸馏水，过滤得到固体，固体依次用蒸馏水、甲醇洗涤，干燥后得所述氯桥二聚物。
优选地，所述步骤（3）中所述蓝光有机电致磷光材料的分离提纯包括：
自然冷至室温后，减压蒸除部分溶剂，所得粗产物用甲醇洗涤后，经二氯甲烷和无水乙醇混合溶剂重结晶，干燥后得蓝光有机电致磷光材料。
第三方面，本发明还提供了一种有机电致发光器件，包括发光层，所述发光层中掺杂蓝光有机电致磷光材料，所述蓝光有机电致磷光材料结构式如P所示：
其中，R为氢原子或C1～C20的烷基或C1～C20的烷氧基。
本发明提供的一种蓝光有机电致发光材料及其制备方法和有机电致发光器件，其具有的有益效果为：
（1）本发明提供的蓝光有机电致磷光材料以2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)嘧啶为环金属配体主体结构、以2-(吡啶-2’-基)咪唑为辅助配体。供电性的嘧啶环有利于提高材料的LUMO能级，缺电性的吡啶环以及苯环上两个强吸电子取代基氟基和三氟甲基有利于降低材料的HOMO能级，使材料的发光波长得到有效蓝移；将不同长度的直链或支链式的给电子基团烷基或烷氧基引入嘧啶环的不同取代位上，除了能增加材料在有机溶剂中的溶解度，以及嘧啶环上产生的空间位阻效应能减少三重态激子在固态中的自淬灭现象外，较强的给电子效应能进一步蓝移材料的发光波长，因此可以获得较高的发光效率和蓝光发光波长；同时，苯环上的两个强给电子取代基氟基、三氟甲基和高场强辅助配体2-(吡啶-2’-基)咪唑的引入不仅能有效地蓝移发光波长，异配型配合物的发光性能还可以因为分子内能量转移得到提高而改善，可降低蒸镀温度，增加成膜型并提高器件的稳定性。同时该材料与有机电致发光器件发光层中的主体材料具有较好的相容性，可广泛用于制备蓝光或白光磷光电致发光器件。
（2）本发明提供的蓝光有机电致发光材料合成反应条件温和，工艺简单，易于制备。
（3）本发明有机电致发光器件由于发光层中含有发射蓝光波长的有机电致磷光材料，从而其具有能发射高纯度蓝光及较好的器件性能的优点。
附图说明
图1为各实施例中蓝光有机电致磷光材料的制备流程示意图；
图2为实施例1中制得的蓝光有机电致磷光材料的发射光谱图；
图3为实施例8中有机电致发光器件的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供的蓝光有机电致磷光材料，以2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)嘧啶为环金属配体，以2-(吡啶-2’-基)咪唑为辅助配体，合成一种蓝光有机电致磷光材料，并通过对环金属配体的嘧啶环上引入烷基链或烷氧基链的化学修饰来实现对材料发光颜色的调节，从而获得更高色纯度蓝光的磷光发射。本发明的蓝光有机电致磷光材料的结构式如P所示：
其中，R为氢原子或C1～C20的烷基或C1～C20的烷氧基，R可以为直链或支链，其取代位置在嘧啶的4-，5-位，所述环金属配体的结构式为：
图1为各实施例中蓝光有机电致磷光材料的制备流程示意图；请参阅图1，上述蓝光有机电致磷光材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）惰性气体保护下，将结构式为A:的化合物A和结构式为B:的化合物B溶于含有催化剂和碱的第一有机溶剂中，得到反应液，所述反应液进行Suzuki偶联反应，待反应停止后，分离提纯反应液，得到结构式为D:的环金属配体；其中，化合物A与化合物B的摩尔比为1:1.1～1:1.5；偶联反应时间为6～12h，反应温度为85～100℃；
反应式为：
（2）惰性气体保护下，将所述环金属配体和三水合三氯化铱以摩尔比为2.2:1～3.5:1溶于2-乙氧基乙醇与水形成的混合溶剂中，加热混合溶剂至回流状态搅拌反应22～25h；冷却至室温，分离提纯，得到结构式为E:的氯桥二聚物；其中，R为氢原子或C1～C20的直链或支链烷基或C1～C20的直链或支链烷氧基；反应式为：
（3）惰性气体保护下，将所述氯桥二聚物和结构式为C:的化合物C以摩尔比为1:2.5～1:4溶于含有碱的第二有机溶剂中，得到混合溶液，加热混合溶液至40～83℃，搅拌反应15～25h，冷却至室温，最后分离提纯，得到结构式为P:的蓝光有机电致磷光材料，其中，R为氢原子或C1～C20的直链或支链烷基或C1～C20的直链或支链烷氧基，R的取代位置在嘧啶的4-，5-位；反应式为：
优选地，所述步骤（1）中所述第一有机溶剂为甲苯或二甲基甲酰胺（DMF）。
优选地，所述步骤（1）中所述碱为碳酸钠（Na2CO3）或碳酸钾（K2CO3），所述碱与化合物A的摩尔比为1:1～3:1。
优选地，所述步骤（1）中所述催化剂为四(三苯基膦)合钯（Pd(PPh3)4）或双氯二(三苯基磷)合钯（Pd(PPh3)2Cl2），所述催化剂与化合物A的摩尔比为0.03:1～0.05:1。
优选地，所述步骤（1）中所述化合物A在反应液中的摩尔浓度为0.1～0.2mol/L。
优选地，所述步骤（2）中所述三水合三氯化铱在2-乙氧基乙醇与水形成的混合溶剂中的摩尔浓度为0.02～0.05mol/L。
优选地，所述步骤（2）中所述2-乙氧基乙醇与水的体积比为3:1。
优选地，所述步骤（3）中所述第二有机溶剂为1,2-二氯乙烷或三氯甲烷或二氯甲烷。
优选地，所述步骤（3）中所述氯桥二聚物与所述碱的摩尔比为1:10～1:15。
优选地，所述步骤（3）中所述氯桥二聚物在混合溶液中的摩尔浓度为0.01～0.02mol/L。
优选地，所述步骤（1）中所述环金属配体的分离提纯包括：
待反应停止冷至室温后，二氯甲烷萃取、分液，水洗至中性，用无水硫酸镁干燥；过滤，滤液减压蒸出溶剂得粗产物，以乙酸乙酯和正己烷形成的混合液为洗脱液进行硅胶柱色谱分离，干燥后得到所述环金属配体。
更优选地，所述乙酸乙酯和正己烷的体积比为1:1～5:1。
优选地，所述步骤（1）、步骤（2）和步骤（3）中所述惰性气体为氮气或氩气。
优选地，所述步骤（2）中所述氯桥二聚物的分离提纯包括：
待反应停止冷至室温后，旋转蒸除部分溶剂，加入适量蒸馏水，过滤得到固体，固体依次用蒸馏水、甲醇洗涤，干燥后得所述氯桥二聚物。
优选地，所述步骤（3）中所述蓝光有机电致磷光材料的分离提纯包括：
自然冷至室温后，减压蒸除部分溶剂，所得粗产物用甲醇洗涤后，经二氯甲烷和无水乙醇混合溶剂重结晶，干燥后得蓝光有机电致磷光材料。
第三方面，本发明还提供了一种有机电致发光器件，包括发光层，所述发光层中掺杂蓝光有机电致磷光材料，所述蓝光有机电致磷光材料结构式如P所示：
其中，R为氢原子或C1～C20的烷基或C1～C20的烷氧基。
本发明提供的蓝光有机电致磷光材料以2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)嘧啶为环金属配体主体结构，以2-(吡啶-2’-基)咪唑为辅助配体。供电性的嘧啶环有利于提高材料的LUMO能级，缺电性的吡啶环以及苯环上两个强吸电子取代基氟基和三氟甲基有利于降低材料的HOMO能级，使材料的发光波长得到有效蓝移；将不同长度的直链或支链式的给电子基团烷基或烷氧基引入嘧啶环的不同取代位上，除了能增加材料在有机溶剂中的溶解度，以及嘧啶环上产生的空间位阻效应能减少三重态激子在固态中的自淬灭现象外，较强的给电子效应能进一步蓝移材料的发光波长，因此可以获得较高的发光效率和蓝光发光波长；同时，苯环上的两个强给电子取代基氟基、三氟甲基和高场强辅助配体2-(吡啶-2’-基)咪唑的引入不仅能有效地蓝移发光波长，异配型配合物的发光性能还可以因为分子内能量转移得到提高而改善，可降低蒸镀温度，增加成膜型并提高器件的稳定性。
一种有机电致发光器件，包括发光层，所述发光层中掺杂蓝光有机电致磷光材料，蓝光有机电致磷光材料结构式如P所示：
其中，R为氢原子或C1～C20的直链或支链烷基或C1～C20的直链或支链烷氧基。
本发明所述有机电致发光器件的发光层中含有上述蓝光有机电致磷光材料，此化合物与有机电致发光器件发光层中的主体材料具有较好的相容性，可广泛用于制备蓝光或白光磷光电致发光器件。本发明有机电致发光器件由于发光层中含有发射蓝光波长的有机电致磷光材料，从而其具有能发射高纯度蓝光及较好的器件性能的优点。
下面结合附图，对本发明的较佳实施例作进一步详细说明。
实施例1：配合物双(2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)嘧啶-N,C2’)(2-(吡啶-2’-基)咪唑)合铱的合成
(1)2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)嘧啶的合成
氮气保护下，1.59g(10mmol)2-溴嘧啶、2.71g(12mmol)3,5-二氟-4-三氟甲基苯硼酸和0.58g(0.5mmol)四(三苯基磷)合钯溶于40mL甲苯中，搅拌10min。随后往反应体系中滴加20mL含2.76g(20mmol)碳酸钾的水溶液。加热，在100℃温度状态下搅拌反应6h。待反应液冷至室温后，二氯甲烷萃取、分液，水洗至中性，无水硫酸镁干燥。过滤，滤液减压蒸出溶剂得粗产物。以体积比为1/1的乙酸乙酯和正己烷为洗脱液进行硅胶柱色谱分离，干燥后得固体1.14g，收率为43.8%。
结构鉴定：
质谱(MS m/z)：260.0(M+)
元素分析：C11H5F5N2
理论值：C,50.78;H,1.94;F,36.51;N,10.77；
实测值：C,50.74;H,1.99;F,36.53;N,10.74。
以上数据证实上述反应所得到的物质是2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)嘧啶。
(2)配体为2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)嘧啶的含铱二氯二聚体的合成
氮气保护下，0.71g(2mmol)三水合三氯化铱和1.82g(7mmol)2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)嘧啶溶于60mL体积比为3:1的2-乙氧基乙醇/水混合液中，加热至回流状态下搅拌反应24h。冷至室温后过滤收集反应混合液中的沉淀物，依次乙醇、正己烷洗涤，真空干燥后得固体物0.74g，收率为49.6%。二聚物无需进一步提纯，可直接投入下一步反应中。
(3)配合物双(2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)嘧啶-N,C2’)(2-(吡啶-2’-基)咪唑)合铱的合成
氮气保护下，0.75g(0.5mmol)配体为2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)嘧啶的含铱二氯二聚体，0.22g(1.5mmol)2-(吡啶-2’-基)咪唑(pymH)和0.32g(6mmol)甲醇钠溶于40mL1,2-二氯乙烷中。搅拌反应混合液加热升温至83℃反应16h。自然冷至室温后，减压蒸除溶剂，粗产物用甲醇洗涤以除去未反应的pymH。粗产物经二氯甲烷和无水乙醇混合溶剂重结晶，干燥后得固体0.37g，收率为43.3%。
结构鉴定：
质谱(MS m/z)：855.1(M+)
元素分析：C30H14F10IrN7
理论值：C,42.16;H,1.65;F,22.23;Ir,22.49;N,11.47；
实测值：C,42.11;H,1.73;F,22.17;Ir,22.54;N,11.45。
以上数据证实上述反应所得到的物质是配合物双(2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)嘧啶-N,C2’)(2-(吡啶-2’-基)咪唑)合铱。
图2为实施例1中制得的蓝光有机电致磷光材料的发射光谱图。如图2所示，横轴为发光(单位nm），纵轴为已归一化的光致发光强度，终产物在298K温度下CH2Cl2溶液(～10-5M)中的发射光谱的最大发射峰在478nm处，同时在503nm处有一肩峰，可作为蓝光电致发光材料广泛应用在有机电致发光器件的制备领域。
此外，10-5M终产物的CH2Cl2溶液在298K温度下，以浓度为～10-5M的Ir(ppy)3的CH2Cl2溶液为标准(ΦPL=0.40)，测得终产物的ΦPL=0.07，可见本实施例的含铱有机电致发光材料具有较高的发光量子效率。
实施例2：配合物双(2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)-5-甲基嘧啶-N,C2’)(2-(吡啶-2’-基)咪唑)合铱的合成
(1)2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)-5-甲基嘧啶的合成
氮气保护下，1.73g(10mmol)2-溴-5-甲基嘧啶、2.48g(11mmol)3,5-二氟-4-三氟甲基苯硼酸和0.28g(0.4mmol)二氯双(三苯基磷)合钯溶于50mL DMF中，搅拌10min。随后往反应体系中滴加25mL含3.18g(30mmol)碳酸钠的水溶液。加热至90℃温度状态下搅拌反应8h。待反应液冷至室温后，二氯甲烷萃取、分液，水洗至中性，无水硫酸镁干燥。过滤，滤液减压蒸出溶剂得粗产物。以体积比为2/1的乙酸乙酯和正己烷为洗脱液进行硅胶柱色谱分离，干燥后得固体0.82g，收率为29.9%。
结构鉴定：
质谱(MS m/z)：274.0(M+)
元素分析：C12H7F5N2
理论值：C,52.57;H,2.57;F,34.64;N,10.22；
实测值：C,52.53;H,2.63;F,34.56;N,10.28。
以上数据证实上述反应所得到的物质是2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)-5-甲基嘧啶。
(2)配体为2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)-5-甲基嘧啶的含铱二氯二聚体的合成
氮气保护下，0.71g(2mmol)三水合三氯化铱，1.64g(6mmol)2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)-4-甲基嘧啶溶于50mL体积比为3:1的2-乙氧基乙醇/水混合液中，加热至回流状态下搅拌反应22h。冷至室温后过滤收集反应混合液中的沉淀物，依次乙醇、正己烷洗涤，真空干燥后得固体物0.59g，收率为38.1%。二聚物无需进一步提纯，可直接投入下一步反应中。
(3)配合物双(2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)-5-甲基嘧啶-N,C2’)(2-(吡啶-2’-基)咪唑)合铱的合成
氮气保护下，0.77g(0.5mmol)配体为2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)-5-甲基嘧啶的含铱二氯二聚体，0.18g(1.25mmol)2-(吡啶-2’-基)咪唑(pymH)和0.34g(5mmol)乙醇钠溶于30mL三氯甲烷中。搅拌反应混合液加热升温至62℃反应20h。自然冷至室温后，减压蒸除溶剂，粗产物用甲醇洗涤以除去未反应的pymH。粗产物经二氯甲烷和无水乙醇混合溶剂重结晶，干燥后得固体0.29g，收率为32.8%。
结构鉴定：
质谱(MS m/z)：883.1(M+)
元素分析：C32H18F10IrN7
理论值：C,43.54;H,2.06;F,21.52;Ir,21.78;N,11.11；
实测值：C,43.50;H,2.13;F,21.46;Ir,21.83;N,11.08。
以上数据证实上述反应所得到的物质是配合物双(2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)-5-甲基嘧啶-N,C2’)(2-(吡啶-2’-基)咪唑)合铱。
终产物在298K温度下CH2Cl2溶液(～10-5M)中的发射光谱的最大发射峰在475nm处，同时在500nm处有一肩峰，以相同浓度的Ir(ppy)3的CH2Cl2溶液为标准(ΦPL=0.40)，测得终产物的ΦPL=0.03，可见本实施例的含铱有机电致发光材料具有较高的发光量子效率,可作为蓝光电致发光材料广泛应用在有机电致发光器件的制备领域。
实施例3：配合物双(2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)-5-叔丁基嘧啶-N,C2’)(2-(吡啶-2’-基)咪唑)合铱的合成
(1)2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)-5-叔丁基嘧啶的合成
氮气保护下，2.15g(10mmol)2-溴-5-叔丁基嘧啶、3.39g(15mmol)3,5-二氟-4-三氟甲基苯硼酸和0.21g(0.3mmol)二氯双(三苯基磷)合钯溶于35mL DMF中，搅拌10min。随后往反应体系中滴加15mL含1.38g(10mmol)碳酸钾的水溶液。加热至85℃状态下搅拌反应10h。待反应液冷至室温后，二氯甲烷萃取、分液，水洗至中性，无水硫酸镁干燥。过滤，滤液减压蒸出溶剂得粗产物。以体积比为3/1的乙酸乙酯和正己烷为洗脱液进行硅胶柱色谱分离，干燥后得固体0.47g，收率为14.9%。
结构鉴定：
质谱(MS m/z)：316.1(M+)
元素分析：C15H13F5N2
理论值：C,56.96;H,4.14;F,30.04;N,8.86；
实测值：C,56.92;H,4.20;F,30.00;N,8.88。
以上数据证实上述反应所得到的物质是2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)-5-叔丁基嘧啶。
(2)配体为2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)-5-叔丁基嘧啶的含铱二氯二聚体的合成
氮气保护下，0.35g(1mmol)三水合三氯化铱和0.70g(2.2mmol)2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)-5-叔丁基嘧啶溶于20mL体积比为3:1的2-乙氧基乙醇/水混合液中，在回流状态下搅拌反应24h。冷至室温后过滤收集反应混合液中的沉淀物，依次乙醇、正己烷洗涤，真空干燥后得固体物0.22g，收率为25.6%。二聚物无需进一步提纯，可直接投入下一步反应中。
(3)配合物双(2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)-5-叔丁基嘧啶-N,C2’)(2-(吡啶-2’-基)咪唑)合铱的合成
氮气保护下，0.69g(0.4mmol)配体为2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)-5-叔丁基嘧啶的含铱二氯二聚体，0.23g(1.6mmol)2-(吡啶-2’-基)咪唑(pymH)和0.41g(6mmol)乙醇钠溶于40mL1,2-二氯乙烷中。搅拌反应混合液加热升温至83℃反应15h。自然冷至室温后，减压蒸除溶剂，粗产物用甲醇洗涤以除去未反应的pymH。粗产物经二氯甲烷和无水乙醇混合溶剂重结晶，干燥后得固体0.17g，收率为20.7%。
结构鉴定：
质谱(MS m/z)：967.2(M+)
元素分析：C38H30F10IrN7
理论值：C,47.20;H,3.13;F,19.65;Ir,19.88;N,10.14；
实测值：C,47.28;H,3.07;F,19.67;Ir,19.82;N,10.16。
以上数据证实上述反应所得到的物质是配合物双(2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)-5-叔丁基嘧啶-N,C2’)(2-(吡啶-2’-基)咪唑)合铱。
终产物在298K温度下CH2Cl2溶液(～10-5M)中的发射光谱的最大发射峰在481nm处，同时在505nm处有一肩峰，以相同浓度的Ir(ppy)3的CH2Cl2溶液为标准(ΦPL=0.40)，测得终产物的ΦPL=0.06。
实施例4：配合物双(2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)-4-二十烷基嘧啶-N,C2’)(2-(吡啶-2’-基)咪唑)合铱的合成
(1)2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)-4-二十烷基嘧啶的合成
氮气保护下，2.20g(5mmol)2-溴-4-二十烷基嘧啶、1.36g(6mmol)2，4-二氟-3-三氟甲基苯硼酸和0.23g(0.2mmol)四(三苯基磷)合钯溶于35mL甲苯中，搅拌10min。随后往反应体系中滴加15mL含1.38g(10mmol)碳酸钾的水溶液。加热至85℃温度状态下搅拌反应12h。待反应液冷至室温后，二氯甲烷萃取、分液，水洗至中性，无水硫酸镁干燥。过滤，滤液减压蒸出溶剂得粗产物。以体积比为4/1的乙酸乙酯和正己烷为洗脱液进行硅胶柱色谱分离，干燥后得固体0.54g，收率为20.0%。
结构鉴定：
质谱(MS m/z)：540.4(M+)
元素分析：C31H45F5N2
理论值：C,68.86;H,8.39;F,17.57;N,5.18；
实测值：C,68.83;H,8.45;F,17.51;N,5.21。
以上数据证实上述反应所得到的物质是2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)-4-二十烷基嘧啶。
(2)配体为2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)-4-二十烷基嘧啶的含铱二氯二聚体的合成
氮气保护下，0.18g(0.5mmol)三水合三氯化铱，0.81g(1.5mmol)2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)-4-二十烷基嘧啶溶于25mL体积比为3:1的2-乙氧基乙醇/水混合液中，在回流状态下搅拌反应25h。冷至室温后，旋转蒸除部分溶剂，加入适量蒸馏水，过滤。固体依次用蒸馏水、甲醇洗涤，干燥后得固体物0.10g，收率为15.3%。二聚物无需进一步提纯，可直接投入下一步反应中。
(3)配合物双(2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)-4-二十烷基嘧啶-N,C2’)(2-(吡啶-2’-基)咪唑)合铱的合成
氮气保护下，0.78g(0.3mmol)配体为2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)-4-二十烷基嘧啶的含铱二氯二聚体，0.15g(1mmol)2-(吡啶-2’-基)咪唑(pymH)和0.20g(3.6mmol)甲醇钠溶于20mL三氯甲烷中。搅拌反应混合液加热升温至62℃反应20h。自然冷至室温后，减压蒸除溶剂，粗产物用甲醇洗涤以除去未反应的pymH。粗产物经二氯甲烷和无水乙醇混合溶剂重结晶，干燥后得固体0.05g，收率为5.9%。
结构鉴定：
质谱(MS m/z)：1415.7(M+)
元素分析：C70H94F10IrN7
理论值：C,59.39;H,6.69;F,13.42;Ir,13.58;N,6.93；
实测值：C,59.33;H,6.77;F,13.34;Ir,13.64;N,6.92。
以上数据证实上述反应所得到的物质是配合物双(2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)-4-二十烷基嘧啶-N,C2’)(2-(吡啶-2’-基)咪唑)合铱。
终产物在298K温度下CH2Cl2溶液(～10-5M)中的发射光谱的最大发射峰在502nm处，同时在527nm处有一肩峰，以相同浓度的Ir(ppy)3的CH2Cl2溶液为标准(ΦPL=0.40)，测得终产物的ΦPL=0.002。
实施例5：配合物双(2-(4’,6’-二氟-3’-三氟甲基苯基)-5-甲氧基嘧啶-N,C2’)(2-(吡啶-2’-基)咪唑)合铱的合成
（1）2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)-5-甲氧基嘧啶的合成
氮气保护下，1.89g(10mmol)2-溴-5-甲氧基嘧啶、2.71g(12mmol)3,5-二氟-4-三氟甲基苯硼酸和0.58g(0.5mmol)四(三苯基磷)合钯溶于40mL甲苯中，继续搅拌10min。随后往反应体系中滴加20mL含2.76g(20mmol)碳酸钾的水溶液。加热至100℃温度状态下搅拌反应6h。待反应液冷至室温后，二氯甲烷萃取、分液，水洗至中性，无水硫酸镁干燥。过滤，滤液减压蒸出溶剂得粗产物。以体积比为2/1的乙酸乙酯和正己烷为洗脱液进行硅胶柱色谱分离，干燥后得固体1.10g，收率为37.9%。
结构鉴定：
质谱(MS m/z)：290.0(M+)
元素分析：C12H7F5N2O
理论值：C,49.67;H,2.43;F,32.73;N,9.65;O,5.51；
实测值：C,49.61;H,2.52;F,32.65;N,9.73;O,5.49。
以上数据证实上述反应所得到的物质是2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)-5-甲氧基嘧啶。
(2)配体为2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)-5-甲氧基嘧啶的含铱二氯二聚体的合成
氮气保护下，0.71g(2mmol)三水合三氯化铱，1.74g(6mmol)2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)-5-甲氧基嘧啶溶于50mL体积比为3:1的2-乙氧基乙醇/水混合液中，加热至回流状态下搅拌反应24h。冷至室温后，旋转蒸除部分溶剂，加入适量蒸馏水，过滤。固体依次用蒸馏水、甲醇洗涤，干燥后得固体物0.64g，收率为39.7%。二聚物无需进一步提纯，可直接投入下一步反应中。
(3)配合物双(2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)-5-甲氧基嘧啶-N,C2’)(2-(吡啶-2’-基)咪唑)合铱的合成
氮气保护下，0.81g(0.5mmol)配体为2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)-5-甲氧基嘧啶的含铱二氯二聚体，0.18g(1.25mmol)2-(吡啶-2’-基)咪唑(pymH)和0.27g(5mmol)甲醇钠溶于25mL二氯甲烷中。搅拌反应混合液加热升温至40℃反应25h。自然冷至室温后，减压蒸除溶剂，粗产物用甲醇洗涤以除去未反应的pymH。粗产物经二氯甲烷和无水乙醇混合溶剂重结晶，干燥后得固体0.25g，收率为27.3%。
结构鉴定：
质谱(MS m/z)：915.1(M+)
元素分析：C32H18F10IrN7O2
理论值：C,42.02;H,1.98;F,20.77;Ir,21.01;N,10.72;O,3.50；
实测值：C,42.05;H,1.97;F,20.83;Ir,21.05;N,10.63;O,3.47。
以上数据证实上述反应所得到的物质是配合物双(2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)-5-甲氧基嘧啶-N,C2’)(2-(吡啶-2’-基)咪唑)合铱。
终产物在298K温度下CH2Cl2溶液(～10-5M)中的发射光谱的最大发射峰在473nm处，同时在499nm处有一肩峰，以相同浓度的Ir(ppy)3的CH2Cl2溶液为标准(ΦPL=0.40)，测得终产物的ΦPL=0.02。
实施例6：配合物双(2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)-4-己氧基嘧啶-N,C2’)(2-(吡啶-2’-基)咪唑)合铱的合成
(1)2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)-4-己氧基嘧啶的合成
氮气保护下，2.59g(10mmol)2-溴-4-己氧基嘧啶、3.39g(15mmol)3,5-二氟-4-三氟甲基苯硼酸和0.21g(0.3mmol)二氯双(三苯基磷)合钯溶于40mL DMF中，搅拌10min。随后往反应体系中滴加20mL含1.38g(10mmol)碳酸钾的水溶液。加热至85℃状态下搅拌反应10h。待反应液冷至室温后，二氯甲烷萃取、分液，水洗至中性，无水硫酸镁干燥。过滤，滤液减压蒸出溶剂得粗产物。以体积比为4/1的乙酸乙酯和正己烷为洗脱液进行硅胶柱色谱分离，干燥后得固体0.79g，收率为21.9%。
结构鉴定：
质谱(MS m/z)：360.1(M+)
元素分析：C17H17F5N2O
理论值：C,56.67;H,4.76;F,26.36;N,7.77;O,4.44；
实测值：C,56.63;H,4.83;F,26.31;N,7.84;O,4.39。
以上数据证实上述反应所得到的物质是2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)-4-己氧基嘧啶。
(2)配体为2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)-4-己氧基嘧啶的含铱二氯二聚体的合成
氮气保护下，0.35g(1mmol)三水合三氯化铱和0.79g(2.2mmol)2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)-4-己氧基嘧啶溶于20mL体积比为3:1的2-乙氧基乙醇/水混合液中，在回流状态下搅拌反应24h。冷至室温后，旋转蒸除部分溶剂，加入适量蒸馏水，过滤。固体依次用蒸馏水、甲醇洗涤，干燥后得固体物0.31g，收率为32.8%。二聚物无需进一步提纯，可直接投入下一步反应中。
(3)配合物双(2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)-4-己氧基嘧啶-N,C2’)(2-(吡啶-2’-基)咪唑)合铱的合成
氮气保护下，0.76g(0.4mmol)配体为2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)-4-己氧基嘧啶的含铱二氯二聚体，0.22g(1.5mmol)2-(吡啶-2’-基)咪唑(pymH)和0.27g(4mmol)乙醇钠溶于30mL1,2-二氯乙烷中。搅拌反应混合液加热升温至40℃反应25h。自然冷至室温后，减压蒸除溶剂，粗产物用甲醇洗涤以除去未反应的pymH。粗产物经二氯甲烷和无水乙醇混合溶剂重结晶，干燥后得固体0.10g，收率为11.8%。
结构鉴定：
质谱(MS m/z)：1055.3(M+)
元素分析：C42H38F10IrN7O2
理论值：C,47.82;H,3.63;F,18.01;Ir,18.22;N,9.29;O,3.03；
实测值：C,47.85;H,3.56;F,18.08;Ir,18.17;N,9.34;O,3.00。
以上数据证实上述反应所得到的物质是配合物双(2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)-4-己氧基嘧啶-N,C2’)(2-(吡啶-2’-基)咪唑)合铱。
终产物在298K温度下CH2Cl2溶液(～10-5M)中的发射光谱的最大发射峰在488nm处，同时在515nm处有一肩峰，以相同浓度的Ir(ppy)3的CH2Cl2溶液为标准(ΦPL=0.40)，测得终产物的ΦPL=0.005。
实施例7：配合物双(2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)-5-二十烷氧基嘧啶-N,C2’)(2-(吡啶-2’-基)咪唑)合铱的合成
(1)2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)-5-二十烷氧基嘧啶的合成
氮气保护下，2.28g(5mmol)2-溴-5-二十烷氧基嘧啶、1.36g(6mmol)3,5-二氟-4-三氟甲基苯硼酸和0.23g(0.2mmol)四(三苯基磷)合钯溶于35mL甲苯中，搅拌10min。随后往反应体系中滴加15mL含1.38g(10mmol)碳酸钾的水溶液。加热至85℃温度状态下搅拌反应12h。待反应液冷至室温后，二氯甲烷萃取、分液，水洗至中性，无水硫酸镁干燥。过滤，滤液减压蒸出溶剂得粗产物。以体积比为5/1的乙酸乙酯和正己烷为洗脱液进行硅胶柱色谱分离，干燥后得固体0.50g，收率为18.0%。
结构鉴定：
质谱(MS m/z)：556.4(M+)
元素分析：C31H45F5N2O
理论值：C,66.88;H,8.15;F,17.06;N,5.03;O,2.87；
实测值：C,66.83;H,8.24;F,17.04;N,5.06;O,2.83。
以上数据证实上述反应所得到的物质是2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)-5-二十烷氧基嘧啶。
(2)配体为2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)-5-二十烷氧基嘧啶的含铱二氯二聚体的合成
氮气保护下，0.18g(0.5mmol)三水合三氯化铱，0.84g(1.5mmol)2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)-5-二十烷氧基嘧啶溶于25mL体积比为3:1的2-乙氧基乙醇/水混合液中，在回流状态下搅拌反应25h。冷至室温后，旋转蒸除部分溶剂，加入适量蒸馏水，过滤。固体依次用蒸馏水、甲醇洗涤，干燥后得固体物0.10g，收率为14.9%。二聚物无需进一步提纯，可直接投入下一步反应中。
(3)配合物双(2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)-5-二十烷氧基嘧啶-N,C2’)(2-(吡啶-2’-基)咪唑)合铱的合成
氮气保护下，0.81g(0.3mmol)配体为2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)-5-二十烷氧基嘧啶的含铱二氯二聚体，0.15g(1mmol)2-(吡啶-2’-基)咪唑(pymH)和0.19g(3.6mmol)甲醇钠溶于30mL1,2-二氯乙烷中。搅拌反应混合液加热升温至83℃反应16h。自然冷至室温后，减压蒸除溶剂，粗产物用甲醇洗涤以除去未反应的pymH。粗产物经二氯甲烷和无水乙醇混合溶剂重结晶，干燥后得固体0.02g，收率为2.3%。
结构鉴定：
质谱(MS m/z)：1447.7(M+)
元素分析：C70H94F10IrN7O2
理论值：C,58.07;H,6.54;F,13.12;Ir,13.28;N,6.77;O,2.21；
实测值：C,58.01;H,6.63;F,13.04;Ir,13.35;N,6.73;O,2.24。
以上数据证实上述反应所得到的物质是配合物双(2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)-5-二十烷氧基嘧啶-N,C2’)(2-(吡啶-2’-基)咪唑)合铱。
终产物在298K温度下CH2Cl2溶液(～10-5M)中的发射光谱的最大发射峰在502nm处，同时在526nm处有一肩峰，以相同浓度的Ir(ppy)3的CH2Cl2溶液为标准(ΦPL=0.40)，测得终产物的ΦPL=0.001。
实施例8：
图3为实施例8中有机电致发光器件的结构示意图。以实施例1制得的配合物双(2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)嘧啶-N,C2’)(2-(吡啶-2’-基)咪唑)合铱作为发光层掺杂客体的有机电致发光器件，结构如图3所示：
该器件依次为ITO(100nm)/PEDOT:PSS(40nm)/PVK:12wt%Ir配合物(50nm)/TmPyPB(20nm)/LiF(1nm)/Al(120nm)，即在一个经预清洗和紫外-臭氧处理过的玻璃基板片上沉积一层厚度为100nm、方块电阻为10～20Ω/口的氧化铟锡(ITO)作为透明阳极301，然后在阳极301上旋涂一层厚度为40nm的PEDOT:PSS(聚3，4-乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐)空穴注入材料作为空穴注入层302，在氮气氛围中120℃温度下烘烤10min；氯苯溶液旋涂一层厚度为50nm的掺杂有12wt%实施例1制备的双(2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)嘧啶-N,C2’)(2-(吡啶-2’-基)咪唑)合铱的PVK(聚乙烯基咔唑)作为发光层303；然后在此发光层303上旋涂一层厚度为20nm的TmPyPB(1,3,5-三(间-吡啶-3-基苯基)苯)材料作为电子传输层304，80℃退火处理60min；最后在5×10-8Torr真空中蒸镀一层厚度为1nm的LiF作为电子注入缓冲层305，在缓冲层上采用真空镀膜沉积技术沉积厚度为120nm的金属Al，作为器件的阴极306。
由Keithley源测量系统（Keithley2400Sourcemeter）测试上述有机电致发光器件的电流-亮度-电压特性，用法国JY公司SPEX CCD3000光谱仪测量其电致发光光谱，所有测量均在室温大气中完成，测得有机电致发光器件的最大发光波长在480nm处，在505nm处有一肩峰，器件的最大外量子效率为3.9%，最大流明效率为2.5lm/W。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种蓝光有机电致磷光材料，其特征在于，所述蓝光有机电致磷光材料结构式如P所示：
其中，R为氢原子或C1～C20的烷基或烷氧基。
2.一种蓝光有机电致磷光材料的制备方法，其特征在于，所述蓝光有机电致磷光材料的制备方法包括如下步骤：
（1）惰性气体保护下，将结构式为A:的化合物A和结构式为B：的化合物B溶于含有催化剂和碱的第一有机溶剂中，得到反应液，所述反应液进行Suzuki偶联反应，待反应停止后，分离提纯反应液，得到结构式为D:的环金属配体；其中，化合物A与化合物B的摩尔比为1:1.1～1:1.5,偶联反应时间为6～12h，反应温度为85～100℃；
（2）惰性气体保护下，将所述环金属配体和三水合三氯化铱以摩尔比为2.2:1～3.5:1溶于2-乙氧基乙醇与水形成的混合溶剂中，加热混合溶剂至回流状态搅拌反应22～25h；冷却至室温，分离提纯，得到结构式为E:的氯桥二聚物；其中，R为氢原子或C1～C20的烷基或C1～C20的烷氧基；
（3）惰性气体保护下，将所述氯桥二聚物和结构式为C:的化合物C以摩尔比为1:2.5～1:4溶于含有碱的第二有机溶剂中，得到混合溶液，加热混合溶液至40～83℃，搅拌反应15～25h，冷却至室温，最后分离提纯，得到结构式为P:的蓝光有机电致磷光材料；其中，R为氢原子或C1～C20的烷基或C1～C20的烷氧基。
3.根据权利要求2所述的蓝光有机电致磷光材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中所述碱与化合物A的摩尔比为1:1～3:1。
4.根据权利要求2所述的蓝光有机电致磷光材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中所述催化剂为四(三苯基膦)合钯或双氯二(三苯基磷)合钯，所述催化剂与化合物A的摩尔比为0.03:1～0.05:1。
5.根据权利要求2所述的蓝光有机电致磷光材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中所述化合物A在反应液中的摩尔浓度为0.1～0.2mol/L。
6.根据权利要求2所述的蓝光有机电致磷光材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中所述氯桥二聚物在混合溶液中的摩尔浓度为0.01～0.02mol/L。
7.根据权利要求2所述的蓝光有机电致磷光材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中所述环金属配体的分离提纯包括：
待反应停止冷至室温后，二氯甲烷萃取、分液，水洗至中性，用无水硫酸镁干燥；过滤，滤液减压蒸出溶剂得粗产物，以乙酸乙酯和正己烷形成的混合液为洗脱液进行硅胶柱色谱分离，干燥后得到所述环金属配体。
8.根据权利要求2所述的蓝光有机电致磷光材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中所述氯桥二聚物的分离提纯包括：
待反应停止冷至室温后，旋转蒸除部分溶剂，加入适量蒸馏水，过滤得到固体，固体依次用蒸馏水、甲醇洗涤，干燥后得所述氯桥二聚物。
9.根据权利要求2所述的蓝光有机电致磷光材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中所述蓝光有机电致磷光材料的分离提纯包括：
自然冷至室温后，减压蒸除部分溶剂，所得粗产物用甲醇洗涤后，经二氯甲烷和无水乙醇混合溶剂重结晶，干燥后得蓝光有机电致磷光材料。
10.一种有机电致发光器件，包括发光层，其特征在于，所述发光层中掺杂蓝光有机电致磷光材料，所述蓝光有机电致磷光材料结构式如P所示：
其中，R为氢原子或C1～C20的烷基或C1～C20的烷氧基。
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