CN104447545A - 一种制备红光发射铱磷光配合物的新方法 - Google Patents

一种制备红光发射铱磷光配合物的新方法 Download PDF

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刘伟平
李�杰
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Abstract

本发明公开了一种制备红光发射铱磷光配合物Ir(piq)3的新方法。以[Ir(acac-O,O)2(acac-C)(H2O)]为原料，以甘油(glcerol)为溶剂，在氩气气氛下，直接和苯基异喹啉反应一步合成得到铱磷光配合物Ir(piq)3。该方法产率高，步骤少，操作简单，产品纯度高，杂质含量低，适于Ir(piq)3的批量合成。

Description

一种制备红光发射铱磷光配合物的新方法
技术领域
本发明涉及有机发光二极管(OLED)用电致磷光材料合成技术领域，具体是一种制备红光发射铱磷光配合物Ir(piq)3的新方法。
背景技术
OLED具有对比度高、超薄、视角广、能耗低、响应速度快、色彩绚丽、柔性等特征，被视为最新一代的“绿色节能”显示技术和最具竞争潜力的新一代固态光源。
发光材料是OLED的核心关键材料之一，它的发光性能直接决定着OLED器件的性能。在OLED的发展中，将磷光配合物作为发光材料引入到OLED的发光层，使器件的最大内量子效率由原来荧光材料的25％提高到磷光材料的100％，从理论上将OLED的最大效率提高了三倍，从而开辟了磷光OLED研究的新领域。磷光材料主要是一些重金属(如铱、铂、钌、锇、铜等)的配合物，到目前为止，在诸多磷光材料中，基于铱(Ir)配合物发光的磷光OLED具有最高的发光效率，部分小分子铱磷光配合物已商业化，并成功应用于OLED中。
Ir(piq)3是较为经典的电致红光材料，具有很好的发光性能，以其为磷光材料能够制备高效发光器件，在电致发光领域得到了广泛的应用。它的合成方法主要有以下3种化学反应路线为：(A.B.Tamayo,B.D.Alleyne,P.I.Djurovich,S.Lamansky,I.Tsyba,N.N.Ho,R.Bau,M.E.Thompson.J.Am.Chem.Soc.2003,125,7377-7387)：
方法一：
方法二：
方法三：
三种合成方法均以甘油(glycerol)为溶剂，反应温度高。方法一中使用了价格昂贵的乙酰丙酮铱为原料，方法二中的二氯桥化合物很容易由价格相对低廉的水合三氯化铱与苯基异喹啉反应得到，但在合成中需要苯基异喹啉的量较大，从而导致了合成成本高，方法三中的起始原料(piq)2Ir(acac)已经是一个经典的红光材料，以其为原料制备Ir(piq)3会进一步提高成本。综合比较3种方法，现有合成Ir(piq)3的成本均较高，阻碍了其在OLED中的应用。因此，发展Ir(piq)3低成本的合成新方法，对促进其在OLED中的应用具有极其重要的学术价值和现实意义。
发明内容
鉴于上述的情况，为了提高铱的利用效率，降低Ir(piq)3的合成成本，我们以合成乙酰丙酮铱过程中得到了一种副产物[Ir(acac-O,O)2(acac-C)(H2O)]为原料，制备了红光发射的铱磷光配合物Ir(piq)3。
本发明的目的是提供一种制备红光发射铱磷光配合物Ir(piq)3的新方法，具体是以甘油(glcerol)为溶剂，[Ir(acac-O,O)2(acac-C)(H2O)]和苯基异喹啉反应，搅拌下加入1M盐酸，过滤得到Ir(piq)3粗品，然后通过硅胶柱分离得到纯品。其化学反应路线为：
本发明的特征在于利用合成Ir(acac)3过程中产生的副产物[Ir(acac-O,O)2(acac-C)(H2O)]为原料制备Ir(piq)3，提高了铱的使用效率，为Ir(piq)3提供了一种全新的制备方法。
具体实施方式
实施例1：称取[Ir(acac-O,O)2(acac-C)(H2O)](5.08g,10mmol)和苯基异喹啉(Hpiq)(8.2g，40mmol)置于圆底烧瓶中，加入250mL甘油，氩气保护下加热回流24小时，冷却至室温，加入200mL 1mol/L盐酸，搅拌1小时，过滤，用乙醚、正己烷洗涤，得到的固体烘干后用硅胶柱分离(石油醚：二氯甲烷＝3:1)，浓缩洗脱液，干燥即得6.8克Ir(piq)3，产率为85％，HPLC测得纯度为99.7％。
特征结构参数：
(1)元素分析:理论值:C 67.15H 3.76N 5.22
实测值:C 67.12H 3.74N 5.20
(2)质谱(EI)：m/z＝827(M+23),425(M/2+23)；
(3)核磁共振氢谱(1H NMR，dmso,ppm)：8.92(d,1H),8.16(d,1H),7.93(t,1H),7.78(t,2H),7.48(d,1H),7.36(d,1H),6.90(t,1H),6.79(d,1H),6.72(t,1H)
实施例2：称取[Ir(acac-O,O)2(acac-C)(H2O)](15.2g,30mmol)和苯基异喹啉(Hpiq)(24.6g，120mmol)置于圆底烧瓶中，加入500mL甘油，氩气保护下加热回流24小时，冷却至室温，加入400mL 1mol/L盐酸，搅拌1小时，过滤，用乙醚、正己烷洗涤，得到的固体烘干后用硅胶柱分离(石油醚：二氯甲烷＝3:1)，浓缩洗脱液，干燥即得21.2克Ir(piq)3，产率为88％，HPLC测得纯度为99.8％。
特征结构参数：
(1)元素分析:理论值:C 67.15H 3.76N 5.22
实测值:C 67.12H 3.74N 5.20
(2)质谱(EI)：m/z＝827(M+23),425(M/2+23)；
(3)核磁共振氢谱(1H NMR，dmso,ppm)：8.92(d,1H),8.16(d,1H),7.93(t,1H),7.78(t,2H),7.48(d,1H),7.36(d,1H),6.90(t,1H),6.79(d,1H),6.72(t,1H)
实施例3：称取[Ir(acac-O,O)2(acac-C)(H2O)](30.4g,60mmol)和苯基异喹啉(Hpiq)(49.3g，240mmol)置于圆底烧瓶中，加入800mL甘油，氩气保护下加热回流24小时，冷却至室温，加入200mL 1mol/L盐酸，搅拌1小时，过滤，用乙醚、正己烷洗涤，得到的固体烘干后用硅胶柱分离(石油醚：二氯甲烷＝3:1)，浓缩洗脱液，干燥即得42.7克Ir(piq)3，产率为88.5％，HPLC测得纯度为99.8％。
特征结构参数：
(1)元素分析:理论值:C 67.15H 3.76N 5.22
实测值:C 67.12H 3.74N 5.20
(2)质谱(EI)：m/z＝827(M+23),425(M/2+23)；
(3)核磁共振氢谱(1H NMR，dmso,ppm)：8.92(d,1H),8.16(d,1H),7.93(t,1H),7.78(t,2H),7.48(d,1H),7.36(d,1H),6.90(t,1H),6.79(d,1H),6.72(t,1H)
从实施例可以看出，Ir(piq)3的产率可达88.5％，纯度可达99.8％，方法适于批量制备；不同批次的结构参数符合Ir(piq)3的化学结构，与文献(M.Lepeltier,F.Dumur,J.Marrot,E.Contal,D.Bertin,D.Gigmes,C.Mayer.Dalton Trans.,2013,42,4479-4486)报道的一致。

Claims (2)

1.一种制备红光发射铱磷光配合物Ir(piq)3的新方法，其特征在于：以[Ir(acac-O,O)2(acac-C)(H2O)]为原料，以甘油(glcerol)为溶剂，在氩气气氛下，直接和苯基异喹啉反应一步合成得到铱磷光配合物Ir(piq)3，反应路线及反应条件为：
2.根据权利要求1所述的一种制备红光发射铱磷光配合物Ir(piq)3的新方法，其特征在于：制备红光发射铱磷光配合物Ir(piq)3的原料为一种新的前驱体，其结构式为：
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