CN106146343B - 一种化合物及其合成方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种化合物，其主体分子结构式命名为：9‑氰基‑蒽基二苯醚；其结构为结构式(I)所示：其中，R1、R2、R3、R4、R5单独或共同为：氢或供电子基团；A为9‑氰基‑蒽基苯结构。本发明还提供了所述化合物的合成方法包括：原料在高沸点溶剂中以及高温下，在计量的铜的存在下，进行反应，其中，高温是指大于等于210℃。本发明还提供了所述化合物作为单体通过自由基聚合得到的聚合物、所述化合物及其聚合物在OLED主体材料中的应用以及一种有机发光二极管OLED。本发明所述化合物采用氧桥将两部分共轭体系连接在一起，可以在保证其具有较高的三线态能级的条件下，同时具有良好的热稳定性。

Description

一种化合物及其合成方法和应用
技术领域
本发明涉及一种化合物，尤其涉及一种用于OLED主体材料的化合物及其合成方法和应用。
背景技术
目前，显示屏以TFT(Thin Film Transistor，薄膜场效应晶体管)-LCD为主，由于其为非自发光之显示器，必须透过背光源投射光线，依序穿透TFT-LCD面板中之偏光板、玻璃基板、液晶层、彩色滤光片、玻璃基板、偏光板等相关零组件，最后进入人之眼睛成像，达到显示之功能。但是其显示屏在实际应用过程中出现反应速率慢、耗电、视角窄等缺点，不足以成为完美的显示屏。
相对而言，OLED，作为一种新型的平板显示技术，其与传统的LCD显示方式相比，无需背光灯，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时，这些有机材料就会发光。因此，OLED具有自发光、结构简单、超轻薄、响应速度快、宽视角、低功耗及可实现柔性显示等特性，近十几年来取得了很大的发展和进步，被誉为“梦幻显示器”。
OLED的基本结构是由一薄而透明具本道题特性的铟锡氧化物(ITO)，与电力的正极相连，再加上另一个金属阴极，包成如三明治的结构，如US4769292中公开的OLED。整个结构层中包括了：空穴传输层(HTL)、发光层(EL)与电子传输层(ETL)。当电力供应至适当电压时，正极空穴与阴极电荷就会在发光层中结合，产生光亮，依其配方不同产生红、绿和蓝RGB三原色，构成基本色彩。事实上，OLED在全色显示等方面仍然存在不足，重要的原子之一是缺乏高性能的材料，因此，设计与合成新型有机发光材料是OLED研究工作中的重点。
发明内容
为了解决现有技术在实际应用过程中的弊端，进一步优化OLED的使用性能，本发明采用以下技术方案。
第一方面，本发明提供了一种化合物，其主体分子结构式命名为：9-氰基-蒽基二苯醚；其结构为结构式(I)所示：
其中，R1、R2、R3、R4、R5单独或共同为：氢或供电子基团；
A为9-氰基-蒽基苯结构。
在本发明的一个优选实施例中，所述供电子基团选自C1-C20烷烃及其烷氧基、醚类、芳香胺类、芳杂环类、芳稠环类。
在本发明的另外一个优选实施例中，所述化合物的结构优选为下列结构式：
第二方面，本发明提供了一种结构式(I)所示化合物的合成发法，其合成路线为：
其合成步骤包括：原料在高沸点溶剂中以及高温下，在计量的铜的存在下，进行反应，其中，高温是指大于等于210℃；
其中，R1、R2、R3、R4、R5单独或共同为：氢或供电子基团，A为9-氰基-蒽基苯结构。
优选地，合成步骤包括：
步骤1：在氩气保护下，混合化合物(1)、化合物(2)、溶剂硝基苯及催化剂活性铜粉；
步骤2：在210℃下加热反应；
步骤3：分离得到有机溶剂，溶剂浓缩得到粗产物，粗产物利用重结晶的方法提纯，得到结构式(I)所示化合物。
第三方面，本发明提供了一种结构式(I)所示化合物作为单体通过自由基聚合得到的聚合物。
第四方面，本发明提供了一种结构式(I)所示化合物及其聚合物在OLED主体材料中的应用，其中：结构式(I)所示化合物应用于OLED器件的制作，包括应用于蓝色荧光材料的主体材料、蓝色磷光材料的主体材料、热激发延迟荧光材料的主体材料、空穴阻挡材料料；其聚合物通过溶液法制备薄膜，可以作为OLED的主体材料。
第五方面，本发明提供了一种含有结构式(I)所示化合物和/或其聚合物的有机发光二极管OLED，至少含有结构式(I)所示化合物应用于OLED器件的制作得到的蓝色荧光材料的主体材料、蓝色磷光材料的主体材料、热激发延迟荧光材料的主体材料或空穴阻挡材料料，或其聚合物通过溶液法制备薄膜得到的OLED的主体材料。
优选地，本发明提供的有机发光二极管OLED，包括阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层、阴极，其含有结构式(I)所示化合物和/或其聚合物。
本发明提供的结构式(I)所示化合物，作为一种新型的OLED主体材料，可以用于OLED器件的Host材料，为了得到较高的三线态能级需要材料本身的共轭长度较小，但这就可能导致材料本身的热稳定性下降，影响OLED器件的寿命。因此，本发明采用氧桥将两部分共轭体系连接在一起，可以在保证其具有较高的三线态能级的条件下，同时具有良好的热稳定性。
本发明提供的结构式(I)所示化合物用于OLED主体材料，具有以下优点及有益效果：Eg宽，HOMO深；增加电子传输性能；弱给电子集团，平衡电荷分布；空间位阻大的刚性集团，增加热稳定性；平衡电荷分布，增加醚键稳定性。
附图说明
图1为本发明提供的有机发光二极管OLED的结构示意图。
具体实施方式
第一方面，本发明提供了一种化合物，其主体分子结构式命名为：9-氰基-蒽基二苯醚；其结构为结构式(I)所示：
其中，R1、R2、R3、R4、R5单独或共同为：氢或供电子基团；
A为9-氰基-蒽基苯结构。
优选地，所述供电子基团选自C1-C20烷烃及其烷氧基、醚类、芳香胺类、芳杂环类、芳稠环类。
优选地，所述化合物的结构优选为下列结构式：
第二方面，本发明提供了一种结构式(I)所示化合物的合成发法，其合成路线为：
其合成步骤包括：其合成步骤包括：原料在高沸点溶剂中以及高温下，在计量的铜的存在下，进行反应，其中，高温是指大于等于210℃；
其中，R1、R2、R3、R4、R5单独或共同为：氢或供电子基团，A为9-氰基-蒽基苯结构。
优选地，合成步骤包括：
步骤1：在氩气保护下，混合化合物(1)、化合物(2)、溶剂硝基苯及催化剂活性铜粉；
步骤2：在210℃下加热反应；
步骤3：分离得到有机溶剂，溶剂浓缩得到粗产物，粗产物利用重结晶的方法提纯，得到结构式(I)所示化合物。
第三方面，本发明提供了一种结构式(I)所示化合物作为单体通过自由基聚合得到的聚合物。
第四方面，本发明提供了一种结构式(I)所示化合物及其聚合物在OLED主体材料中的应用，其中：结构式(I)所示化合物应用于OLED器件的制作，包括应用于蓝色荧光材料的主体材料、蓝色磷光材料的主体材料、热激发延迟荧光材料的主体材料、空穴阻挡材料料；其聚合物通过溶液法制备薄膜，可以作为OLED的主体材料。
第五方面，本发明提供了一种含有结构式(I)所示化合物和/或其聚合物的有机发光二极管OLED，至少含有结构式(I)所示化合物应用于OLED器件的制作得到的蓝色荧光材料的主体材料、蓝色磷光材料的主体材料、热激发延迟荧光材料的主体材料或空穴阻挡材料，或其聚合物通过溶液法制备薄膜得到的OLED的主体材料。
优选地，本发明提供的有机发光二极管OLED，包括阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层、阴极，其含有结构式(I)所示化合物和/或其聚合物。
下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的解释，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。
制备实施例1
(1)合成路线
(2)合成步骤：在Ar气保护下将0.1mol化合物(1-1)与0.1mol化合物(2-1)加入到500ml圆底烧瓶中，以硝基苯为溶剂，并加入活性铜粉为催化剂，在210℃下加热反应，分离得到有机溶剂，溶剂浓缩得到粗产物，粗产物利用重结晶的方法提纯，得到化合物(l-1)。
(3)C42H24N2O，M＝572.19，检测量＝573.3。
制备实施例2
(1)合成路线
(2)合成步骤：在Ar气保护下将0.1mol化合物(1-2)与0.1mol化合物(2-2)加入到500ml圆底烧瓶中，以硝基苯为溶剂，并加入活性铜粉为催化剂，在210℃下加热反应，分离得到有机溶剂，溶剂浓缩得到粗产物，粗产物利用重结晶的方法提纯，得到化合物(l-2)。
(3)C27H17NO，M＝371.13，检测量＝372.2。
制备实施例3
(1)合成路线
(2)合成步骤：在Ar气保护下将0.1mol化合物(1-3)与0.1mol化合物(2-3)加入到500ml圆底烧瓶中，以硝基苯为溶剂，并加入活性铜粉为催化剂，在210℃下加热反应，分离得到有机溶剂，溶剂浓缩得到粗产物，粗产物利用重结晶的方法提纯，得到化合物(l-3)。
(3)C27H17NO，M＝371.13，检测量＝372.3。
对比应用实施例1
应用对比例：
将透明阳极电极ITO基板在异丙醇中超声清洗5-10分钟，并暴露在紫外光下20-30分钟，随后用plasma处理5-10分钟。随后将处理后的ITO基板放入蒸镀设备。首先蒸镀一层30-50nm的NPB，然后混合蒸镀CBP，以及5--10％的Ir(ppy)3，随后蒸镀20-40nm的Alq3，随后再蒸镀0.5-2nmLiF，随后蒸镀100-200nm的金属Al。
应用实施例2：
方法步骤同对比实施例，只是用化合物(l-1)替换CBP。
器件 Cd/A Driver Voltage CIEx CIEy
对比例 10cd/A 4.6V 0.33 0.64
实施例 18cd/A 4.5V 0.33 0.64
(以上数据经PR-670光谱光度/色度/辐射度计测试得到)
结果显示相对对比例，该材料具有更好的效率，更低的驱动电压，并且能够维持器件的发光光谱相对稳定。
对比应用实施例2
应用对比例：
将透明阳极电极ITO基板在异丙醇中超声清洗5-10分钟，并暴露在紫外光下20-30分钟，随后用plasma处理5-10分钟。随后将处理后的ITO基板放入蒸镀设备。首先蒸镀一层30-50nm的NPB，然后混合蒸镀CBP，以及5--10％的Ir(ppy)3，随后蒸镀20-40nm的Alq3，随后再蒸镀0.5-2nmLiF，随后蒸镀100-200nm的金属Al。
应用实施例2：
方法步骤同对比实施例，只是用化合物(l-2)替换CBP。
器件 Cd/A Driver Voltage CIEx CIEy
对比例 10cd/A 4.6V 0.33 0.64
实施例 16cd/A 4.5V 0.33 0.64
(以上数据经PR-670光谱光度/色度/辐射度计测试得到)
结果显示相对对比例，该材料具有更好的效率，更低的驱动电压，并且能够维持器件的发光光谱相对稳定。
对比应用实施例3
应用对比例：
将透明阳极电极ITO基板在异丙醇中超声清洗5-10分钟，并暴露在紫外光下20-30分钟，随后用plasma处理5-10分钟。随后将处理后的ITO基板放入蒸镀设备。首先蒸镀一层30-50nm的NPB，然后混合蒸镀CBP，以及5--10％的Ir(ppy)3，随后蒸镀20-40nm的Alq3，随后再蒸镀0.5-2nmLiF，随后蒸镀100-200nm的金属Al。
应用实施例3：
方法步骤同对比实施例，只是用化合物(l-3)替换CBP。
器件 Cd/A Driver Voltage CIEx CIEy
对比例 10cd/A 4.6V 0.33 0.64
实施例 20cd/A 4.5V 0.33 0.64
(以上数据经PR-670光谱光度/色度/辐射度计测试得到)
结果显示相对对比例，该材料具有更好的效率，更低的驱动电压，并且能够维持器件的发光光谱相对稳定。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (8)

1.一种化合物，其特征在于，其主体分子结构式命名为：9-氰基-蒽基二苯醚；其结构为结构式(I)所示：
其中，R1、R2、R3、R4、R5均为：氢；A为9-氰基-蒽基苯结构。
2.根据权利要求1所述化合物，其特征在于，所述化合物的结构为下列结构式：
3.一种如权利要求1所述化合物的合成方法，其合成路线为：
其合成步骤包括：原料在高沸点溶剂中以及高温下，在计量的铜的存在下，进行反应，其中，高温是指大于等于210℃；
其中，R1、R2、R3、R4、R5均为：氢，A为9-氰基-蒽基苯结构。
4.根据权利要求3所述合成方法，其特征在于，合成步骤包括：
步骤1：在氩气保护下，混合化合物(1)、化合物(2)、溶剂硝基苯及催化剂活性铜粉；
步骤2：在210℃下加热反应；
步骤3：分离得到有机溶剂，溶剂浓缩得到粗产物，粗产物利用重结晶的方法提纯，得到结构式(I)所示化合物。
5.一种如权利要求1所述化合物在OLED主体材料中的应用。
6.根据权利要求5所述应用，其特征在于，结构式(I)所示化合物应用于OLED器件的制作，包括应用于蓝色荧光材料的主体材料、蓝色磷光材料的主体材料、热激发延迟荧光材料的主体材料、空穴阻挡材料料。
7.一种含有如权利要求1所述化合物的有机发光二极管OLED，至少含有结构式(I)所示化合物应用于OLED器件的制作得到的蓝色荧光材料的主体材料、蓝色磷光材料的主体材料、热激发延迟荧光材料的主体材料或空穴阻挡材料。
8.根据权利要求7所述有机发光二极管OLED，其特征在于，所述有机发光二极管OLED，包括阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层、阴极，其含有结构式(I)所示化合物。
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