CN107815308B - 一种基于咔唑和蒽偶联的双极性蓝光材料及其制备方法 - Google Patents

一种基于咔唑和蒽偶联的双极性蓝光材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107815308B
CN107815308B CN201711039518.6A CN201711039518A CN107815308B CN 107815308 B CN107815308 B CN 107815308B CN 201711039518 A CN201711039518 A CN 201711039518A CN 107815308 B CN107815308 B CN 107815308B
Authority
CN
China
Prior art keywords
carbazole
light material
blue light
anthracene
filtrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201711039518.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107815308A (zh
Inventor
谢鹏波
袁宁宁
李善吉
欧阳英
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangzhou Institute of Technology
Original Assignee
Guangzhou Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangzhou Institute of Technology filed Critical Guangzhou Institute of Technology
Priority to CN201711039518.6A priority Critical patent/CN107815308B/zh
Publication of CN107815308A publication Critical patent/CN107815308A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107815308B publication Critical patent/CN107815308B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D209/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings, condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • C07D209/56—Ring systems containing three or more rings
    • C07D209/80—[b, c]- or [b, d]-condensed
    • C07D209/82—Carbazoles; Hydrogenated carbazoles
    • C07D209/86—Carbazoles; Hydrogenated carbazoles with only hydrogen atoms, hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals, directly attached to carbon atoms of the ring system
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1003—Carbocyclic compounds
    • C09K2211/1011—Condensed systems

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Indole Compounds (AREA)

Abstract

本发明属于蓝光材料制备技术领域，公开了一种基于咔唑和蒽偶联的双极性蓝光材料及其制备方法，将中间产物a，9‑乙炔基蒽，Pd(PPh3)2Cl2，CuI和PPh3加入250mL二颈圆底烧瓶中，圆底烧瓶抽真空，充氮气；加入甲苯和新蒸的三乙胺，氮气鼓泡搅拌，室温下反应过夜；反应液冷却过滤，滤渣用甲苯洗涤三次，滤液连续用水和饱和氯化钠溶液洗涤2次，用无水硫酸钠干燥过夜，过滤；滤液旋蒸除去溶剂，粗产品用石油醚/四氢呋喃混合溶剂作洗脱液，提纯后，产物用四氢呋喃冲下，浓缩后用无水甲醇重结晶，得黄色固体。本发明在咔唑的9位N上被吸电子基苯甲腈取代，在咔唑的3,6位被9‑蒽炔取代的高共轭，高刚性的蓝光材料。

Description

一种基于咔唑和蒽偶联的双极性蓝光材料及其制备方法
技术领域
本发明属于蓝光材料制备技术领域，尤其涉及一种基于咔唑和蒽偶联的双极性蓝光材料。
背景技术
咔唑基团由于在短波长的范围内有很强的吸收，并且其能级带隙为3.2eV左右，其特有的光电性质，咔唑及其衍生物作为一种空穴传输材料被广泛地应用于小分子和聚合物蓝光OLED中，但是小分子咔唑衍生物发光材料尺寸小，热稳定性较差及聚合物材料的量子产率依然较低，其应用也受到了限制。一般来说，由于化学结构和能级特性，大多数有机小分子半导体材料都偏向于传输某一种载流子(电子或者空穴)，而与之对应的另一种载流子的传输能力则较低，是单极材料。用单极材料制成的单层器件中电子和空穴浓度不平衡，造成器件性能下降；同时，使得发光层靠近电极与有机层的界面，降低了器件寿命。使用双极性传输材料作为发光层也能改善电子和空穴的匹配，获得高亮度、高产率的单层器件。因此，可以有效的平衡器件中的载流子，提高器件发光产率和稳定性双极性传输材料的研究引起越来越多的关注。
综上所述，现有技术存在的问题是：单极材料制成的单层器件中电子和空穴浓度不平衡，造成器件性能下降；同时，使得发光层靠近电极与有机层的界面，降低了器件寿命。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于咔唑和蒽偶联的双极性蓝光材料。
本发明是这样实现的，一种基于咔唑和蒽偶联的双极性蓝光材料，所述基于咔唑和蒽偶联的双极性蓝光材料的分子式为C51H28N2：
Figure BDA0001449197300000021
本发明的另一目的在于提供一种基于咔唑和蒽偶联的双极性蓝光材料的制备方法，所述基于咔唑和蒽偶联的双极性蓝光材料的制备方法包括以下步骤：
步骤一，将0.416g(0.4-0.42g)中间产物(a)，0.45g(0.4-0.5g)9-乙炔基蒽，12.5mg Pd(PPh3)2Cl2，15.3mg CuI和23.2mg PPh3加入250mL二颈圆底烧瓶中，圆底烧瓶抽真空，充氮气反复三次；
步骤二，再加入新蒸的60mL甲苯和新蒸的三乙胺，氮气鼓泡搅拌30分钟，室温下反应1个小时，在80℃下反应过夜；
步骤三，反应液冷却过滤，滤渣用甲苯洗涤三次，滤液连续用水和饱和氯化钠溶液洗涤2次，用无水硫酸钠干燥过夜，过滤；
步骤四，滤液旋蒸除去溶剂，粗产品用石油醚/四氢呋喃V/V＝4/1混合溶剂作洗脱液，用300目硅胶粉为固定相进行层析过柱提纯后，产物用四氢呋喃冲下，浓缩后，用无水甲醇重结晶，得黄色固体。
进一步，所述基于咔唑和蒽偶联的双极性蓝光材料的制备方法合成路线为：
Figure BDA0001449197300000031
进一步，所述中间产物a的合成方法包括：
在100mL的单颈瓶中加入化合物4-(9-咔唑)苯甲腈2.95g，11mmol，40mL冰乙酸，碘化钾2.74g，碘酸钾3.53g，，搅拌下115"C反应30min，趁热抽虑，滤渣用乙酸洗三次，粗产物用THF加热下溶解，滴入无水甲醇中重结晶，抽虑，滤渣用甲醇洗3次，得浅褐色粉末。
本发明的优点及积极效果为：在咔唑的9位N上被吸电子基苯甲腈取代，在咔唑的3,6位被9-蒽炔取代的高共轭，高刚性的蓝光材料。发射波长为445nm,位于深蓝光区域，具有较高的量子产率，达到87％，相对于没有偶联蒽的N-(对氰基苯)咔唑的量子产率高26％；具有较高的热稳定性，5％失重分解温度高达475℃。相对于已报道的9,10-二-(2’-萘基)蒽和910-二-(1’-萘基)蒽结构的蓝光材料的分解温度高85℃。是一种高热稳定性和高发光效率的蓝光材料。
附图说明
图1是本发明实施例提供的基于咔唑和蒽偶联的双极性蓝光材料的制备方法流程图。
图2是本发明实施例提供的热性能测试示意图。
图3是本发明实施例提供的目标产物的紫外吸收光谱图。
图4是本发明实施例提供的目标产物的荧光光谱图。
图5是本发明实施例提供的目标化合物的电化学性能示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明以具有空穴传输能力的咔唑和具有吸电子性的对氰基溴苯为原料，通过Suzuki偶合反应和Sonogashira偶合反应方法合成了3,6位被蒽炔基取代的咔唑-蒽偶合的双极性蓝光材料。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
本发明实施例提供的基于咔唑和蒽偶联的双极性蓝光材料的分子式为C51H28N2：
Figure BDA0001449197300000041
如图1所示，本发明实施例提供的基于咔唑和蒽偶联的双极性蓝光材料的制备方法包括以下步骤：
S101：将0.416g(0.8mmol)中间产物(a)，0.45g(2.23mmol)9-乙炔基蒽，12.5mg Pd(PPh3)2Cl2，15.3mg CuI和23.2mg PPh3加入250mL二颈圆底烧瓶中，圆底烧瓶抽真空，充氮气反复三次；
S102：再加入新蒸的60mL甲苯和新蒸的三乙胺(氮气鼓泡搅拌30分钟)，室温下反应1个小时，然后在80℃下反应过夜；
S103：反应液冷却过滤，滤渣用甲苯洗涤三次，滤液连续用水和饱和氯化钠溶液洗涤2次，用无水硫酸钠干燥过夜，然后过滤；
S104：滤液旋蒸除去溶剂，粗产品用石油醚/四氢呋喃(V/V＝4/1)混合溶剂作洗脱液，用300目硅胶粉为固定相进行层析过柱提纯后，产物用四氢呋喃冲下，浓缩后，用无水甲醇重结晶，得黄色固体。
本发明实施例提供的基于咔唑和蒽偶联的双极性蓝光材料的制备方法合成路线为：
Figure BDA0001449197300000051
下面结合具体实施例对本发明的应用原理作进一步的描述。
中间产物(a)的合成
在100mL的单颈瓶中加入化合物4-(9-咔唑)苯甲腈2.95g，11mmol)，40mL冰乙酸，碘化钾(2.74g，14.5mmo1)，碘酸钾(3.53g，16.5mmo1)，搅拌下115"C反应30min，趁热抽虑，滤渣用乙酸洗三次，粗产物用少量THF加热下溶解，滴入无水甲醇中重结晶，抽虑，滤渣用甲醇洗3次，得浅褐色粉末4.51g，产率79％，熔点为249.250℃。
1H NMR:δ8.39(s,2H),7.92(d,J＝8.4Hz,2H),7.68(t,J＝8.4Hz,4H),7.18(d,J＝8.4Hz,2H).元素分析实测值(％计算值C19H10I2N2)C,43.88；H,1.94；I,48.80；N,5.39；EI MSm/z 520(M+)。
目标产物(b)的合成
将0.416g(0.8mmol)中间产物(a)，0.45g(2.23mmol)9-乙炔基蒽，12.5mg Pd(PPh3)2Cl2，15.3mg CuI和23.2mg PPh3加入250mL二颈圆底烧瓶中，圆底烧瓶抽真空，充氮气反复三次，再加入新蒸的60mL甲苯和新蒸的三乙胺(氮气鼓泡搅拌30分钟)，室温下反应1个小时，然后在80℃下反应过夜。反应液冷却过滤，滤渣用甲苯洗涤三次，滤液连续用水和饱和氯化钠溶液洗涤2次，用无水硫酸钠干燥过夜，然后过滤。滤液旋蒸除去溶剂，粗产品用石油醚/四氢呋喃(V/V＝4/1)混合溶剂作洗脱液，用300目硅胶粉为固定相进行层析过柱提纯后，产物用四氢呋喃冲下，浓缩后，用无水甲醇重结晶，得黄色固体0.358g，产率67％，熔点328-329℃。
1H NMR:δ8.76(d,J＝8.7Hz,4H),8.65(s,2H),8.45(s,2H),8.05(d,J＝8.4Hz,4H),8.00(d,J＝8.1Hz,2H),7.89(d,J＝8.4Hz,2H),7.83(d,J＝8.4Hz,2H),7.61-7.69(m,4H),7.50-7.58(m,6H).元素分析，计算值(％，C16H21IO)：C,91.59；H,4.22；N,4.19；实测值：C,91.71；H,4.37；N,3.98。EI MS(m/z)计算值：668(M+)。
图2是本发明实施例提供的热性能测试示意图。在N2氛围下，测得发明产物在260℃左右开始失重，220℃～320℃温度范围内的失重可能是由于化合物的晶格中的溶剂分子挥发或者化合物中含有易分解的杂质，失重5％和10％时的温度分别为475℃和506℃；
图3是本发明实施例提供的目标产物的紫外吸收光谱图。在THF溶液中，测得发明产物的紫外光谱，从谱图可知，出现了四个吸收峰：434nm、409nm、388nm和367nm，表现为蒽基团的特征吸收。
图4是本发明实施例提供的目标产物的荧光光谱图。在THF溶液中，测得发明产物荧光光谱，由图可知，发射光谱是带肩峰的单峰，其中最大发射波长λmax为445nm。
图5是本发明实施例提供的目标化合物的电化学性能示意图。循环伏安(CV)实验所用仪器为北京中腐防蚀工程技术有限公司的PS-268A电化学测量仪，以玻碳电极为工作电极，Ag/Ag+(0.1M的乙腈溶液)为参比电极(RE)，铂丝电极为辅助电极(AE)构成三电极系统，扫描速度为20mV/s，二氯甲烷作溶剂，四丁基六氟磷酸胺(0.1M)为支持电解质，对合成的发光材料的电化学性能进行了分析，利用下面有公式对发明发物进行了能级计算。
EHOMO＝-4.71-Epa(onset)，ELUMO＝Eg-|EHOMO|，Eg＝1240/λabs
其中，Epa(onset)为起始氧化电势，ELUMO为LUMO能级，Eg为HOMO和LUMO问带隙，λabs为UV-Vis吸收长波方向曲线段切线基线的交点。
通过以紫外光谱及测得的循环伏安(CV)可计算得到发明产物的Eg、HOMO和LUMO分别为2.76eV，-5.2eV 2和2.46eV。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于咔唑和蒽偶联的双极性蓝光材料，其特征在于，所述基于咔唑和蒽偶联的双极性蓝光材料的分子式为C51H28N2：
Figure FDA0002333965590000011
所述基于咔唑和蒽偶联的双极性蓝光材料的制备方法包括以下步骤：
步骤一，将0.4-0.42g中间产物(a)，0.4-0.5g 9-乙炔基蒽，12.5mg Pd(PPh3)2Cl2，15.3mg CuI和23.2mg PPh3加入250mL二颈圆底烧瓶中，圆底烧瓶抽真空，充氮气反复三次；
步骤二，再加入新蒸的60mL甲苯和新蒸的三乙胺，氮气鼓泡搅拌30分钟，室温下反应1个小时，在80℃下反应过夜；
步骤三，反应液冷却过滤，滤渣用甲苯洗涤三次，滤液连续用水和饱和氯化钠溶液洗涤2次，用无水硫酸钠干燥过夜，过滤；
步骤四，滤液旋蒸除去溶剂，粗产品用石油醚/四氢呋喃V/V＝4/1混合溶剂作洗脱液，用300目硅胶粉为固定相进行层析过柱提纯后，产物用四氢呋喃冲洗，浓缩后，用无水甲醇重结晶，得黄色固体。
2.如权利要求1所述的基于咔唑和蒽偶联的双极性蓝光材料的制备方法，其特征在于，所述基于咔唑和蒽偶联的双极性蓝光材料的制备方法合成路线为：
Figure FDA0002333965590000021
3.如权利要求1所述的基于咔唑和蒽偶联的双极性蓝光材料的制备方法，其特征在于，所述中间产物a的合成方法包括：
在100mL的单颈瓶中加入化合物4-(9-咔唑)苯甲腈2.95g，11mmol，40mL冰乙酸，碘化钾2.74g，碘酸钾3.53g，搅拌下115℃反应30min，趁热抽滤，滤渣用乙酸洗三次，粗产物用THF加热下溶解，滴入无水甲醇中重结晶，抽滤，滤渣用甲醇洗3次，得浅褐色粉末。
CN201711039518.6A 2017-10-27 2017-10-27 一种基于咔唑和蒽偶联的双极性蓝光材料及其制备方法 Expired - Fee Related CN107815308B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711039518.6A CN107815308B (zh) 2017-10-27 2017-10-27 一种基于咔唑和蒽偶联的双极性蓝光材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711039518.6A CN107815308B (zh) 2017-10-27 2017-10-27 一种基于咔唑和蒽偶联的双极性蓝光材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107815308A CN107815308A (zh) 2018-03-20
CN107815308B true CN107815308B (zh) 2020-04-10

Family

ID=61603378

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711039518.6A Expired - Fee Related CN107815308B (zh) 2017-10-27 2017-10-27 一种基于咔唑和蒽偶联的双极性蓝光材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107815308B (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1407053A (zh) * 2001-08-13 2003-04-02 三星Sdi株式会社 发蓝光的化合物和用其作为彩色显影物质的电致发光装置
CN101090887A (zh) * 2004-12-28 2007-12-19 株式会社半导体能源研究所 蒽衍生物、使用它的发光元件和使用它的发光器件
CN102449109A (zh) * 2009-03-31 2012-05-09 罗门哈斯电子材料韩国有限公司 新颖的有机电致发光化合物和使用该化合物的有机电致发光设备

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1407053A (zh) * 2001-08-13 2003-04-02 三星Sdi株式会社 发蓝光的化合物和用其作为彩色显影物质的电致发光装置
CN101090887A (zh) * 2004-12-28 2007-12-19 株式会社半导体能源研究所 蒽衍生物、使用它的发光元件和使用它的发光器件
CN102449109A (zh) * 2009-03-31 2012-05-09 罗门哈斯电子材料韩国有限公司 新颖的有机电致发光化合物和使用该化合物的有机电致发光设备

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Carbazole Donor-Carbazole Linker-Based Compounds: Preparation, Photophysical Properties, and Formation of Fluorescent Nanoparticles;Krishna Panthi et al.;《J. Phys. Chem. A》;20100316;第114卷;4550-4557 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN107815308A (zh) 2018-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li et al. A fused-ring based electron acceptor for efficient non-fullerene polymer solar cells with small HOMO offset
JP4576494B2 (ja) 光増感色素
CN111533757B (zh) 基于二噻吩并苯并咪唑的无掺杂空穴传输材料及其制备方法与在钙钛矿太阳能电池中的应用
CN103524518B (zh) 轮状四烯类荧光化合物、制备方法和应用及电致发光器件
CN103288848B (zh) 苯并三噻吩类化合物及其制备方法和用途
CN108546267A (zh) 一种端基含环烷基链的有机共轭小分子材料及其制备方法与在太阳能电池中的应用
CN110818725B (zh) 基于多元含氮杂环共轭小分子及其在有机光电器件中的应用
CN112979611B (zh) 一类碗烯基钙钛矿太阳能电池空穴传输层材料及其制备方法和应用
CN101787020A (zh) 一种可溶液加工的有机共轭分子及在太阳能电池中的应用
CN107805254B (zh) 一种卟啉小分子钙钛矿阴极缓冲层材料及其制备方法与应用
CN114644632A (zh) 基于双吡啶并吩嗪受体的热激活延迟荧光材料及其制备方法与应用
CN111187280B (zh) 基于茚并[1,2-b]咔唑的免掺杂空穴传输材料及其合成方法和应用
CN111320615B (zh) 一类基于s,s-二氧-二苯并噻吩和菲并咪唑的小分子及其在电致发光器件中的应用
CN112390813B (zh) 非富勒烯电子受体材料与有机光伏电池
CN114349771B (zh) 一种六苯并蔻基非富勒烯受体材料及其制备和应用
CN107815308B (zh) 一种基于咔唑和蒽偶联的双极性蓝光材料及其制备方法
CN116375732A (zh) 一种非富勒烯受体材料及其制备方法和应用
CN107759624B (zh) 不对称芳基硼有机光电功能材料及其制备方法与应用
CN114133385B (zh) 一种以咔唑为核心、以噻吩嗪或吩恶嗪为端基的空穴传输材料及其合成方法和应用
KR101406009B1 (ko) 플러렌 유도체 및 이의 제조방법
CN106699750B (zh) 吩噻嗪-三芳基吡啶有机黄绿发光化合物及其制备与应用
CN107805494B (zh) 一种由乙炔桥联芴和蒽衍生物蓝光材料及制备方法
CN110964041B (zh) 一种基于苯并酰亚胺的受体材料及其制备方法和应用
CN111138454B (zh) 一种基于茚并[1,2-b]咔唑的空穴传输材料及其制备方法和应用
CN105153182B (zh) 一种5‑烷基‑2,3‑二氢苯并呋喃‑c60富勒烯双加成物及其制备方法和用途

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20200410

Termination date: 20201027