CN108530356A - 一种基于可聚的8-羟基喹啉铝绿光材料及制备方法 - Google Patents

一种基于可聚的8-羟基喹啉铝绿光材料及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于发光材料技术领域，公开了一种基于可聚的8‑羟基喹啉铝绿光材料及制备方法，本发明以8‑羟基喹啉、多聚甲醛和烯丙醇为原料通过对一系列反应在8‑羟基喹啉结构的5位引入可聚合的基团得到可聚8‑羟基喹啉铝配合物单体，此发明物质不但增加了8‑羟基喹啉类铝配合物在有机溶剂中的溶解性能，也使此配合物具有可聚合性，可以进一步聚合获得高分子铝配合物，同时，具有良好的热稳定性。由于此新型配合物具有可聚合性，因此，对合成性能良好的高分子绿光材料提供了新的途径。

Description

一种基于可聚的8-羟基喹啉铝绿光材料及制备方法
技术领域
本发明属于发光材料技术领域，尤其涉及一种基于可聚的8-羟基喹啉铝绿光材料及制备方法。
背景技术
目前，业内常用的现有技术是这样的：有机金属配合物被认为是最有应用前景的一类有机电致发光材料。8-羟基喹啉可以和金属离子生成鳌合物，长期以来，它在医药工业、农业、生物等方面获得了广泛的应用。在分析化学领域，8-羟基喹啉作为一种性能优异的鳌合剂、萃取剂和金属离子指示剂可用于溶剂萃取、吸光度分析、荧光分析等。1987年，美国柯达公司的Tang等人报道了基于有机空穴传导层8-羟基喹啉铝(Alq3)发光层复层结构的有机薄膜电致发光(EL)器件，基本上解决了长期困扰研究人员的有机器件驱动电压高、发光效率低和亮度差的问题。Tang的研究工作，不仅重新引起了研究人员对有机薄膜电致发光的研究兴趣，而且8-羟基喹啉在有机发光器件中表现出来的优良性能使得8-羟基喹啉再次成为研究人员的研究热点之一。通过化学修饰的调控来改变8-羟基喹啉铝(Alq3)的发光光谱，提高其荧光量子效率，改善其溶解性以及提高加工性能，这对于拓展8-羟基喹啉铝(Alq3)的应用范围、优化器件的性能都有着重要的实用价值。然而，现在以8-羟基喹啉类铝配合物大多是不能聚合的小分子配合物，限制了8-羟基喹啉类铝配合物进一步发展。因为这些小分子没有可聚合基团，是不能聚合的，所以不能用来聚合制备高分子材料。
综上所述，现有技术存在的问题是：现在以8-羟基喹啉类铝配合物大多是不能聚合的小分子配合物，因为配合物上没有引入可以聚合的活性基团同，限制了8-羟基喹啉类铝配合物进一步发展。
解决上述技术问题的难度和意义：要解决上述技术问题，其难度在于怎么在8-羟基喹啉的5位引入可聚合的基团。
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可聚的8-羟基喹啉铝绿光材料及制备方法。
本发明是这样实现的，首先以8-羟基喹啉和多聚甲醛为原料，通过Blanc氯甲基化反应，在8-羟基喹啉的5位引入氯甲基，再用8-羟基喹啉5-氯甲基为原料，加入烯丙醇，通过亲核取代反应生成5-烯丙氧甲基-8-羟基喹啉；然后以这个配体为原料，与三氯化铝反应生成5-烯丙氧甲基-8-羟基喹啉铝配合物，一种基于可聚的8-羟基喹啉铝绿光材料，此材料的性质是一种固体发光材料，可以用来做发光器件。所述基于可聚的8-羟基喹啉铝绿光材料为：
本发明的另一目的在于提供一种所述基于可聚的8-羟基喹啉铝绿光材料的制备方法，所述基于可聚的8-羟基喹啉铝绿光材料的制备方法包括以下步骤：
步骤一，合成5-氯甲基-8-羟基喹啉，称取5.00g 8-羟基喹啉，1g多聚甲醛和量取10ml浓盐酸于250ml三颈烧瓶中，升温至80℃，磁力搅拌下反应6h，停止反应，静置冷却后抽滤，用丙酮洗涤3-4次，80℃下真空干燥得黄色粉末状固体5.61g，产率为86.8％。熔点大于300℃；
步骤二，2配体5-(烯丙氧)甲基-8-羟基喹啉的制备，于100mL三口瓶中加入4.5g5-氯甲基-8-羟基喹啉，30mL烯丙醇，回流反应12h，将得到的沉淀用苯和乙醇反复溶解沉淀两次后，减压蒸出剩余的烯丙醇。将得到的黄色固体物用适量的去离子水全部溶解，用稀氨水调pH值5～6，得大量灰白色固体，抽滤。沉淀用去离子水洗涤，室温下真空干燥。将得到的粗产物用石油醚重结晶三次得1.5g白色晶体，产率32.1％，熔点79℃；
步骤三，配合物5-(烯丙氧)甲基-8-羟基喹啉铝(Al(AOQ)3)的制备，在50ml烧杯中将1g 5-(烯丙氧)甲基-8-羟基喹啉溶于8ml乙醇和水的混合溶液，滴加AlCl3水溶液，加热至50℃，搅拌20分钟，用10％碳酸钠溶液调节PH至5-6，析出黄色沉淀，抽滤，沉淀分别用去离子水和正己烷洗涤，得到黄绿色粉末状5-(烯丙氧)甲基-8-羟基喹啉铝0.58g，产率55.6％。熔点156℃。
进一步，所述基于可聚的8-羟基喹啉铝绿光材料的制备方法的合成路线为：
本发明的另一目的在于提供一种使用所述基于可聚的8-羟基喹啉铝绿光材料的溶剂萃取系统。
本发明的另一目的在于提供一种使用所述基于可聚的8-羟基喹啉铝绿光材料的吸光度分析系统。
本发明的另一目的在于提供一种使用所述基于可聚的8-羟基喹啉铝绿光材料的荧光分析系统。
综上所述，本发明的优点及积极效果为：本发明以8-羟基喹啉、多聚甲醛和烯丙醇为原料通过对一系列反应在8-羟基喹啉结构的5位引入可聚合的基团得到可聚8-羟基喹啉铝配合物单体，此发明物质不但增加了8-羟基喹啉类铝配合物在有机溶剂中的溶解性能，实验表明，在室温下，此配合物能溶于如甲醇，乙醇，DMSO,DMF，乙酸乙酯，氯仿等很多有机溶剂，这些性质有利于红光材料发光器件的涂膜性能；另外，配合物在500～600nm之间出现较强的荧光发射峰，峰值为530nm，是典型的绿光材料；由于配合物中含有可聚合的烯丙基，使此配合物具有可聚合性，可以进一步聚合获得高分子铝配合物，同时，此配合物熔点156℃，具有较高的热稳定性。由于此新型配合物具有可聚合性，因此，对合成性能良好的高分子绿光材料提供了新的途径。
附图说明
图1是本发明实施例提供的基于可聚的8-羟基喹啉铝绿光材料的制备方法流程图。
图2是本发明实施例提供的目标配合物Al(AOQ)3的红外光谱图。
图3是本发明实施例提供的目标配合物Al(AOQ)3的荧光光谱图(λex＝254nm)。
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。
本发明实施例提供的基于可聚的8-羟基喹啉铝绿光材料为：
如图1所示，本发明实施例提供的基于可聚的8-羟基喹啉铝绿光材料的制备方法包括以下步骤：
S101：合成5-氯甲基-8-羟基喹啉(CMQ)，称取5.00g 8-羟基喹啉，1g多聚甲醛和量取10ml浓盐酸于250ml三颈烧瓶中，升温至80℃，磁力搅拌下反应6h，停止反应，静置冷却后抽滤，用丙酮洗涤3-4次，80℃下真空干燥得黄色粉末状固体5.61g，产率为86.8％。熔点大于300℃；
S102：2配体5-(烯丙氧)甲基-8-羟基喹啉(AOQ)的制备，于100mL三口瓶中加入4.5g 5-氯甲基-8-羟基喹啉，30mL烯丙醇，回流反应12h，将得到的沉淀用苯和乙醇反复溶解沉淀两次后，减压蒸出剩余的烯丙醇。将得到的黄色固体物用适量的去离子水全部溶解，用稀氨水调pH值5～6，得大量灰白色固体，抽滤。沉淀用去离子水洗涤，室温下真空干燥。将得到的粗产物用石油醚重结晶三次得1.5g白色晶体，产率32.1％，熔点79℃；
S103：配合物5-(烯丙氧)甲基-8-羟基喹啉铝(Al(AOQ)3)的制备，在50ml烧杯中将1g 5-(烯丙氧)甲基-8-羟基喹啉溶于8ml乙醇和水的混合溶液，滴加AlCl3水溶液，加热至50℃，搅拌20分钟，用10％碳酸钠溶液调节PH至5-6，析出黄色沉淀，抽滤，沉淀分别用去离子水和正己烷洗涤，得到黄绿色粉末状5-(烯丙氧)甲基-8-羟基喹啉铝0.58g，产率55.6％。熔点156℃。
在步骤S101中，元素分析实测值(％，计算值，C10H8ClNO)：C，62.00(62.03)，H，4.15(4.16)，N，7.22(7.23)；EI MS m/z 194(M+)。
在步骤S102中，元素分析实测值(％，计算值，C13H13NO2)：C，72.53(72.54)，H，6.10(6.09)，N，6.50(6.51)；EI MS m/z 216(M+)。
在步骤S103中，元素分析实测值(％，计算值，C39H36AlN3O6)：C，69.89(69.94)，H，5.40(5.42)，N，6.26(6.27)；EI MS m/z 670(M+)。
本发明实施例提供的基于可聚的8-羟基喹啉铝绿光材料的制备方法的合成路线为：
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。
1.发明产物的红外光谱分析
采用KBr压片，用傅里叶红外光谱仪对发明产物Al(AOQ)3进行红外分析，结果如图2所示。
从图2可知：2970cm-1,2858cm-1为侧链烯丙氧基C-H键的伸缩振动峰；1581cm-1，1507cm-1为喹啉环C＝N伸缩振动峰；样品在波数3300～3450cm-1范围内都出现了水分子的OH-特征吸收峰，表明配合物中含有结晶水[14]。波数在600～800cm-1范围内的吸收峰对应喹啉环的特征振动吸收带，在400～600cm-1范围内的吸收峰处于远红外区，对应金属离子与配位体之间的振动吸收模式。由以上的分析得所得产物与目标产物结构相符。
2.发明产物的荧光光谱
常温下，用280nm作为激发波长，在PE-LS55型荧光光谱仪进行了荧光测试，结果如图3所示。从图3中可以看出配体和配合物在500～600nm之间出现较强的荧光发射峰，峰值为530nm。属于典型的绿光材料。
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 (6)

1.一种基于可聚的8-羟基喹啉铝绿光材料，其特征在于，所述基于可聚的8-羟基喹啉铝绿光材料为：
2.一种如权利要求1所述基于可聚的8-羟基喹啉铝绿光材料的制备方法，其特征在于，所述基于可聚的8-羟基喹啉铝绿光材料的制备方法包括以下步骤：
步骤一，合成5-氯甲基-8-羟基喹啉，称取5.00g 8-羟基喹啉，1g多聚甲醛和量取10ml浓盐酸于250ml三颈烧瓶中，升温至80℃，磁力搅拌下反应6h，停止反应，静置冷却后抽滤，用丙酮洗涤3-4次，80℃下真空干燥得黄色粉末状固体5.61g，产率为86.8％。熔点大于300℃；
步骤二，2配体5-(烯丙氧)甲基-8-羟基喹啉的制备，于100mL三口瓶中加入4.5g 5-氯甲基-8-羟基喹啉，30mL烯丙醇，回流反应12h，将得到的沉淀用苯和乙醇反复溶解沉淀两次后，减压蒸出剩余的烯丙醇。将得到的黄色固体物用适量的去离子水全部溶解，用稀氨水调pH值5～6，得大量灰白色固体，抽滤。沉淀用去离子水洗涤，室温下真空干燥。将得到的粗产物用石油醚重结晶三次得1.5g白色晶体，产率32.1％，熔点79℃；
步骤三，配合物5-(烯丙氧)甲基-8-羟基喹啉铝(Al(AOQ)3)的制备，在50ml烧杯中将1g5-(烯丙氧)甲基-8-羟基喹啉溶于8ml乙醇和水的混合溶液，滴加AlCl3水溶液，加热至50℃，搅拌20分钟，用10％碳酸钠溶液调节PH至5-6，析出黄色沉淀，抽滤，沉淀分别用去离子水和正己烷洗涤，得到黄绿色粉末状5-(烯丙氧)甲基-8-羟基喹啉铝0.58g，产率55.6％。熔点156℃。
3.如权利要求2所述的基于可聚的8-羟基喹啉铝绿光材料的制备方法，其特征在于，所述基于可聚的8-羟基喹啉铝绿光材料的制备方法的合成路线为：
4.一种使用权利要求1所述基于可聚的8-羟基喹啉铝绿光材料的溶剂萃取系统。
5.一种使用权利要求1所述基于可聚的8-羟基喹啉铝绿光材料的吸光度分析系统。
6.一种使用权利要求1所述基于可聚的8-羟基喹啉铝绿光材料的荧光分析系统。
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