CN111662241A - 有机化合物、电子元件和电子装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种有机化合物，属于有机材料技术领域。本申请的化合物将缺电子的含氮杂芳基基团以及氰基连接至金刚烷所组成的结构，使LUMO能级变深，从而进一步提高电子迁移率。本申请还提供包含所述有机化合物的电子元件和电子装置。该有机化合物能够改善电子元件的电子传输性能，将其作为有机发光电致器件的电子传输层时，可以提升器件的发光效率、寿命并降低工作电压。

Description

有机化合物、电子元件和电子装置
技术领域
本申请涉及有机材料技术领域，尤其涉及一种有机化合物、电子元件和电子装置。
背景技术
有机电致发光材料(OLED)作为新一代显示技术，具有超薄、自发光、视角宽、响应快、发光效率高、温度适应性好、生产工艺简单、驱动电压低、能耗低等优点，已广泛应用于平板显示、柔性显示、固态照明和车载显示等行业。
有机发光器件通常包括阳极、阴极和其间的有机材料层。有机材料层通常以由不同材料构成的多层结构形成，以提高有机电致发光器件的亮度、效率和寿命，有机材料层可由空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层等构成。有机发光器件结构中，当在两个电极之间施加电压时，空穴和电子分别从阳极和阴极注入有机材料层，当注入的空穴与电子相遇时形成激子，并且当这些激子返回基态时发光。
现有的有机电致发光器件中，最主要的问题为寿命和效率，随着显示器的大面积化，驱动电压也随之提高，发光效率及电力效率也需要提高，因此，有必要继续研发新型的材料，以进一步提高有机电致发光器件的性能。
所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本申请的目的在于提供一种有机化合物、电子元件和电子装置，以改善有机电致发光器件的性能。
为实现上述发明目的，本申请采用如下技术方案：
根据本申请的第一个方面，提供一种有机化合物，所述有机化合物的结构式如化学式1所示：
Figure BDA0002569261040000011
其中，R1、R2、R3、R4中任意一个为
Figure BDA0002569261040000012
R1、R2、R3、R4中任意另一个为
Figure BDA0002569261040000013
R1、R2、R3、R4中其余两个相同或不同，且各自独立地选自氢、氘、氟、氯、碳原子数为1～12的烷基、碳原子数为1～12的卤代烷基、碳原子数为1～12的烷氧基、碳原子数为3～10的环烷基、碳原子数为6～20的芳基、碳原子数为3～20的杂芳基，
Figure BDA0002569261040000021
表示化学键；
X1、X2、X3相同或不同，X1为C(RX1)或N，X2为C(RX2)或N，X3为C(RX3)或N，且X1、X2和X3中至少有一个为N；
RX1、RX2、RX3相同或不同，且各自独立地选自氢、氘、卤素基团、氰基、碳原子数为1～12的烷基、碳原子数为1～12的卤代烷基、碳原子数为1～12的烷氧基、碳原子数为3～10的环烷基、碳原子数为6～20的芳基、碳原子数为3～20的杂芳基；
L1、L2相同或不同，且分别独立地选自单键、碳原子数为6～30的取代或未取代的亚芳基、碳原子数为3～30的取代或未取代的亚杂芳基、碳原子数为3～10的取代或未取代的亚环烷基；
Ar1、Ar2和Ar3相同或不同，且分别独立地选自碳原子数为1～20的取代或未取代的烷基、碳原子数为6～30的取代或未取代的芳基、碳原子数为3～30的取代或未取代的杂芳基、碳原子数为3～20的取代或未取代的环烷基；碳原子数为7～30的取代或未取代的芳烷基、碳原子数为2～30的取代或未取代的杂芳烷基；
所述L1、L2、Ar1、Ar2和Ar3中的取代基彼此相同或不同，各自独立地选自由氘、卤素基团、氰基、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的卤代烷基、碳原子数为6～20的芳基、碳原子数为3～20的杂芳基、碳原子数为6～20的芳氧基、碳原子数为6～20的芳硫基、碳原子数为3～12的烷基硅烷基、碳原子数为1～10的烷胺基和碳原子数为3～10的环烷基所构成的组，且至少有一个取代基为氰基。
本申请化合物是以金刚烷基为核心，将缺电子的含氮杂芳基基团以及氰基连接至金刚烷所组成的结构；金刚烷基和氰基组成的结构具有强偶极矩的结构，使材料的极性得到提升。尤其是强极性的吸电性的氰基基团可以使LUMO能级变深，从而进一步提高电子迁移率，因此氰基与缺电子的含氮杂芳基基团结合后，吸引电子的能力大幅提升，可以得到高电子迁移率的有机材料，提高电子传输效率，将其作为有机发光电致器件的电子传输层时，可以提升器件的发光效率、寿命并降低工作电压。同时，金刚烷基本身的大体积以及刚性同时也提升了材料的成膜性以及热稳定性，使其更易于量产使用。
根据本申请的第二个方面，提供一种电子元件，包括相对设置的阳极和阴极，以及设于所述阳极和所述阴极之间的功能层；所述功能层包含上述有机化合物。
根据本申请的第三个方面，提供一种电子装置，所述电子装置包括有上述电子元件。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施方式，本申请的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
图1是本申请实施方式的有机电致发光器件的结构示意图。
图2是本申请实施方式的光电转化器件的结构示意图。
图3是本申请一实施方式的电子装置的结构示意图。
图4是本申请另一实施方式的电子装置的结构示意图。
图中主要元件附图标记说明如下：
100、阳极；200、阴极；310、空穴注入层；321、空穴传输层；322、电子阻挡层；330、有机发光层；340、电子传输层；350、电子注入层；400、电子装置；500、第二种电子装置。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施例使得本申请将更加全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本申请的实施例的充分理解。
在图中，为了清晰，可能夸大了区域和层的厚度。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
本申请实施方式的有机化合物的结构式如化学式1所示：
Figure BDA0002569261040000031
其中，R1、R2、R3、R4中任意一个为
Figure BDA0002569261040000032
R1、R2、R3、R4中任意另一个为
Figure BDA0002569261040000033
R1、R2、R3、R4中其余两个相同或不同，且各自独立地选自氢、氘、氟、氯、碳原子数为1～12的烷基、碳原子数为1～12的卤代烷基、碳原子数为1～12的烷氧基、碳原子数为3～10的环烷基、碳原子数为6～20的芳基、碳原子数为3～20的杂芳基，
Figure BDA0002569261040000034
表示化学键；
X1、X2、X3相同或不同，X1为C(RX1)或N，X2为C(RX2)或N，X3为C(RX3)或N，且X1、X2和X3中至少有一个为N；
RX1、RX2、RX3相同或不同，且各自独立地选自氢、氘、卤素基团、氰基、碳原子数为1～12的烷基、碳原子数为1～12的卤代烷基、碳原子数为1～12的烷氧基、碳原子数为3～10的环烷基、碳原子数为6～20的芳基、碳原子数为3～20的杂芳基；
L1、L2相同或不同，且分别独立地选自单键、碳原子数为6～30的取代或未取代的亚芳基、碳原子数为3～30的取代或未取代的亚杂芳基、碳原子数为3～10的取代或未取代的亚环烷基；
Ar1、Ar2和Ar3相同或不同，且分别独立地选自碳原子数为1～20的取代或未取代的烷基、碳原子数为6～30的取代或未取代的芳基、碳原子数为3～30的取代或未取代的杂芳基、碳原子数为3～20的取代或未取代的环烷基；碳原子数为7～30的取代或未取代的芳烷基、碳原子数为2～30的取代或未取代的杂芳烷基；
所述L1、L2、Ar1、Ar2和Ar3中的取代基彼此相同或不同，各自独立地选自由氘、卤素基团、氰基、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的卤代烷基、碳原子数为6～20的芳基、碳原子数为3～20的杂芳基、碳原子数为6～20的芳氧基、碳原子数为6～20的芳硫基、碳原子数为3～12的烷基硅烷基、碳原子数为1～10的烷胺基和碳原子数为3～10的环烷基所构成的组，且至少有一个取代基为氰基。
本申请是以金刚烷基为核心，将缺电子的含氮杂芳基基团以及氰基连接至金刚烷所组成的结构；金刚烷基和氰基组成的结构具有强偶极矩的结构，使材料的极性得到提升。尤其是强极性的吸电性的氰基基团可以使LUMO能级变深，从而进一步提高电子迁移率，因此氰基与缺电子的含氮杂芳基基团结合后，吸引电子的能力大幅提升，可以得到高电子迁移率的有机材料，提高电子传输效率，将其作为有机发光电致器件的电子传输层时，可以提升器件的发光效率、寿命并降低工作电压。同时，金刚烷基本身的大体积以及刚性同时也提升了材料的成膜性以及热稳定性，使其更易于量产使用。
本说明书中，“取代的或未取代的”中的术语“取代的”表示所述基团的取代基可选自由氘、氰基、卤素基团、硝基、碳原子数为1-12的烷氧基、碳原子数为1-12的卤代烷基、碳原子数为1-12的烷基、碳原子数为3-12的环烷基、碳原子数为3-12的的杂环基、碳原子数为6-20的芳基、碳原子数为3-20的杂芳基、碳原子数为1-12的烷氧基、碳原子数为3-12的烷基甲硅烷基、碳原子数为6-18的芳基甲硅烷基构成的组。
在本申请中，L1、L2、Ar1、Ar2、Ar3、RX1、RX2、RX3的碳原子数，指的是该基团中的所有碳原子数。举例而言，若L1选自取代的碳原子数为10的亚芳基，则亚芳基及其上的取代基的所有碳原子数为10。若Ar1为4-叔丁基-1-苯基则其属于碳原子数为10的取代的芳基。
在本说明书中“碳原子数为6-30的取代或未取代的芳基”和“取代或未取代的碳原子数为6-30的芳基”两种表述含义相同，均是指芳基及其上的取代基的总碳原子数为6-30。
在本说明书中所采用的描述方式“各……独立地为”与“……分别独立地为”和“……独立地选自”可以互换，均应做广义理解，其既可以是指在不同基团中，相同符号之间所表达的具体选项之间互相不影响，也可以表示在相同的基团中，相同符号之间所表达的具体选项之间互相不影响。例如，“
Figure BDA0002569261040000041
其中，各q独立地为0、1、2或3，各R”独立地选自氢、氟、氯”，其含义是：式Q-1表示苯环上有q个取代基R”，各个R”可以相同也可以不同，每个R”的选项之间互不影响；式Q-2表示联苯的每一个苯环上有q个取代基R”，两个苯环上的R”取代基的个数q可以相同或不同，各个R”可以相同也可以不同，每个R”的选项之间互不影响。
在本申请中，当没有另外提供具体的定义时，“杂”是指在一个官能团中包括至少1个B、N、O、S、Se、Si或P等杂原子且其余原子为碳和氢。未取代的烷基可以是没有任何双键或三键的“饱和烷基基团”。
在本申请中，“烷基”可以包括直链烷基或支链烷基。烷基可具有1至20个碳原子，在本申请中，诸如“1至20”的数值范围是指给定范围中的各个整数；例如，“1至20个碳原子”是指可包含1个碳原子、2个碳原子、3个碳原子、4个碳原子、5个碳原子、6个碳原子、7个碳原子、8个碳原子、9个碳原子、10个碳原子、11个碳原子、12个碳原子、13个碳原子、14个碳原子、15个碳原子、16个碳原子、17个碳原子、18个碳原子、19个碳原子或20个碳原子的烷基。烷基还可为具有1至10个碳原子的中等大小烷基。烷基还可为具有1至6个碳原子的低级烷基。在又一些实施方案中，烷基基团含有1-4个碳原子；还在一些实施方案中，烷基基团含有1-3个碳原子。所述烷基基团可以任选地被一个或多个本发明描述的取代基所取代。烷基基团的实例包含，但并不限于，甲基(Me、-CH3)，乙基(Et、-CH2CH3)，正丙基(n-Pr、-CH2CH2CH3)，异丙基(i-Pr、-CH(CH3)2)，正丁基(n-Bu、-CH2CH2CH2CH3)，异丁基(i-Bu、-CH2CH(CH3)2)，仲丁基(s-Bu、-CH(CH3)CH2CH3)，叔丁基(t-Bu、-C(CH3)3)等。此外，烷基可为取代的或未取代的。
本说明书中，“卤代烷基”或“卤代烷氧基”表示烷基或烷氧基基团被一个或多个卤素原子所取代，其中烷基和烷氧基基团具有如本发明所述的含义，这样的实例包含，但并不限于，三氟甲基、三氟甲氧基等。在一实施方案中，C1-C6卤代烷基包含氟取代的C1-C6烷基；在另一实施方案中，C1-C4卤代烷基包含氟取代的C1-C4烷基；在又一实施方案中，C1-C2卤代烷基包含氟取代的C1-C2烷基。
在本申请中，环烷基指的是环状饱和烃，包含单环和多环结构。环烷基可具有3-20个碳原子，诸如“3至20”的数值范围是指给定范围中的各个整数；例如，“3至20个碳原子”是指可包含3个碳原子、4个碳原子、5个碳原子、6个碳原子、7个碳原子、8个碳原子、9个碳原子、10个碳原子、11个碳原子、12个碳原子、13个碳原子、14个碳原子、15个碳原子、16个碳原子、17个碳原子、18个碳原子、19个碳原子或20个碳原子的环烷基。环烷基可为具有3至20个碳原子的小环、普通环或大环。环烷基还可分为单环-只有一个环、双环-两个环-或多环-三个或以上环。环烷基还可分为两个环共用一个碳原子-螺环、两个环共用两个碳原子-稠环和两个环共用两个以上碳原子-桥环。此外，环烷基可为取代的或未取代的。在一些实施方式中环烷基为5至10元环烷基，在另一些实施方式中，环烷基为5至8元环烷基，举例而言，环烷基的示例可以是，但不限于：五元环烷基即环戊基、六元环烷基基环己烷基、10元多环烷基如金刚烷基等。
本说明书中，“硅烷基”和“烷基硅烷基”含义一样，均是指
Figure BDA0002569261040000051
其中,RG1、RG2、RG3分别独立地为烷基，烷基硅烷基的具体实例，包括但不限于，三甲基硅烷基、三乙基硅烷基、叔丁基二甲基硅烷基、丙基二甲基硅烷基。在本申请中，芳基指的是衍生自芳香烃环的任选官能团或取代基。芳基可以是单环芳基或多环芳基，换言之，芳基可以是单环芳基、稠环芳基、通过碳碳键共轭连接的两个或者更多个单环芳基、通过碳碳键共轭连接的单环芳基和稠环芳基、通过碳碳键共轭连接的两个或者更多个稠环芳基。即，通过碳碳键共轭连接的两个或者更多个芳香基团也可以视为本申请的芳基。其中，芳基中不含有B、N、O、S、Se、Si或P等杂原子。举例而言，在本申请中，联苯基、三联苯基等为芳基。芳基的示例可以包括苯基、萘基、芴基、蒽基、菲基、联苯基、三联苯基、四联苯基、五联苯基、六联苯基、苯并[9,10]菲基、芘基、苝基、苯并荧蒽基、
Figure BDA0002569261040000052
基、螺二芴基、茚基等，而不限于此。
在本申请中，取代的芳基，指的是芳基中的一个或者多个氢原子被其它基团所取代。例如至少一个氢原子被氘原子、F、Cl、I、CN、羟基、氨基、支链烷基、直链烷基、环烷基、烷氧基、烷胺基、烷硫基、杂环基、卤代烷基、芳基、杂芳基、烷基甲硅烷基、芳基甲硅烷基或者其他基团取代。可以理解的是，取代的芳基的碳原子数，指的是芳基及其芳基上的取代基的总碳原子数。例如，取代的碳原子数为18的芳基，指的是芳基和芳基上的取代基的碳原子总数为18个。举例而言，9,9-二甲基芴基为碳原子数为15的取代的芳基。
在本申请中，作为芳基的芴基可以被取代，两个取代基可以彼此结合形成螺结构，具体施例包括但不限于以下结构：
Figure BDA0002569261040000061
在本申请中，杂芳基可以是包括B、O、N、P、Si、Se和S中的至少一个作为杂原子的杂芳基。杂芳基可以是单环杂芳基或多环杂芳基，换言之，杂芳基可以是单个芳香环体系，也可以是通过碳碳键共轭连接的多个芳香环体系，任一芳香环体系为一个芳香单环或者一个芳香稠环，且任一芳香环体系中含有所述杂原子。示例地，杂芳基可以包括噻吩基、呋喃基、吡咯基、咪唑基、噻唑基、噁唑基、噁二唑基、三唑基、吡啶基、联吡啶基、嘧啶基、三嗪基、吖啶基、哒嗪基、吡嗪基、喹啉基、喹唑啉基、喹喔啉基、吩噁嗪基、酞嗪基、吡啶并嘧啶基、吡啶并吡嗪基、吡嗪并吡嗪基、异喹啉基、吲哚基、咔唑基、N-芳基咔唑基、N-杂芳基咔唑基、N-烷基咔唑基、苯并噁唑基、苯并咪唑基、苯并噻唑基、苯并咔唑基、苯并噻吩基、二苯并噻吩基、噻吩并噻吩基、苯并呋喃基、菲咯啉基、异噁唑基、噻二唑基、苯并噻唑基、吩噻嗪基、二苯并甲硅烷基、二苯并呋喃基等，而不限于此。其中，噻吩基、呋喃基、菲咯啉基等为单个芳香环体系的杂芳基，N-芳基咔唑基、N-杂芳基咔唑基、苯基取代的二苯并呋喃基等为通过碳碳键共轭连接的多个芳香环体系的杂芳基。
在本申请中，取代的杂芳基，指的是杂芳基中的一个或者多个氢原子被其它基团所取代。例如至少一个氢原子被氘原子、F、Cl、I、CN、羟基、氨基、支链烷基、直链烷基、环烷基、烷氧基、烷胺基、烷硫基、杂环基、卤代烷基、芳基、杂芳基、烷基甲硅烷基、芳基甲硅烷基或者其他基团取代。可以理解的是，取代的杂芳基的碳原子数，指的是杂芳基及其上的取代基的总碳原子数。
在本申请中，对芳基的解释可应用于亚芳基，对杂芳基的解释同样应用于亚杂芳基，对烷基的解释可应用于亚烷基，对环烷基的解释可应用于亚环烷基。
在本发明中，n个原子形成的环体系，即为n元环。例如，苯基为6元芳基。6-10元芳环包括苯环、茚环和萘环等。
本申请中的“环”包含饱和环、不饱和环；饱和环即环烷基、杂环烷基，不饱和环，即环烯基、杂环烯基、芳基和杂芳基。
术语“任选”或者“任选地”意味着随后所描述的事件或者环境可以但不必发生，该说明包括该事情或者环境发生或者不发生的场合。例如，“任选被烷基取代的杂环基团”意味着烷“任选地，连接于同一个原子上的Rv2和Rv3相互连接形成饱和或不饱和的环”，意味着连接于同一个原子上的Rv2和Rv3可以成环但不必须成环，该方案包括Rv2和Rv3相互连接形成成环的情景，也包括Rv2和Rv3相互独立地存在的情景。
本申请中的不定位连接键，是指从环体系中伸出的单键
Figure BDA0002569261040000062
其表示该连接键的一端可以连接该键所贯穿的环体系中的任意位置，另一端连接化合物分子其余部分。
举例而言，下式(f)中所示的，式(f)所表示的萘基通过两个贯穿双环的不定位连接键与分子其他位置连接，其所表示的含义，包括如式(f-1)～式(f-7)所示出的任一可能的连接方式。
Figure BDA0002569261040000071
再举例而言，下式(X＇)中所示的，式(X＇)所表示的菲基通过一个从一侧苯环中间伸出的不定位连接键与分子其他位置连接，其所表示的含义，包括如式(X＇-1)～式(X＇-4)所示出的任一可能的连接方式。
Figure BDA0002569261040000072
本申请中的不定位取代基，指的是通过一个从环体系中央伸出的单键连接的取代基，其表示该取代基可以连接在该环体系中的任何可能位置。例如，下式(Y)中所示的，式(Y)所表示的取代基R基通过一个不定位连接键与喹啉环连接，其所表示的含义，包括如式(Y-1)～式(Y-7)所示出的任一可能的连接方式。
Figure BDA0002569261040000073
下文中对于不定位连接或不定位取代的含义与此处相同，后续将不再进行赘述。
可选的，上述化合物具有如下结构：
Figure BDA0002569261040000081
其中，Ar3中至少含有一个氰基取代基。
化学式2表明化学式1中的R1为
Figure BDA0002569261040000082
R4为
Figure BDA0002569261040000083
R2、R3为氢。化学式3表明化学式1中的R2为
Figure BDA0002569261040000084
R3为
Figure BDA0002569261040000085
R1、R4为氢。
可选地，在一些实施方案中，本申请化合物具有如下(化学式2)或(化学式3)所示的结构：
Figure BDA0002569261040000086
其中，L2和Ar3中任选含有1、2或3个氰基取代基，且Ar1、Ar2和L1的取代基不包括氰基。其含义是，所述的L2和Ar3中的取代基是彼此独立的，氰基取代基既可以仅在其中之一的基团上，也可以同时存在于L2和Ar3中；Ar1、Ar2和L1可以任选地被取代，但是它们的取代基中一定不包含氰基。
可选地，在一些实施方案中，本申请化合物具有如下(化学式2)或(化学式3)所示的结构：
Figure BDA0002569261040000087
其中，L2、Ar3中的取代基不包括氰基，且Ar1、Ar2、L1的取代基中至少包括一个氰基。其含义是，所述的L1、Ar1、Ar2中的取代基是彼此独立的，氰基取代基既可以仅在其中之一的基团上，也可以同时存在于L1、Ar1、Ar2的任意两者中，又或者氰基在三者中都存在；L2、Ar3可以任选地被取代，但是它们的取代基中一定不包含氰基。
可选地，在一些实施方案中，本申请化合物具有如下(化学式2)或(化学式3)所示的结构：
Figure BDA0002569261040000091
其中，L2、Ar3中的取代基至少包括一个氰基，且Ar1、Ar2、L1的取代基中至少包括一个氰基。其含义是，所述的L2和Ar3中的取代基是彼此独立的，氰基取代基既可以仅在其中之一的基团上，也可以同时存在于L2和Ar3中；所述的L1、Ar1、Ar2中的取代基也是彼此独立的，氰基取代基既可以仅在其中之一的基团上，也可以同时存在于L1、Ar1、Ar2的任意两者中，又或者氰基在三者中都存在。
可选地，RX1、RX2、RX3均为氢。即R1、R2、R3、R4中任意一个可以为
Figure BDA0002569261040000092
Figure BDA0002569261040000093
可选地，RX1、RX2、RX3彼此相同或不同，且各自独立地选自氢、氘、氟、氯、氰基。
可选地，L1、L2相同或不同，选自单键、取代或未取代的成环碳原子数为6～25的亚芳基、取代或未取代的成环碳原子数为3～18的亚杂芳基。
可选地，L1或L2选自单键或者选自化学式j-1所示的基团至化学式j-14所示的基团所组成的组：
Figure BDA0002569261040000094
Figure BDA0002569261040000101
其中，M2选自单键或者
Figure BDA0002569261040000102
Q1～Q5各自独立地选自N或者C(F1)，且Q1～Q5中至少一个选自N；当Q1～Q5中的两个或者两个以上选自C(F1)时，任意两个F1相同或者不相同；
Q6～Q13各自独立地选自N或者C(F2)，且Q6～Q13中至少一个选自N；当Q6～Q13中的两个或者两个以上选自C(F2)时，任意两个F2相同或者不相同；
Q14～Q23各自独立地选自N或者C(F3)，且Q14～Q23中至少一个选自N；当Q14～Q23中的两个或者两个以上选自C(F3)时，任意两个F3相同或者不相同；
Q24～Q33各自独立地选自N或者C(F4)，且Q24～Q33中至少一个选自N；当Q24～Q33中的两个或者两个以上选自C(F4)时，任意两个F4相同或者不相同；
E1～E16、E23～E25、F1～F4各自独立地选自：氢、氘、氟、氯、溴、氰基、碳原子数为3～18的杂芳基、碳原子数为6～18的芳基、碳原子数为3～12的三烷基硅烷基、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的卤代烷基、碳原子数为3～10的环烷基、碳原子数为1～10的烷胺基、碳原子数为6～18的芳氧基、碳原子数为6～18的芳硫基；
er为取代基Er的数量，r为1～16的任意整数；当r选自1、2、3、4、5、6、9、15、16或23～25时，er选自1、2、3或者4；当r选自7、11或14时，er选自1、2、3、4、5或者6；当r为12时，er选自1、2、3、4、5、6或者7；当r选自8、10或13时，er选自1、2、3、4、5、6、7或者8；当er大于1时，任意两个Er相同或者不相同；
K3选自O、S、Se、N(E17)、C(E18E19)、Si(E18E19)；其中，E17、E18、E19各自独立地选自：碳原子数为6～18的芳基、碳原子数为3～18的杂芳基、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为3～10的环烷基，或者E18和E19相互连接以与它们共同连接的原子形成饱和或不饱和的5至13元环。举例而言，在化学式j-8中，当K4为单键、M2为单键时，K3为C(E18E19)的情况下，E18和E19可以是相互连接以与它们共同连接的原子形成饱和或不饱和的环的形式存在，也可以是相互独立地存在。E18和E19成环的情况下，E18和E19所形成的环与分子其他部分就是螺合连接。需要说明的是，当E18和E19相互连接以与它们共同连接的原子形成饱和或不饱和的环时，该环的碳原子数可以是5元环，即形成
Figure BDA0002569261040000111
也可以是6元环，即形成
Figure BDA0002569261040000112
还可以是13元环，即
Figure BDA0002569261040000113
当然，E18和E19相互连接形成的环上的碳原子数还可以为其他数值，此处不再一一列举。
K4选自单键、O、S、Se、N(E20)、C(E21E22)、Si(E21E22)；其中，E20、E21、E22各自独立地选自：碳原子数为6～18的芳基、碳原子数为3～18的杂芳基、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为3～10的环烷基，或者E21和E22相互连接以与它们共同连接的原子形成饱和或不饱和的5至10元脂肪族环。此处对于E21和E22任选地成环的理解，与本申请其他技术方案(当E18和E19相互连接以成环)中的理解一致。
可选的，L1或L2相同或不同，各自独立地选自单键、选自取代或未取代的基团W1，基团W1选自如下基团组成的组：
Figure BDA0002569261040000114
Figure BDA0002569261040000121
上述W1基团被取代时，W1的取代基选自氘、氟、氯、氰基、碳原子数为1～6的烷基、碳原子数为1～4的卤代烷基、碳原子数为3～9的烷基硅烷基、碳原子数为3～10的环烷基、碳原子数为6～13的芳基、碳原子数为3～12的杂芳基；W1的取代基有多个时，多个取代基相同或不同。另外，W1的取代基的数量可以为多个，例如1、2、3、4、5个或更多，本申请不对此进行特殊限定。
或者，在另一些实施方案中，所述L1或L2相同或不同，各自独立地选自单键、选自取代或未取代的基团W2，所述基团W2选自如下基团组成的组：
Figure BDA0002569261040000122
所述W2基团被取代时，W2的取代基选自氘、氟、氯、氰基、碳原子数为1～4的烷基、碳原子数为1～4的卤代烷基、碳原子数为3～9的烷基硅烷基、碳原子数为3～10的环烷基、碳原子数为6～13的芳基、碳原子数为3～12的杂芳基；所述W2的取代基有多个时，多个取代基相同或不同。
进一步地，W1和W2的取代基各自独立地选自氘、氟、氰基、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、三氟甲基、苯基、萘基、咔唑基或三甲基硅烷基。
在本申请的一些更具体的实施方式中，各L1和L2分别独立地选自：单键、取代或未取代的亚苯基、取代或未取代的亚联苯基、取代或未取代的亚三联苯基、取代或未取代的亚萘基、取代或未取代的二苯并呋喃亚基、取代或未取代的二苯并噻吩亚基、取代或未取代的亚喹啉基、取代或未取代的亚咔唑基、取代或未取代的亚萘基、取代或未取代的亚芴基、取代或未取代的亚蒽基、取代或未取代的亚菲基、取代或未取代的N-苯基咔唑亚基、取代或者未取代的亚吡啶基、取代或者未取代的螺二芴亚基、取代或者未取代的亚喹啉基、取代或者未取代的亚异喹啉基、取代或者未取代的亚喹唑啉基，或者为它们中两者或三者通过单键连接形成的亚基基团；所述各L1和L2中的取代是指分别独立地被1、2、3或4个选自氘、氟、氯、氰基、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、三氟甲基、苯基、咔唑基、萘基、三甲基硅烷基的取代基所取代。
可选地，L1或L2相同或不同，各自独立地选自单键、或如下基团组成的组：
Figure BDA0002569261040000123
Figure BDA0002569261040000131
Figure BDA0002569261040000141
或者选自如下基团所组成的组：
Figure BDA0002569261040000142
其中，*表示用于与金刚烷基相连，**表示用于与
Figure BDA0002569261040000143
或Ar3相连；本申请化合物中的L1和L2的选择并不限于上述基团。
可选地，Ar1、Ar2和Ar3相同或不同，各自独立地选自取代或未取代的成环碳原子数为6～25的芳基、取代或未取代的成环碳原子数为3～18的杂芳基；
Ar1、Ar2和Ar3中的取代基彼此相同或不同，各自独立地选自由氘、卤素基团、氰基、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的卤代烷基、碳原子数为6～20的芳基、碳原子数为3～20的杂芳基、碳原子数为6～20的芳氧基、碳原子数为6～20的芳硫基、碳原子数为3～12的烷基硅烷基、碳原子数为1～10的烷胺基和碳原子数为3～10的环烷基所构成的组，且Ar3至少被一个氰基所取代。
可选地，Ar1、Ar2和Ar3相同或不同，各自独立地选自如下基团组成的组：
Figure BDA0002569261040000151
上述基团中，na和nc各自独立地为1、2、3或4；nb为1、2、3、4或5；
V1～V10各自独立地选自C(Rv)和N，当一个基团中包含两个或多个Rv时，任意两个Rv相同或者不相同；
各V分别独立地选自O、S、Se、N(Rv1)、C(Rv2Rv3)和Si(Rv2Rv3)所构成的组；
T选自O、S或N(Rv1)；
T1～T10各自独立地选自C(Rt)和N，当一个基团中包含两个或多个Rt时，任意两个Rt相同或者不相同；
各Ra、Rb、Rc、Rt、Rv、Rv2、Rv3分别独立地为氢、氘、氟、氯、溴、氰基、C1～C6烷基、C1～C6卤代烷基、C3～C12烷基硅烷基、C6～C12芳基、C3～C12杂芳基和C3～C10环烷基；
任选地，连接于同一个原子上的Rv2和Rv3相互连接形成饱和或不饱和的5至13元环。举例而言，
Figure BDA0002569261040000161
中，当T1～T8均为CH，V为C(Rv2Rv3)时，Rv2和Rv3相互连接形成环的情况意思是Rv2和Rv3可以相互连接形成一个环，也可以相互独立存在；当它们形成环时，该环的碳原子数可以是5元环，例如
Figure BDA0002569261040000162
也可以是6元环，例如
Figure BDA0002569261040000163
还可以是13元环，例如
Figure BDA0002569261040000164
当然，Rv2和Rv3相互连接形成的环上的碳原子数还可以为其他数值，此处不再一一列举。
各Rv1选自氢、氘、碳原子数为1～6烷基、碳原子数为1～6卤代烷基、碳原子数为6～12芳基、碳原子数为3～12杂芳基和碳原子数为3～10环烷基所构成的组，且当同一个基团中存在2个Rv1时，每个Rv1相同或不同。
或者，在另一些实施方案中，所述Ar1、Ar2和Ar3相同或不同，各自独立地选自如下基团组成的组：
Figure BDA0002569261040000165
上述基团中，nd选自1、2、3、4、5、6、7或8，ne选自1、2、3或4；
T11、T12各自独立地选自C(Rt0)和N，当一个基团中包含两个或多个Rt0时，任意两个Rt0相同或者不相同；
各Rd、Re、Rf、Rt0分别独立地为氢、氘、氟、氯、溴、氰基、碳原子数为1～6烷基、碳原子数为1～6卤代烷基、碳原子数为3～12烷基硅烷基、碳原子数为6～12芳基、碳原子数为3～12杂芳基和碳原子数为3～10环烷基。
作为可选方案，Ar1和Ar2相同或不同，各自独立地选自单键、选自取代或未取代的基团Y1，基团Y1选自如下基团：
Figure BDA0002569261040000166
Figure BDA0002569261040000171
上述基团Y1被取代时，Y1的取代基选自氘、氟、氯、氰基、碳原子数为1～4的烷基、碳原子数为1～4的烷氧基、碳原子数为1～4的卤代烷基、碳原子数为3～9的烷基硅烷基、碳原子数为3～10的环烷基、碳原子数为6～12的芳基、碳原子数为3～12的杂芳基；当Y1的取代基为多个时，多个取代基相同或不同。另外，Y1的取代基的数量可以为多个，例如1、2、3、4、5个或更多，本申请不对此进行特殊限定。
作为进一步的可选方案，Ar1和Ar2相同或不同，各自独立地选自如下基团：
Figure BDA0002569261040000172
Figure BDA0002569261040000181
或者，在另一些实施方案中，所述Ar1和Ar2相同或不同，各自独立地选自如下基团：
Figure BDA0002569261040000182
本申请化合物中的Ar1和Ar2的选择并不限于上述基团。
可选的，Ar3选自取代或未取代的基团Z1，基团Z1选自如下基团：
Figure BDA0002569261040000183
Figure BDA0002569261040000191
上述基团Z1被取代时，Z1的取代基选自氘、氟、氯、氰基、碳原子数为1～4的烷基、碳原子数为1～4的卤代烷基、碳原子数为3～9的烷基硅烷基、碳原子数为3～10的环烷基、碳原子数为6～12的芳基、碳原子数为3～12的杂芳基；当所述Z1的取代基包含多个时，多个所述取代基相同或不同。另外，Z1的取代基的数量可以为多个，例如1、2、3、4、5个或更多，本申请不对此进行特殊限定。
作为进一步的可选方案，Ar3选自如下基团：
Figure BDA0002569261040000192
Figure BDA0002569261040000201
或者，在另一些实施方案中，所述Ar3选自如下基团：
Figure BDA0002569261040000202
本申请化合物中的Ar3的选择并不限于上述基团。
可选地，本申请的有机化合物选自如下化合物所组成的组：
Figure BDA0002569261040000203
Figure BDA0002569261040000211
Figure BDA0002569261040000221
Figure BDA0002569261040000231
Figure BDA0002569261040000241
Figure BDA0002569261040000251
Figure BDA0002569261040000261
Figure BDA0002569261040000271
Figure BDA0002569261040000281
Figure BDA0002569261040000291
Figure BDA0002569261040000301
Figure BDA0002569261040000311
下面的合成例和实施例用于进一步举例说明和解释本申请的内容。
一般地，本申请的有机化合物可以通过本申请所描述的方法制备得到，所属领域的专业人员将认识到：本申请所描述的化学反应可以用来合适地制备许多本申请的其他化合物，且用于制备本申请的有机化合物的其它方法都被认为是在本申请的范围之内。举例而言，本领域技术人员可以通过参考或适当地修改本申请提供的制备方法而合成出本申请的其他有机化合物，例如可以借助适当的保护基团、利用本申请描述之外的其他已知试剂、修改反应条件等。
下面所描述的合成例中，除非另有声明，否则温度均为摄氏度。
部分试剂购买于商品供应商如Aldrich Chemical Company,Arco ChemicalCompany and Alfa ChemicalCompany等，除非另有声明，这些试剂使用时都没有经过进一步纯化。部分常规试剂购买自汕头西陇化工厂、广东光华化学试剂厂、广州化学试剂厂、天津好寓宇化学品有限公司、天津市福晨化学试剂厂、武汉鑫华远科技发展有限公司、青岛腾龙化学试剂有限公司和青岛海洋化工厂。
其中，无水四氢呋喃、二氧六环、甲苯和乙醚是经过金属钠回流干燥得到。无水二氯甲烷和氯仿是经过氢化钙回流干燥得到。乙酸乙酯、石油醚、正己烷、N,N-二甲基乙酰胺和N,N-二甲基甲酰胺是经无水硫酸钠事先干燥使用。
除非另有声明，以下反应一般是在氮气或氩气正压下进行的，或者在无水溶剂上套一干燥管；反应瓶都塞上合适的橡皮塞，底物通过注射器注入反应瓶中。玻璃器皿都是干燥过的。
色谱柱使用硅胶柱。硅胶(100-200目)购于青岛海洋化工厂。
低分辨率质谱(MS)数据的测定条件是：Agilent 6120四级杆HPLC-M(柱子型号：Zorbax SB-C18,2.1×30mm,3.5微米,6min,流速为0.6mL/min。流动相：5％-95％(含0.1％甲酸的乙腈)在(含0.1％甲酸的H2O)中的比例)，采用电喷雾电离(ESI)，在210nm/254nm下，用UV检测。
1H NMR谱使用Bruker 400MHz或600MHz核磁共振谱仪记录。1H NMR谱以CDCl3、CD2Cl2、D2O、DMSO-d6、CD3OD或丙酮-d6为溶剂(以ppm为单位)，用TMS(0ppm)或氯仿(7.26ppm)作为参照标准。当出现多重峰的时候，将使用下面的缩写：s(singlet，单峰)、d(doublet，双峰)、t(triplet，三重峰)、m(multiplet，多重峰)、br(broadened，宽峰)、dd(doubletofdoublets，双二重峰)
纯的化合物的使用Agilent 1260pre-HPLC或Calesep pump 250pre-HPLC(柱子型号：NOVASEP50/80mm DAC)，在210nm/254nm用UV检测。
一般合成方案：
本申请的化合物(Final Product)中的一部分，如以下化学式1’进行表示，通过中间体sub 1和sub 2反应进行制备，但不受此限定。本申请的化合物(Final Product)中的一部分，如以下化学式2’进行表示，通过中间体sub 1’和sub 2’反应进行制备，但不受此限定。
<反应过程1>
Figure BDA0002569261040000321
<反应过程2>
Figure BDA0002569261040000331
一、中间体的制备
(1)中间体sub 1和sub 1’的一般合成过程
上述化学式1’和化合物2’的化合物的sub1可借助以下<反应过程3>化学反应途径来合成，但不受此限定。
<反应过程3>
Figure BDA0002569261040000332
在上述<反应过程1>～<反应过程3>中，Ar1、Ar2、X1、X2、X3和L1具有如说明书其他部分所具有的含义，Rs3选自由氘、卤素基团、氰基、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的卤代烷基、碳原子数为6～20的芳基、碳原子数为3～20的杂芳基、碳原子数为6～20的芳氧基、碳原子数为6～20的芳硫基、碳原子数为3～12的硅烷基、碳原子数为1～10的烷胺基和碳原子数为3～10的环烷基所构成的组；L2’、L3’、L4、L1”为取代或未取代的碳原子数为6～30的亚芳基、取代或未取代的碳原子数为3～30的亚杂芳基；X和X’为卤素基团。
(2)制备例1：中间体化合物Sub 1和sub 1’的具体合成例如下。
Sub 1-B1、Sub 1-C1的合成路线
Figure BDA0002569261040000341
1)Sub 1-I-B1合成
将2-氯-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪(20.00g，74.70mmol)、对氯苯硼酸(14.01g，89.64mmol)、四三苯基膦钯(1.72g,1.49mmol)、碳酸钾(22.71g,164.35mmol)、四丁基氯化铵(4.15g,14.94mmol)、甲苯(160mL)、乙醇(80mL)和去离子水(40mL)加入三口烧瓶中，氮气保护下升温至78℃，加热回流搅拌8h。反应结束后，溶液冷却至室温，加入甲苯(200mL)萃取反应溶液，合并有机相，无水硫酸镁干燥有机层，过滤，进行浓缩；粗品利用硅胶柱色谱进行提纯，得到固体中间体sub 1-I-B1(20.59g，80％)。
2)Sub 1-II-B2合成
将Sub 1-I-B1(20.00g，58.17mmol)，联硼酸频哪醇酯(16.24g，63.98mmol)、Pd(dppf)Cl2(0.42g，0.58mmol)、KOAc(14.37g，145.43mmol)，加入1,4-二氧六环(200mL)在100℃温度条件下回流反应12h。当反应结束时，使用CH2Cl2和水进行提取。分出有机层利用MgSO4来干燥，浓缩有机层，对所得粗品用正庚烷打浆1h，过滤获得产物Sub 1-II-B2(16.45g，收率：65％)。
3)Sub 1-III-B3合成
Figure BDA0002569261040000342
将1-金刚烷醇(50.00g，328.45mmol)、溴苯(113.45g，722.59mmol)、二氯甲烷(500mL)加入圆底烧瓶中，氮气保护下降温至-5℃下滴加三氟甲磺酸(123.23g，821.12mmol)，保温搅拌3h；向反应液中加入去离子水(300mL)，水洗至pH＝7，加入二氯甲烷(100mL)进行萃取，合并有机相，使用无水硫酸镁进行干燥，过滤，有机相减压除去溶剂；所得粗品使用正庚烷为流动相进行硅胶柱色谱提纯，得到白色固体中间体sub 1-III-B3(58.62g，40.00％)。
4)Sub 1-III-C3合成
Figure BDA0002569261040000351
2,2-ADM的合成：
将2-金刚烷酮(25.0g，166.4mmol)，苯酚(125.2g，1331.5mmol)，1-己硫醇(1.2g，10.65mmol)溶解在三口烧瓶中。完全溶解后，滴加盐酸溶液(6.1mL，166.4mol)并使混合物在氮气流中反应24h，温度保持70℃。反应完成后，将反应混合物冷却至50℃，倒入150mL水中，用200mL二氯甲烷萃取三次。萃取的有机层合并，用H2O洗涤三次后，加入无水MgSO4，搅拌干燥以除去水，过滤留有机层将其在减压下浓缩，并用乙醇重结晶，得到白色固体中间体2,2-(4-羟基苯基)金刚烷(2,2-ADM)，产率：69％，m＝36.6g，熔点为318℃。
Sub1-III-C2的合成：
在氮气气氛下，将中间体2,2-ADM(36.6g，114.2mmol)溶解在400mL乙腈中，接着向其中添加溶解在100ml水中的碳酸钾(47.4g，342.6mmol)溶液，然后向其中缓慢地逐滴添加1,1,2,2,3,3,4,4,4-九氟丁烷-1-磺酰氟(FX-4，86.30g，285.6mmol)，并搅拌4h反应结束。除去水层，然后有机层用无水硫酸镁干燥，减压浓缩得到中间体sub 1-III-C2(87.6g，产率90％)。
Sub1-III-C3的合成：
在氮气气氛下，将中间体sub 1-III-C2(87.0g，102.4mmol)、联硼酸频哪醇酯(62.2g，244.9mmol)和醋酸钾(101.9g，1.084mmol)混合并添加到600mL二噁烷中，并将所得物加热到100℃并搅拌。向其中添加双(二亚苄基丙酮)钯(3.5g，6.1mmol)和三环己基膦(3.4g，12.24mmol)同时升温至回流，搅拌10小时，反应完成，将所得物冷却至室温然后过滤。将滤液倒入水中，用二氯甲烷萃取，分出有机层用无水硫酸镁干燥后减压浓缩，将所得浓缩物用乙醇重结晶以制备中间体sub 1-III-C3(34.1g，产率：62％)。
以与Sub 1-III-B3相同的方式制备中间体Sub 1-III-B3-2到Sub 1-III-B3-3，不同之处在于使用原料2替代制备Sub 1-III-B3合成例中的原料溴苯，分别与原料1(1-金刚烷醇)反应。
Figure BDA0002569261040000352
Figure BDA0002569261040000361
5)Sub 1-B1和Sub 1-C1合成
Sub 1-B1的合成：
将Sub 1-II-B2(10.00g，22.97mmol)、sub 1-III-B3(10.45g，22.97mmol)、四三苯基膦钯(0.53g,0.46mmol)、碳酸钾(6.98g,50.53mmol)、四丁基氯化铵(1.27g,4.59mmol)、甲苯(80mL)、乙醇(40mL)和去离子水(20mL)加入三口烧瓶中，氮气保护下升温至78℃，回流搅拌8h。
反应结束后，溶液冷却至室温，加入甲苯(100mL)萃取反应溶液，合并有机相，无水硫酸镁干燥有机层，过滤，滤液进行浓缩；粗品利用硅胶柱色谱进行提纯(二氯甲烷/正庚烷体系洗脱)，得到固体中间体sub 1-B1(9.33g，67％)。
Sub 1-C1的合成：
将sub 1-I-B1(5.00g，14.54mmol)、sub 1-III-B3’(8.25g，15.27mmol)、三(二亚苄基丙酮)二钯(0.13g,0.15mmol)、2-二环己基磷-2,4,6-三异丙基联苯(0.14g,0.29mmol)、叔丁醇钠(2.09g,21.81mmol)、1,4-二氧六环(50mL)、加入三口烧瓶中，氮气保护下升温至100℃，加热回流搅拌4h。反应结束后，溶液冷却至室温，加入甲苯(200mL)萃取反应溶液，合并有机相，无水硫酸镁干燥有机层，过滤，进行减压浓缩；所得粗品利用乙醇重结晶，得到固体中间体sub 1-C1(7.34g，70％)。
以Sub 1-B1中相同的过程制备中间体Sub 1-B2到Sub 1-B10，不同之处在于使用原料4替代制备例1里Sub 1-I-B1合成例中的对氯苯硼酸，分别与2-氯-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪(原料3)反应，然后再与Sub1-III-B3反应得到Sub 1-B系列中间体Sub 1-B2～Sub 1-B10。
Figure BDA0002569261040000362
Figure BDA0002569261040000371
Figure BDA0002569261040000381
其中部分原料4-9、4-10的制备方法
Figure BDA0002569261040000382
将2-溴-7-氯-9’9-二甲基芴(8.00g,26.00mmol)加入圆底烧瓶中，120mL的无水四氢呋喃(THF)加入到烧瓶中，体系用液氮降温至-80℃～-90℃，开始滴加正丁基锂(四氢呋喃溶液,33.80mmol)，滴毕，保温1h。滴加硼酸三甲酯(4.05g,39.01mmol)，温度保持-80℃～-90℃，滴毕，保温1h后，自然升至室温，反应结束，加入盐酸的水溶液(20mL,40mmol)，搅拌0.5h。加入二氯甲烷和水进行分液萃取，合并的有机相水洗至中性pH＝7，无水MgSO4干燥10min后，过滤，滤液旋干，用正庚烷打浆2次得到原料4-9(4.67g，收率66％)。其他原料4-3～4-8的制备方法与4-9制备方法一致。
以Sub 1-B1中相同的方式制备中间体Sub 1-B11到Sub 1-B20，不同之处在于使用原料3-1代替制备例1中的2-氯-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪，用原料4替代制备例1中Sub 1-I-B1合成中的对氯苯硼酸，然后再与Sub1-III-B3反应得到Sub 1-B系列部分中间体Sub 1-B11～Sub 1-B21。
Figure BDA0002569261040000383
Figure BDA0002569261040000391
Figure BDA0002569261040000401
以Sub 1-B1中相同的方式制备中间体Sub 1-B22到Sub 1-B24，不同之处在于使用Sub1-III-B3代替制备例1中的Sub1-III-B3，和使用原料3-1代替制备例1中的2-氯-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪。
Figure BDA0002569261040000402
以Sub 1-C1中相同的方式制备中间体Sub 1-C2到Sub 1-C5，不同之处在于使用原料3代替制备例1中的2-氯-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪，原料4替代制备例1里Sub 1-I-B1合成中的对氯苯硼酸，然后再与Sub1-III-B3反应，再与原料4-2反应，将溴代物转化为硼酸酯得到Sub 1-B系列部分中间体Sub 1-C2～Sub 1-C4。
Figure BDA0002569261040000403
Figure BDA0002569261040000411
上述中间体3-1和3-2的制备方法
Figure BDA0002569261040000412
在氮气气氛中将镁6.68g(275mmol)和碘1.39g(5.5mmol)加入在55mL无水四氢呋喃中，升温至50℃,向其中缓慢滴加4-溴苯腈(50g，275mmol)的四氢呋喃溶液(50mL)，滴加过程控制温度维持在50℃，滴加完毕，在50℃温度条件下继续搅拌2h，得到混合溶液。。将混合物冷却至室温，得到格式试剂溶液。将18.7g(101mmol)的1,3,5-三氯三嗪溶解于100mL无水氢呋喃中，所得溶液缓慢地滴加至格氏试剂溶液中，滴毕，将混合物升温至回流并搅拌约7小时。反应完成后，加水淬灭反应，将混合物用二氯甲烷和蒸馏水萃取，分出的有机层在减压下浓缩，然后所得残留物硅胶柱层析纯化(二氯甲烷/正庚烷体系洗脱)，得到22.4g化合物3-1(收率：70％)。
Figure BDA0002569261040000413
将1,3,5-三氯三嗪(10.00g，54.22mmol)、4-氰基苯硼酸(12.42g，54.22mmol)、四三苯基膦钯(1.25g,1.08mmol)、碳酸钾(14.99g,108.45mmol)、四丁基氯化铵(0.35g,1.08mmol)、甲苯(80mL)、乙醇(40mL)和去离子水(20mL)加入三口烧瓶中，氮气保护下升温至78℃，加热回流搅拌8h。反应结束后，溶液冷却至室温，加入甲苯(100mL)萃取反应溶液，合并有机相，无水硫酸镁干燥有机层，过滤，滤液进行浓缩；粗品利用硅胶柱色谱进行提纯(二氯甲烷/正庚烷体系洗脱)，得到固体化合物3-2-1#(8.84g，65％)。
将3-2-1#(8.00g，31.86mmol)、9-菲硼酸频那醇酯(9.78g，32.18mmol)、四三苯基膦钯(0.73g,0.63mmol)、碳酸钾(8.81g,63.72mmol)、四丁基氯化铵(0.20g,0.63mmol)、甲苯(64mL)、乙醇(32mL)和去离子水(16mL)加入三口烧瓶中，氮气保护下升温至78℃，加热回流搅拌8h。反应结束后，溶液冷却至室温，加入甲苯(200mL)萃取反应溶液，合并有机相，无水硫酸镁干燥有机层，过滤，滤液进行浓缩；粗品利用硅胶柱色谱进行提纯(二氯甲烷/正庚烷体系洗脱)，得到固体化合物3-2(7.75g，62％)。
二、化合物的合成
化合物1的合成
Figure BDA0002569261040000421
将sub 1-B1(9.00g，15.03mmol)、4-氰基苯硼酸(2.65g，18.04mmol)、四三苯基膦钯(0.34g,0.30mmol)、碳酸钾(4.57g,33.07mmol)、四丁基氯化铵(0.83g,3.00mmol)、甲苯(72mL)、乙醇(36mL)和去离子水(18mL)加入三口烧瓶中，氮气保护下升温至75-80℃，加热回流搅拌8h。反应结束后，溶液冷却至室温，加入甲苯(100mL)萃取反应溶液，合并有机相，无水硫酸镁干燥有机层，过滤，滤液进行浓缩；粗品利用硅胶柱色谱进行提纯(二氯甲烷/正庚烷体系洗脱)，得到固体化合物1(7.22g，69％)。
LC-MS(ESI,pos.ion)m/z：697.3[M+H]+。
1HNMR(400MHz,CD2Cl2)δ(ppm):8.87(d,4H),8.62(d,2H),7.92-7.86(d,4H),7.66-7.56(m,6H),7.47(d,2H),7.37(d,2H),7.32(d,2H),7.25(d,4H),2.30(s,2H),1.92(s,6H),1.80-1.77(m,6H).
化合物2的合成
以与实验例1中相同的方式制备化合物2，不同之处在于使用sub 1-B2替代制备例1中Sub1-B1。LC-MS(ESI,pos.ion)m/z：621.29[M+H]+。
Figure BDA0002569261040000422
1HNMR(400MHz,CD2Cl2)δ(ppm):8.81(d,4H),8.24(d,2H),7.93(d,2H),7.66-7.57(m,6H),7.47(d,2H),7.41(d,2H),7.37(d,2H),7.25(d,2H),2.15(s,2H),1.93(s,6H),1.81-1.75(m,6H).
化合物3的合成
以与实验例1中相同的方式制备化合物3，不同之处在于使用sub 1-B3替代制备例1中Sub1-B1，得到固体化合物3(7.86g，65％)。
LC-MS(ESI,pos.ion)m/z：697.33[M+H]+。
Figure BDA0002569261040000431
化合物10的合成
以与实验例1中相同的方式制备化合物10，不同之处在于使用sub 1-B4替代制备例1中Sub1-B1，得到固体化合物10(7.55g，63％)。LC-MS(ESI,pos.ion)m/z：747.34[M+H]+。
Figure BDA0002569261040000432
化合物12的合成
以与实验例1中相同的方式制备化合物12，不同之处在于使用sub 1-B5替代制备例1中Sub1-B1，得到固体化合物12(7.20g，63％)。LC-MS(ESI,pos.ion)m/z：747.34[M+H]+。
Figure BDA0002569261040000433
化合物6的合成
以与实验例1中相同的方式制备化合物6，不同之处在于使用sub 1-B6替代制备例1中Sub1-B1，得到固体化合物6(7.16g，75％)。LC-MS(ESI,pos.ion)m/z:711.34[M+H]+。
Figure BDA0002569261040000434
化合物18的合成
以与实验例1中相同的方式制备化合物18，不同之处在于使用sub 1-B7替代制备例1中Sub1-B1，得到固体化合物18(6.86g，64％)。LC-MS(ESI,pos.ion)m/z：773.36[M+H]+。
Figure BDA0002569261040000441
化合物19的合成
以与实验例1中相同的方式制备化合物19，不同之处在于使用sub 1-B8替代制备例1中Sub1-B1，得到固体化合物19(5.86g，65％)。LC-MS(ESI,pos.ion)m/z：773.36[M+H]+。
Figure BDA0002569261040000442
化合物27的合成
以与实验例1中相同的方式制备化合物27，不同之处在于使用sub 1-B9替代制备例1中Sub1-B1，得到固体化合物27(7.06g，72％)。LC-MS(ESI,pos.ion)m/z：813.39[M+H]+。
Figure BDA0002569261040000443
化合物33的合成
以与实验例1中相同的方式制备化合物33，不同之处在于使用sub 1-B10替代制备例1中Sub 1-B1，得到固体化合物33(8.54g，63％)。LC-MS(ESI,pos.ion)m/z：797.36[M+H]+。
Figure BDA0002569261040000451
化合物35的合成
以与实验例1中相同的方式制备化合物35，不同之处在于使用sub 1-B11替代制备例1中Sub 1-B1，得到固体化合物35(7.45g，60％)。LC-MS(ESI,pos.ion)m/z：671.31[M+H]+。
Figure BDA0002569261040000452
1HNMR(400MHz,CD2Cl2)δ(ppm):8.94(d,1H),8.84(d,2H),8.79(d,2H),8.53(d,1H),8.24(d,2H),7.92(d,2H),7.68-7.52(m,6H),7.47(d,2H),7.41(d,2H),7.37(d,2H),7.25(d,2H),2.12(s,2H),1.93(s,6H),1.82-1.77(m,6H).
化合物43的合成
以与实验例1中相同的方式制备化合物43，不同之处在于使用sub 1-B11替代制备例1中Sub 1-B1,，得到固体化合物43(5.94g，59％)。LC-MS(ESI,pos.ion)m/z：697.33[M+H]+。
Figure BDA0002569261040000453
化合物44的合成
以与实验例1中相同的方式制备化合物44，不同之处在于使用sub 1-B11替代制备例1中Sub 1-B1，得到固体化合物44(7.12g，79％)。LC-MS(ESI,pos.ion)m/z：697.33[M+H]+。
Figure BDA0002569261040000461
化合物41的合成
以与实验例1中相同的方式制备化合物41，不同之处在于使用sub 1-B11替代制备例1中Sub 1-B1，得到固体化合物41(7.05g，61％)。LC-MS(ESI,pos.ion)m/z：622.29[M+H]+。
Figure BDA0002569261040000462
化合物59的合成
以与实验例1中相同的方式制备化合物59，不同之处在于使用sub 1-B11替代制备例1中Sub 1-B1，得到固体化合物59(9.06g，67％)。LC-MS(ESI,pos.ion)m/z：620.30[M+H]+。
Figure BDA0002569261040000463
化合物40的合成
以与实验例1中相同的方式制备化合物40，不同之处在于使用sub 1-B11替代制备例1中Sub 1-B1，得到固体化合物40(6.55g，69％)。LC-MS(ESI,pos.ion)m/z：721.33[M+H]+。
Figure BDA0002569261040000464
化合物60的合成
以与实验例1中相同的方式制备化合物60，不同之处在于使用sub 1-B11替代制备例1中Sub 1-B1，得到固体化合物60(7.12g，63％)。LC-MS(ESI,pos.ion)m/z：732.42[M+H]+。
Figure BDA0002569261040000471
化合物61的合成
以与实验例1中相同的方式制备化合物61，不同之处在于使用sub 1-B11替代制备例1中Sub 1-B1，得到固体化合物61(7.00g，61％)。LC-MS(ESI,pos.ion)m/z：695.33[M+H]+。
Figure BDA0002569261040000472
化合物63的合成
以与实验例1中相同的方式制备化合物63，不同之处在于使用sub 1-B11替代制备例1中Sub 1-B1，得到固体化合物63(7.15g，72％)。LC-MS(ESI,pos.ion)m/z：899.40[M+H]+。
Figure BDA0002569261040000473
化合物64的合成
以与实验例1中相同的方式制备化合物64，不同之处在于使用sub 1-B11替代制备例1中Sub 1-B1，得到固体化合物64(8.30g，69％)。LC-MS(ESI,pos.ion)m/z：873.39[M+H]+。
Figure BDA0002569261040000474
化合物194的合成
以与实验例1中相同的方式制备化合物194，不同之处在于使用sub 1-B21替代制备例1中Sub 1-B1，得到固体化合物194(5.37g，69％)。LC-MS(ESI,pos.ion)m/z：773.36[M+H]+。
Figure BDA0002569261040000481
化合物65、66、76、77、103、85、86、104、105、211、247、258、259的合成
以实验例1相同的方式制备化合物65、66、76、77、103、85、86、104、105、211、247、258、259，不同之处在于使用原料5代替实验例1中的对氰基苯硼酸，与对应的Sub1-B反应。
Figure BDA0002569261040000482
Figure BDA0002569261040000491
Figure BDA0002569261040000501
化合物266、267、268、269、270的合成
以实验例1相同的方式制备化合物266、267、268、269、270，不同之处在于使用原料sub2原料5代替实验例1中的对氰基苯硼酸，与Sub1-C反应。
Figure BDA0002569261040000502
Figure BDA0002569261040000511
本申请还提供一种电子元件，用于实现光电转换或者电光转化。所述电子元件包括相对设置的阳极和阴极，以及设于所述阳极和所述阴极之间的功能层；所述功能层包含本申请的有机化合物。
举例而言，电子元件为一种有机电致发光器件。如图1所示，有机电致发光器件包括相对设置的阳极100和阴极200，以及设于阳极100和阴极200之间的功能层300；功能层300包含本申请所提供的有机化合物。
可选地，功能层300包括电子传输层350，电子传输层350包含本申请所提供的有机化合物。其中，电子传输层350既可以为本申请所提供的有机化合物组成，也可以由本申请所提供的有机化合物和其他材料共同组成。
在本申请的一种实施方式中，有机电致发光器件可以包括依次层叠设置的阳极100、空穴传输层321、电子阻挡层322、作为能量转化层的有机电致发光层330、电子传输层350和阴极200。本申请提供的有机化合物可以应用于有机电致发光器件的电子阻挡层322，可以有效改善有机电致发光器件的发光效率和寿命，降低有机电致发光器件的驱动电压。
可选地，阳极100包括以下阳极材料，其可选方案地是有助于空穴注入至功能层中的具有大逸出功(功函数，work function)材料。阳极材料具体实例包括：金属如镍、铂、钒、铬、铜、锌和金或它们的合金；金属氧化物如氧化锌、氧化铟、氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO)；组合的金属和氧化物如ZnO:Al或SnO2:Sb；或导电聚合物如聚(3-甲基噻吩)、聚[3,4-(亚乙基-1,2-二氧基)噻吩](PEDT)、聚吡咯和聚苯胺，但不限于此。可选方案包括包含氧化铟锡(铟锡氧化物，indium tin oxide)(ITO)作为阳极的透明电极。
可选地，空穴传输层321可以包括一种或者多种空穴传输材料，空穴传输材料可以选自咔唑多聚体、咔唑连接三芳胺类化合物或者其他类型的化合物，本申请对此不做特殊的限定。举例而言，在本申请的一种实施方式中，空穴传输层321由化合物TPD组成。
可选地，电子阻挡层322包括一种或多种电子阻挡材料，电子阻挡材料可以选自咔唑多聚体或者其他类型化合物，本申请对此不特殊的限定。举例而言，在本申请的一些实施方式中，电子阻挡层322由化合物TCTA组成。
可选地，有机发光层330可以由单一发光材料组成，也可以包括主体材料和客体材料。可选地，有机发光层330由主体材料和客体材料组成，注入有机发光层330的空穴和注入有机发光层330的电子可以在有机发光层330复合而形成激子，激子将能量传递给主体材料，主体材料将能量传递给客体材料，进而使得客体材料能够发光。
有机发光层330的主体材料可以为金属螯合类化合物、双苯乙烯基衍生物、芳香族胺衍生物、二苯并呋喃衍生物或者其他类型的材料，本申请对此不做特殊的限制。在本申请的一种实施方式中，有机发光层330的主体材料可以为CBP。
有机发光层330的客体材料可以为具有缩合芳基环的化合物或其衍生物、具有杂芳基环的化合物或其衍生物、芳香族胺衍生物或者其他材料，本申请对此不做特殊的限制。在本申请的一种实施方式中，有机发光层330的客体材料可以为Ir(piq)2(acac)。
可选地，阴极200包括以下阴极材料，其是有助于电子注入至功能层中的具有小逸出功的材料。阴极材料的具体实例包括：金属如镁、钙、钠、钾、钛、铟、钇、锂、钆、铝、银、锡和铅或它们的合金；或多层材料如LiF/Al、Liq/Al、LiO2/Al、LiF/Ca、LiF/Al和BaF2/Ca，但不限于此。可选方案包括包含银和镁的金属电极作为阴极。
可选地，如图1所示，在阳极100和第一空穴传输层321之间还可以设置有空穴注入层310，以增强向第一空穴传输层321注入空穴的能力。空穴注入层310可以选用联苯胺衍生物、星爆状芳基胺类化合物、酞菁衍生物或者其他材料，本申请对此不做特殊的限制。在本申请的一种实施方式中，空穴注入层310可以由HAT-CN组成。
可选地，如图1所示，在阴极200和电子传输层340之间还可以设置有电子注入层360，以增强向电子传输层350注入电子的能力。电子注入层360可以包括有碱金属硫化物、碱金属卤化物等无机材料，或者可以包括碱金属与有机物的络合物。在本申请的一种实施方式中，电子注入层360可以包括镱(Yb)。
可选地，在有机电致发光层330和电子传输层350之间还可以设置有空穴阻挡层340。
再举例而言，电子元件可以为一种光电转化器件，如图2所示，该光电转化器件可以包括相对设置的阳极100和阴极200，以及设于阳极100和阴极200之间的功能层300；功能层300包含本申请所提供的有机化合物。
可选地，功能层300包括电子传输层350，电子传输层350包含本申请所提供的有机化合物。其中，电子传输层350既可以为本申请所提供的有机化合物组成，也可以由本申请所提供的有机化合物和其他材料共同组成。
可选地，如图2所示，光电转化器件可包括依次层叠设置的阳极100、空穴传输层321、电子阻挡层322、作为能量转化层的光电转化层370、电子传输层350和阴极200。本申请提供的有机化合物可以应用于光电转化器件的电子传输层350，可以有效改善光电转化器件的发光效率和寿命，提高光电转化器件的开路电压。
可选地，在阳极100和空穴传输层321之间还可以设置有空穴注入层310。
可选地，在阴极200和电子传输层350之间还可以设置有电子注入层360。
可选地，在光电转化层370和电子传输层350之间还可以设置有空穴阻挡层340。
可选地，光电转化器件可以为太阳能电池，尤其是可以为有机薄膜太阳能电池。举例而言，如图2所示，在本申请的一种实施方式中，太阳能电池包括依次层叠设置的阳极100、空穴传输层321、电子阻挡层322、光电转化层370、电子传输层350和阴极200，其中，电子传输层350包含有本申请的有机化合物。
本申请实施方式还提供一种电子装置，该电子装置包括上述电子元件实施方式所描述的任意一种电子元件。由于该电子装置具有上述电子元件实施方式所描述的任意一种电子元件，因此具有相同的有益效果，本申请在此不再赘述。
举例而言，如图3所示，本申请提供一种电子装置400，该电子装置200包括上述有机电致发光器件实施方式所描述的任意一种有机电致发光器件。该电子装置400可以为显示装置、照明装置、光通讯装置或者其他类型的电子装置，例如可以包括但不限于电脑屏幕、手机屏幕、电视机、电子纸、应急照明灯、光模块等。由于该电子装置400具有上述有机电致发光器件实施方式所描述的任意一种有机电致发光器件，因此具有相同的有益效果，本申请在此不再赘述。
再举例而言，如图4所示，本申请提供一种电子装置500，该电子装置500包括上述光电转化器件实施方式所描述的任意一种光电转化器件。该电子装置500可以为太阳能发电设备、光检测器、指纹识别设备、光模块、CCD相机或则其他类型的电子装置。由于该电子装置500具有上述光电转化器件实施方式所描述的任意一种光电转化器件，因此具有相同的有益效果，本申请在此不再赘述。
有机电致发光器件的制备和性能评估
实施例1：绿色有机电致发光器件
通过以下过程制备阳极：将ITO厚度为
Figure BDA0002569261040000531
的基板(康宁制造)切割成40mm×40mm×0.7mm的尺寸，采用光刻工序，将其制备成具有阴极、阳极以及绝缘层图案的实验基板，利用紫外臭氧以及O2:N2等离子进行表面处理，以增加阳极(实验基板)的功函数的和清除浮渣。
在实验基板(阳极)上真空蒸镀HAT-CN以形成厚度为
Figure BDA0002569261040000532
的空穴注入层(HIL)，并且在空穴注入层上真空蒸镀NPB，以形成厚度为
Figure BDA0002569261040000533
的空穴传输层(HTL)。
在空穴传输层上蒸镀TCTA，形成厚度为
Figure BDA0002569261040000534
的电子阻挡层(EBL)。
以α,β-ADN作为主体，同时掺杂BD-1，主体和掺杂剂按以30:3的膜厚比形成了厚度为
Figure BDA0002569261040000535
的有机电致发光层(EML)。
在发光层上蒸镀本申请化合物1形成厚度为
Figure BDA0002569261040000536
的电子传输层(ETL)，将Yb蒸镀在电子传输层上以形成厚度为
Figure BDA0002569261040000537
的电子注入层(EIL)，然后将镁(Mg)和银(Ag)以1:9的蒸镀速率混合，真空蒸镀在电子注入层上，形成厚度为
Figure BDA0002569261040000538
的阴极。
此外，在上述阴极上作为蒸镀了厚度为
Figure BDA0002569261040000539
的CP-1，形成覆盖层(CPL)，从而完成有机发光器件的制造。
其中，HAT-CN、NPB、TCTA、α,β-ADN、BD-1以及CP-1的结构式如下：
Figure BDA0002569261040000541
实施例2-34
除了在形成电子传输层(ETL)时各自使用表1中所示的化合物以外，采用与实施例1相同的方法制作有机电致发光器件。
比较例1-比较例3
在所述比较例1-比较例3中，除了使用了化合物A、化合物B、Alq3作为电子传输层替代化合物1之外，采用与实施例1相同的方法制造有机电致发光器件。
Figure BDA0002569261040000542
制备的各器件的性能参数详见表1，其中，IVL数据对比的是在15mA/cm2下的测试结果，寿命是15mA/cm2电流密度下的测试结果。
表1实施例1～39和比较例1～5的器件性能
Figure BDA0002569261040000551
Figure BDA0002569261040000561
根据上述[表1]的结果可知，使用本申请的化合物制备的实施例1～39，与比较例1～5相比，在15mA/cm2电流密度下器件驱动电压相当，但是实施例的器件效率至少提升了9.1％，大部分化合物制备得到的器件电流效率提升近20％；寿命至少提升了9％，大部分化合物制备得到的器件寿命提升20％以上。本申请化合物1～39与化合物E相比，可以看出，将氰基连接至该类含金刚烷和缺电子杂芳基的化合物中，可以提高分子的偶极矩，使材料的极性得到提升，LOMO能级变深，提高电子迁移率，因此带有氰基的化合物具有更高的发光效率和更长的寿命。
需要注意的是，以上仅给出了蓝色有机电致发光器件的一种制备方法，本申请的有机化合物还可以用于其他颜色有机电致发光器件的电子传输层，例如红色有机电致发光器件、绿色有机电致发光器件，也能带来同样的技术效果。
总而言之，在电子传输层(ETL)中使用本申请化合物制备的有机电致发光器件可实现低驱动电压、高发光效率及长寿命。

Claims (22)

1.一种有机化合物，其特征在于，所述有机化合物的结构式如化学式1所示：
Figure FDA0002569261030000011
其中，R1、R2、R3、R4中任意一个为
Figure FDA0002569261030000012
R1、R2、R3、R4中任意另一个为
Figure FDA0002569261030000013
R1、R2、R3、R4中其余两个相同或不同，且各自独立地选自氢、氘、氟、氯、碳原子数为1～12的烷基、碳原子数为1～12的卤代烷基、碳原子数为1～12的烷氧基、碳原子数为3～10的环烷基、碳原子数为6～20的芳基、碳原子数为3～20的杂芳基，
Figure FDA0002569261030000014
表示化学键；
X1、X2、X3相同或不同，X1为C(RX1)或N，X2为C(RX2)或N，X3为C(RX3)或N，且X1、X2和X3中至少有一个为N；
RX1、RX2、RX3相同或不同，且各自独立地选自氢、氘、卤素基团、氰基、碳原子数为1～12的烷基、碳原子数为1～12的卤代烷基、碳原子数为1～12的烷氧基、碳原子数为3～10的环烷基、碳原子数为6～20的芳基、碳原子数为3～20的杂芳基；
L1、L2相同或不同，且分别独立地选自单键、碳原子数为6～30的取代或未取代的亚芳基、碳原子数为3～30的取代或未取代的亚杂芳基、碳原子数为3～10的取代或未取代的亚环烷基；
Ar1、Ar2和Ar3相同或不同，且分别独立地选自碳原子数为1～20的取代或未取代的烷基、碳原子数为6～30的取代或未取代的芳基、碳原子数为3～30的取代或未取代的的杂芳基、碳原子数为3～20的取代或未取代的环烷基、碳原子数为7～30的取代或未取代的芳烷基、碳原子数为2～30的取代或未取代的杂芳烷基；
所述L1、L2、Ar1、Ar2和Ar3中的取代基彼此相同或不同，各自独立地选自由氘、卤素基团、氰基、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的卤代烷基、碳原子数为6～20的芳基、碳原子数为3～20的杂芳基、碳原子数为6～20的芳氧基、碳原子数为6～20的芳硫基、碳原子数为3～12的烷基硅烷基、碳原子数为1～10的烷胺基和碳原子数为3～10的环烷基所构成的组，且至少有一个取代基为氰基。
2.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述化合物具有如下结构：
Figure FDA0002569261030000015
Ar3中至少含有一个氰基取代基。
3.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述RX1、RX2、RX3彼此相同或不同，且各自独立地选自氢、氘、氟、氯、氰基。
4.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述L1、L2相同或不同，选自单键、取代或未取代的成环碳原子数为6～25的亚芳基、取代或未取代的成环碳原子数为3～18的亚杂芳基。
5.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述L1和L2选自单键或者选自化学式j-1所示的基团至化学式j-14所示的基团所组成的组：
Figure FDA0002569261030000021
其中，M2选自单键或者
Figure FDA0002569261030000022
Q1～Q5各自独立地选自N或者C(F1)，且Q1～Q5中至少一个选自N；当Q1～Q5中的两个或者两个以上选自C(F1)时，任意两个F1相同或者不相同；
Q6～Q13各自独立地选自N或者C(F2)，且Q6～Q13中至少一个选自N；当Q6～Q13中的两个或者两个以上选自C(F2)时，任意两个F2相同或者不相同；
Q14～Q23各自独立地选自N或者C(F3)，且Q14～Q23中至少一个选自N；当Q14～Q23中的两个或者两个以上选自C(F3)时，任意两个F3相同或者不相同；
Q24～Q33各自独立地选自N或者C(F4)，且Q24～Q33中至少一个选自N；当Q24～Q33中的两个或者两个以上选自C(F4)时，任意两个F4相同或者不相同；
E1～E16、E23～E25、F1～F4各自独立地选自：氢、氘、氟、氯、溴、氰基、碳原子数为3～18的杂芳基、碳原子数为6～18的芳基、碳原子数为3～12的三烷基硅烷基、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的卤代烷基、碳原子数为3～10的环烷基、碳原子数为1～10的烷胺基、碳原子数为6～18的芳氧基、碳原子数为6～18的芳硫基；
er为取代基Er的数量，r为1～16的任意整数；当r选自1、2、3、4、5、6、9、15、16或23～25时，er选自1、2、3或者4；当r选自7、11或14时，er选自1、2、3、4、5或者6；当r为12时，er选自1、2、3、4、5、6或者7；当r选自8、10或13时，er选自1、2、3、4、5、6、7或者8；当er大于1时，任意两个Er相同或者不相同；
K3选自O、S、Se、N(E17)、C(E18E19)、Si((E18E19)；其中，E17、E18、E19各自独立地选自：碳原子数为6～18的芳基、碳原子数为3～18的杂芳基、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为3～10的环烷基、或者E18和E19相互连接以与它们共同连接的原子形成饱和或不饱和的的5至13元环；
K4选自单键、O、S、Se、N(E20)、C(E21E22)、Si(E21E22)；其中，E20、E21、E22各自独立地选自：碳原子数为6～18的芳基、碳原子数为3～18的杂芳基、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为3～10的环烷基，或者E21和E22相互连接以与它们共同连接的原子形成饱和或不饱和的5至13元环。
6.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述L1或L2相同或不同，各自独立地选自单键、选自取代或未取代的基团W1，所述基团W1选自如下基团组成的组：
Figure FDA0002569261030000031
Figure FDA0002569261030000041
所述W1基团被取代时，W1的取代基选自氘、氟、氯、氰基、碳原子数为1～6的烷基、碳原子数为1～4的卤代烷基、碳原子数为3～9的烷基硅烷基、碳原子数为3～10的环烷基、碳原子数为6～13的芳基、碳原子数为3～12的杂芳基；所述W1的取代基有多个时，多个取代基相同或不同。
7.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述L1或L2相同或不同，各自独立地选自单键、选自取代或未取代的基团W2，所述基团W2选自如下基团组成的组：
Figure FDA0002569261030000042
所述W2基团被取代时，W2的取代基选自氘、氟、氯、氰基、碳原子数为1～4的烷基、碳原子数为1～4的卤代烷基、碳原子数为3～9的烷基硅烷基、碳原子数为3～10的环烷基、碳原子数为6～13的芳基、碳原子数为3～12的杂芳基；所述W2的取代基有多个时，多个取代基相同或不同。
8.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述L1或L2相同或不同，各自独立地选自单键、或如下基团组成的组：
Figure FDA0002569261030000043
Figure FDA0002569261030000051
其中，*表示用于与金刚烷基相连，**表示用于与
Figure FDA0002569261030000052
或Ar3相连。
9.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述L1或L2相同或不同，各自独立地选自单键、或如下基团组成的组：
Figure FDA0002569261030000053
Figure FDA0002569261030000061
其中，*表示用于与金刚烷基相连，**表示用于与
Figure FDA0002569261030000062
或Ar3相连。
10.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，Ar1、Ar2和Ar3相同或不同，各自独立地选自取代或未取代的成环碳原子数为6～25的芳基、取代或未取代的成环碳原子数为3～18的杂芳基；
所述Ar1、Ar2和Ar3中的取代基彼此相同或不同，各自独立地选自由氘、卤素基团、氰基、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的卤代烷基、碳原子数为6～20的芳基、碳原子数为3～20的杂芳基、碳原子数为6～20的芳氧基、碳原子数为6～20的芳硫基、碳原子数为3～12的烷基硅烷基、碳原子数为1～10的烷胺基和碳原子数为3～10的环烷基所构成的组，且所述Ar3至少被一个氰基所取代。
11.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述Ar1、Ar2和Ar3相同或不同，各自独立地选自如下基团组成的组：
Figure FDA0002569261030000063
上述基团中，na和nc各自独立地为1、2、3或4；nb为1、2、3、4或5；
V1～V10各自独立地选自C(Rv)和N，当一个基团中包含两个或多个Rv时，任意两个Rv相同或者不相同；
各V分别独立地选自O、S、Se、N(Rv1)、C(Rv2Rv3)和Si(Rv2Rv3)所构成的组；
T选自O、S或N(Rv1)；
T1～T10各自独立地选自C(Rt)和N，当一个基团中包含两个或多个Rt时，任意两个Rt相同或者不相同；
各Ra、Rb、Rc、Rt、Rv、Rv2、Rv3分别独立地为氢、氘、氟、氯、溴、氰基、碳原子数为1～6烷基、碳原子数为1～6卤代烷基、碳原子数为3～12烷基硅烷基、碳原子数为6～12芳基、碳原子数为3～12杂芳基和碳原子数为3～10环烷基；或者，任选地，连接于同一个原子上的Rv2和Rv3相互连接形成饱和或不饱和的5至13元环；
各Rv1选自氢、氘、碳原子数为1～6烷基、碳原子数为1～6卤代烷基、碳原子数为6～12芳基、碳原子数为3～12杂芳基和碳原子数为3～10环烷基所构成的组，且当同一个基团中存在2个Rv1时，每个Rv1相同或不同。
12.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述Ar1、Ar2和Ar3相同或不同，各自独立地选自如下基团组成的组：
Figure FDA0002569261030000071
上述基团中，nd选自1、2、3、4、5、6、7或8，ne选自1、2、3或4；
T11、T12各自独立地选自C(Rt0)和N，当一个基团中包含两个或多个Rt0时，任意两个Rt0相同或者不相同；
各Rd、Re、Rf、Rt0分别独立地为氢、氘、氟、氯、溴、氰基、碳原子数为1～6烷基、碳原子数为1～6卤代烷基、碳原子数为3～12烷基硅烷基、碳原子数为6～12芳基、碳原子数为3～12杂芳基和碳原子数为3～10环烷基。
13.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述Ar1和Ar2相同或不同，各自独立地选自取代或未取代的基团Y1，所述基团Y1选自如下基团：
Figure FDA0002569261030000072
Figure FDA0002569261030000081
所述基团Y1被取代时，Y1的取代基选自氘、氟、氯、氰基、碳原子数为1～4的烷基、碳原子数为1～4的烷氧基、碳原子数为1～4的卤代烷基、碳原子数为3～9的烷基硅烷基、碳原子数为3～10的环烷基、碳原子数为6～12的芳基、碳原子数为3～12的杂芳基；当所述Y1的取代基为多个时，多个所述取代基相同或不同。
14.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述Ar1和Ar2相同或不同，各自独立地选自如下基团：
Figure FDA0002569261030000082
Figure FDA0002569261030000091
15.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述Ar1和Ar2相同或不同，各自独立地选自如下基团：
Figure FDA0002569261030000092
16.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述Ar3选自取代或未取代的基团Z1，所述基团Z1选自如下基团：
Figure FDA0002569261030000093
Figure FDA0002569261030000101
所述基团Z1被取代时，Z1的取代基选自氘、氟、氯、氰基、碳原子数为1～4的烷基、碳原子数为1～4的卤代烷基、碳原子数为3～9的烷基硅烷基、碳原子数为3～10的环烷基、碳原子数为6～12的芳基、碳原子数为3～12的杂芳基；当所述Z1的取代基包含多个时，多个所述取代基相同或不同。
17.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述Ar3选自如下基团：
Figure FDA0002569261030000102
Figure FDA0002569261030000111
18.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述Ar3选自如下基团：
Figure FDA0002569261030000112
19.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述有机化合物选自如下化合物所组成的组：
Figure FDA0002569261030000113
Figure FDA0002569261030000121
Figure FDA0002569261030000131
Figure FDA0002569261030000141
Figure FDA0002569261030000151
Figure FDA0002569261030000161
Figure FDA0002569261030000171
Figure FDA0002569261030000181
Figure FDA0002569261030000191
Figure FDA0002569261030000201
Figure FDA0002569261030000211
20.一种电子元件，其特征在于，包括相对设置的阳极和阴极，以及设于所述阳极和所述阴极之间的功能层；
所述功能层包含权利要求1～19任一项所述的有机化合物。
21.根据权利要求20所述的电子元件，其特征在于，所述功能层包括电子传输层，所述电子传输层包括权利要求1～19中任一项所述的有机化合物。
22.一种电子装置，其特征在于，包括权利要求20～21中任一项所述的电子元件。
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