CN112239475B - 含氮化合物、电子元件和电子装置 - Google Patents

含氮化合物、电子元件和电子装置 Download PDF

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Abstract

本申请属于有机材料技术领域，提供了一种化学式1所示的含氮化合物、电子元件和电子装置。该含氮化合物能够改善电子元件的性能。
Figure DDA0002378375580000011

Description

含氮化合物、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，尤其涉及一种含氮化合物、电子元件和电子装置。
背景技术
随着电子技术的发展和材料科学的进步，用于实现电致发光或者光电转化的电子元件的应用范围越来越广泛。该类电子元件，例如有机电致发光器件或者光电转化器件，通常包括相对设置的阴极和阳极，以及设置于阴极和阳极之间的功能层。该功能层由多层有机或者无机膜层组成，且一般包括能量转化层、位于能量转化层与阳极之间的空穴传输层、位于能量转化层与阴极之间的电子传输层。
举例而言，当电子元件为有机电致发光器件时，其一般包括依次层叠设置的阳极、空穴传输层、作为能量转化层的有机发光层、电子传输层和阴极。当阴阳两极施加电压时，两电极产生电场，在电场的作用下，阴极侧的电子向有机发光层移动，阳极侧的空穴也向有机发光层移动，电子和空穴在有机发光层结合形成激子，激子处于激发态向外释放能量，进而使得有机发光层对外发光。
现有技术中，专利文献CN110467536A也公开了一些新的电致发光材料。然而，依然有必要继续研发新型的材料，以进一步提高电子元件的性能。
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
本发明的目的在于提供一种含氮化合物、电子元件和电子装置，提高电子元件的性能。
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，提供一种含氮化合物，所述含氮化合物的结构式如化学式1所示：
Figure GDA0004005115510000011
其中，Ar1、Ar2、Ar3、Ar4彼此相同或不同，各自独立地选自：取代或未取代的碳原子数为6～30的芳基、取代或未取代的碳原子数为3～30的杂芳基；
Ar1、Ar2、Ar3、Ar4上的取代基彼此相同或不同，各自独立地选自：氘、卤素、氰基、碳原子数为3～20的三烷基硅基、碳原子数为6～20的芳基甲硅烷基、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的烷氧基、碳原子数为1～10的烷硫基、碳原子数为6～18的芳氧基或碳原子数为6～18的芳硫基；
R1和R2彼此相同或不同，各自独立地选自：氘、卤素、氰基、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3～20的三烷基硅基、碳原子数为6～20的芳基甲硅烷基、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的烷氧基、碳原子数为1～10的烷硫基、碳原子数为6～18的芳氧基或碳原子数为6～18的芳硫基。
n1表示R1的个数，n2表示R2的个数，且n1选自0、1、2或3，n2选自0、1、2、3或4；且当n1大于1时，任意两个R1相同或者不相同；当n2大于1时，任意两个R2相同或者不相同。
根据本申请的第二个方面，提供一种电子元件，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的含氮化合物。
根据本申请的第三个方面，提供一种电子装置，电子装置包括上述的电子元件。
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是本申请一种实施方式的第一电子装置的结构示意图。
图4是本申请一种实施方式的第二电子装置的结构示意图。
附图标记说明：
100、阳极；200、阴极；300、功能层；310、空穴注入层；320：空穴传输层；321、第一空穴传输层；322、第二空穴传输层；330、有机发光层；340、电子传输层；350、电子注入层；360、光电转化层；400、第一电子装置；500、第二电子装置。
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。
第一方面，本申请提供一种含氮化合物，其结构如化学式1所示：
Figure GDA0004005115510000021
其中，Ar1、Ar2、Ar3、Ar4彼此相同或不同，各自独立地选自：取代或未取代的碳原子数为6～30的芳基、取代或未取代的碳原子数为3～30的杂芳基；
Ar1、Ar2、Ar3、Ar4上的取代基彼此相同或不同，各自独立地选自：氘、卤素、氰基、碳原子数为3～20的三烷基硅基、碳原子数为6～20的芳基甲硅烷基、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的烷氧基、碳原子数为1～10的烷硫基、碳原子数为6～18的芳氧基或碳原子数为6～18的芳硫基；
R1和R2彼此相同或不同，各自独立地选自：氘、卤素、氰基、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3～20的三烷基硅基、碳原子数为6～20的芳基甲硅烷基、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的烷氧基、碳原子数为1～10的烷硫基、碳原子数为6～18的芳氧基或碳原子数为6～18的芳硫基；
n1表示R1的个数，n2表示R2的个数，且n1选自0、1、2或3，n2选自0、1、2、3或4；且当n1大于1时，任意两个R1相同或者不相同；当n2大于1时，任意两个R2相同或者不相同。
本申请提供的含氮化合物中，以苯环作为核心连接基团，分别连接金刚烷螺接的芴基和两个二芳胺基类，进而形成两个三芳胺类结构相结合、具有金刚烷螺接的芴基的结构。该含氮化合物同时具有着深的HOMO能级和高的空穴迁移率。当该含氮化合物用于有机电致发光器件或者光电转化器件的空穴传输层时，能够降低空穴传输层与能量转化层(有机发光层或者光电转化层)之间的能极差，使得空穴注入有机发光层更为顺畅，或者使得空穴流出光电转化层更为顺畅，从而有效地提高改善有机电致发光器件或者光电转化器件的电压特性和寿命特性，例如可以降低有机电致发光器件的工作电压并提高有机电致发光器件的寿命。
在本申请中，Ar1、Ar2、Ar3、Ar4的碳原子数，指的是所有碳原子数。举例而言，若Ar1选自取代的碳原子数为7的芳基，则芳基及其上的取代基的所有碳原子数为7。再举例而言，若Ar1为对甲基苯基，则Ar1为取代的碳原子数为7的芳基。
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。芳基的实例可以包括但不限于，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、苯并荧蒽基、
Figure GDA0004005115510000031
基等。
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、卤素、CN、烷基、环烷基、烷氧基、烷硫基或者上述其他基团取代。应当理解地是，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，9,9-二苯基芴基的碳原子数为25。
在本申请中，杂芳基可以是包括B、O、N、P、Si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，且任一芳香环体系为一个芳香单环或者一个芳香稠环。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、苯基取代的二苯并呋喃基、二苯并呋喃基取代的苯基等，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、二苯并呋喃基取代的苯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，所采用的表述“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。
举例而言：在“
Figure GDA0004005115510000041
其中，各q独立地为0、1、2或3，各R”独立地选自氟、氯”的描述中，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。
本申请中，不定位连接键是指从环体系中伸出的单键
Figure GDA0004005115510000042
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，如下式(f)中所示地，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 GDA0004005115510000043
再举例而言，如下式(X')中所示地，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 GDA0004005115510000044
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，如下式(Y)中所示地，式(Y)所表示的取代基R'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 GDA0004005115510000051
本申请中，碳原子数3～10的环烷基可以作为芳基、杂芳基的取代基，其具体实例包括但不限于环戊基、环己基、金刚烷基等。
本申请中，碳原子数为1～10的烷基可以包括C1-C10的直链烷基和C3-C10的支链烷基，碳原子数例如可以为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10，碳原子数为1～10的烷基的具体实施包括但不限于甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基等。
本申请中，卤素包括氟、氯、溴、碘。
本申请中，碳原子数为1～10的烷氧基的碳原子数例如可以为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10，C1-C10的烷氧基的具体实例包括但不限于甲氧基、乙氧基、正丙氧基等。
本申请中，碳原子数为6～18芳基的碳原子数可以为6(例如为苯基)、10(例如为萘)、12(例如为联苯基)、15、18等。
本申请中，含氮化合物的结构式具体可以如化学式1-1、化学式1-2、化学式1-3或者化学式1-4所示：
Figure GDA0004005115510000052
在本发明的一些具体的实施方案中，所述含氮化合物的结构如化学式1-1、化学式1-2或化学式1-3所示。
在本发明的一些更具体的实施方案中，所述含氮化合物的结构如化学式1-2所示。
本申请中，所述含氮化合物中，
Figure GDA0004005115510000053
具体可以选自如下结构所组成的组：
Figure GDA0004005115510000054
在本发明的一些更具体的实施方案中，
Figure GDA0004005115510000061
为
Figure GDA0004005115510000062
本申请中，当Ar1上具有取代基时，Ar1上的取代基的数量可以为一个或两个以上(即一个或多个)；且当Ar1上的取代基数量为两个以上时，Ar1上的不同位置的取代基可以相同，也可以不相同。同样地，当Ar2上具有取代基时，Ar2上的取代基的数量可以为一个或者两个以上；且当Ar2上的取代基数量为两个以上时，Ar2上的不同位置的取代基可以相同，也可以不相同。当Ar3上具有取代基时，Ar3上的取代基的数量可以为一个或者两个以上；且当Ar3上的取代基数量为两个以上时，Ar3上的不同位置的取代基可以相同，也可以不相同。当Ar4上具有取代基时，Ar4上的取代基的数量可以为一个或者两个以上；且当Ar4上的取代基数量为两个以上时，Ar4上的不同位置的取代基可以相同，也可以不相同。
可选地，Ar1、Ar2、Ar3、Ar4彼此相同或不同，各自独立地选自：取代或未取代的碳原子数为6～25的芳基、取代或未取代的碳原子数为3～20的杂芳基。
可选地，Ar1、Ar2、Ar3、Ar4可以各自独立地选自化学式i-1至化学式i-15所示的取代基所组成的组：
Figure GDA0004005115510000063
其中，M1选自单键或者
Figure GDA0004005115510000071
G1～G5各自独立地选自N或者C(F1)，且G1～G5中至少一个选自N；当G1～G5中的两个以上选自C(F1)时，任意两个F1相同或者不相同；
G6～G13各自独立地选自N或者C(F2)，且G6～G13中至少一个选自N；当G6～G13中的两个以上选自C(F2)时，任意两个F2相同或者不相同；
G14～G23各自独立地选自N或者C(F3)，且G14～G23中至少一个选自N；当G14～G23中的两个以上选自C(F3)时，任意两个F3相同或者不相同；
G24～G33各自独立地选自N或者C(F4)，且G24～G33中至少一个选自N；当G24～G33中的两个以上选自C(F4)时，任意两个F4相同或者不相同；
H1～H21、F1～F4各自独立地选自：氘、氟、氯、溴、氰基、碳原子数为3～18的杂芳基、碳原子数为3～12的三烷基硅基、碳原子数为8～12的芳基甲硅烷基、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的烷氧基、碳原子数为1～10的烷硫基、碳原子数为6～18的芳氧基或碳原子数为6～18的芳硫基；H4～H20中的任意一个还可以独立地选自碳原子数为6～18的芳基；F1～F4中的任意一个还可以独立地选自氢或碳原子数为6～18的芳基；
h1～h21以hk表示，H1～H21以Hk表示，k为变量，表示1～21的任意整数，hk表示取代基Hk的个数；其中，当k选自5或者17时，hk选自0、1、2或者3；当k选自2、7、8、12、15、16、18或者21时，hk选自0、1、2、3或者4；当k选自1、3、4、6、9或者14时，hk选自0、1、2、3、4或者5；当k为13时，hk选自0、1、2、3、4、5或者6；当k选自10或者19时，hk选自0、1、2、3、4、5、6或者7；当k为20时，hk选自0、1、2、3、4、5、6、7或者8；当k为11时，hk选自0、1、2、3、4、5、6、7、8或9；且当hk大于1时，任意两个Hk相同或者不相同；
K1选自O、S、N(H22)、C(H23H24)、Si(H23H24)；其中，H22、H23、H24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的烷基或碳原子数为3～10的环烷基，或者上述H23和H24相互连接以与它们共同连接的原子形成环；
K2选自单键、O、S、N(H25)、C(H26H27)、Si(H26H27)；其中，H25、H26、H27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，或者上述H26和H27相互连接以与它们共同连接的原子形成环。
在本申请中，化学式i-10和i-11中，当K2均表示单键时，化学式i-10和i-11具体的结构分别如下所示：
Figure GDA0004005115510000072
在本申请中，上述H23与H24、上述H26与H27两组中，每组中的两个基团相互连接所形成的环可以是饱和或不饱和的，例如可以形成饱和或不饱和的3至13元环。举例来讲，化学式i-10中，当K2和M1均为单键，H19为氢，且K1为C(H23H24)时，H23与H24相互连接以与它们共同连接的原子形成五元环时，化学式i-10即为
Figure GDA0004005115510000081
同样地，化学式i-10也可以代表
Figure GDA0004005115510000082
即H23与H24相互连接以与它们共同连接的原子形成部分不饱和的13元环。
可选地，Ar1、Ar2、Ar3和Ar4上的取代基可以各自独立地选自：氘、氟、氰基、碳原子数为1～4的烷基、碳原子数为5～10的环烷基、碳原子数为1～4的烷氧基、碳原子数为1～4的烷硫基、碳原子数为3～7的烷基硅基(例如为三甲基硅基)、苯硫基。具体地，Ar1、Ar2、Ar3和Ar4上的取代基例如可以各自独立地选自氘、氟、氰基、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、甲氧基、乙氧基、甲硫基、乙硫基、三甲基硅基、环己基、苯硫基等。
在本申请中，按照一种实施方式，R1和R2各自独立地选自：氘、氟、氰基、碳原子数为1～4的烷基、碳原子数为5～10的环烷基、碳原子数为1～4的烷氧基、碳原子数为1～4的烷硫基、碳原子数为3～7的三烷基硅基(例如为三甲基硅基)、碳原子数为6～15的芳基。
可选地，n1＝0、1或2；或者，n2＝0、1或2。按照一种实施方式，n1+n2≤2，且R1、R2各自独立地选自氟、氰基、甲氧基、甲基、乙基、叔丁基、氘、三甲基硅基。
在本申请中，可选地，Ar1为取代或者未取代的Z1，Ar2为取代或者未取代的Z2，Ar3为取代或者未取代的Z3，Ar4为取代或者未取代的Z4；其中，未取代的Z1、Z2、Z3和Z4各自独立地选自如下基团所组成的组：
Figure GDA0004005115510000083
在该实施方式中，未取代的Z1、Z2、Z3和Z4具体可以各自独立地选自如下基团所组成的组：
Figure GDA0004005115510000091
Figure GDA0004005115510000101
在该实施方式中，取代的Z1、取代的Z2、取代的Z3、取代的Z4各自独立地具有一个或者两个以上取代基，任一取代基选自氘、氰基、氟、碳原子数为1～4的烷基、碳原子数为3～10的环烷基、碳原子数为1～4的烷氧基、碳原子数为1～4的烷硫基、碳原子数为3～7的三烷基硅基、碳原子数为6～12的芳氧基、碳原子数为6～12的芳硫基、吡啶基、喹啉基或异喹啉基。
按照一种示例性的实施方式，Ar1、Ar2、Ar3、Ar4可以各自独立地选自如下取代基所组成的组：
Figure GDA0004005115510000102
Figure GDA0004005115510000111
Figure GDA0004005115510000121
本申请中，按照一种实施方式，该含氮化合物中，Ar1和Ar3相同，Ar2和Ar4相同。
可选地，含氮化合物具体可以选自如下化合物所组成的组：
Figure GDA0004005115510000131
Figure GDA0004005115510000141
Figure GDA0004005115510000151
Figure GDA0004005115510000161
Figure GDA0004005115510000171
Figure GDA0004005115510000181
Figure GDA0004005115510000191
Figure GDA0004005115510000201
Figure GDA0004005115510000211
Figure GDA0004005115510000221
Figure GDA0004005115510000231
Figure GDA0004005115510000241
Figure GDA0004005115510000251
Figure GDA0004005115510000261
Figure GDA0004005115510000271
Figure GDA0004005115510000281
Figure GDA0004005115510000291
Figure GDA0004005115510000301
Figure GDA0004005115510000311
Figure GDA0004005115510000321
Figure GDA0004005115510000331
Figure GDA0004005115510000341
Figure GDA0004005115510000351
Figure GDA0004005115510000361
Figure GDA0004005115510000371
Figure GDA0004005115510000381
Figure GDA0004005115510000391
本申请对提供的含氮化合物的合成方法没有特别限定，本领域技术人员可以根据本申请的含氮化合物结合合成例的制备方法确定合适的合成方法。换言之，本申请的合成例部分示例性地提供了含氮化合物的制备方法，所采用的原料可通过商购获得或本领域熟知的方法获得。本领域技术人员可以根据这些示例性合成例的制备方法得到本申请提供的所有含氮化合物，在此不再详述制备该含氮化合物的所有具体制备方法，本领域技术人员不应理解为对本申请的限制。
第二方面，本申请提供一种电子元件，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的含氮化合物。
本申请所提供的含氮化合物可以用于形成功能层中的至少一个有机膜层，使得电子元件同时兼具有益的电压特性、效率特性或寿命特性，尤其是可改善电子元件的效率特性和寿命特性。
可选地，包含有本申请的含氮化合物的有机膜层位于阳极和电子元件的能量转化层之间，以便改善空穴在阳极与能量转化层之间的传输。
可选地，功能层包括空穴传输层，空穴传输层包含本申请所提供的含氮化合物。其中，空穴传输层既可以由本申请所提供的含氮化合物组成，也可以由本申请所提供的含氮化合物和其他材料共同组成。所述空穴传输层可以是一层，还可以是两层或更多层。进一步地，空穴传输层可以包括第一空穴传输层和第二空穴传输层，所述第一空穴传输层设于所述第二空穴传输层靠近所述阳极的一侧。所述第二空穴传输层可以包含所述含氮化合物。
按照一种实施方式，电子元件可以为有机电致发光器件。如图1所示，有机电致发光器件可以包括依次层叠设置的阳极100、第一空穴传输层321、第二空穴传输层322、作为能量转化层的有机发光层330、电子传输层340和阴极200。其中，第一空穴传输层321和第二空穴传输层322作为有机电致发光器件的空穴传输层320以向所述有机发光层330注入空穴。本公开的含氮化合物可以应用于有机电致发光器件空穴传输层320，已改善空穴传输层320向有机发光层330注入空穴的效率。
可选地，本申请提供的含氮化合物可以应用于有机电致发光器件的第二空穴传输层322，以提高有机电致发光器件的寿命、降低有机电致发光器件的驱动电压。
本申请中，阳极100包括阳极材料，其优选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。阳极材料的具体实例包括但不限于：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。优选包括包含氧化铟锡(铟锡氧化物，indium tin oxide)(ITO)作为阳极的透明电极。
可选地，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。一种具体的实施方式中，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化类咢辛化合物、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。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(flq)2(acac)等。
电子传输层340可以为单层结构，也可以为多层结构，其可以包括一种或者多种电子传输材料，电子传输材料可以选自但不限于，苯并咪唑衍生物、恶二唑衍生物、喹喔啉衍生物或者其他电子传输材料。在本申请的一种实施方式中，电子传输层340可以由DBimiBphen和LiQ组成。
本申请中，阴极200可以包括阴极材料，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但不限于，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。优选包括包含铝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，以增强向空穴传输层注入空穴的能力。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。例如，空穴注入层310可以由m-MTDATA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350，以增强向电子传输层340注入电子的能力。电子注入层350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。例如，电子注入层350可以包括LiQ。
可选地，如图1所示，空穴注入层310、第一空穴传输层321、第二空穴传输层322、有机发光层330、电子传输层340和电子注入层350组成功能层330。
按照另一种实施方式，电子元件可以为光电转化器件。如图3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含氮化合物。
可选地，如图3所示，所述功能层300包括空穴传输层320，所述空穴传输层320包含本申请的含氮化合物。其中，空穴传输层320既可以为本申请所提供的含氮化合物组成，也可以由本申请所提供的含氮化合物和其他材料共同组成。
可选地，空穴传输层320还可以包括无机掺杂材料，以提高空穴传输层321的空穴传输性能。
可选地，如图3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320、光电转化层360、电子传输层340和阴极200。
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，在本申请的一种实施方式中，太阳能电池可以包括依次层叠设置的阳极、空穴传输层、光电转化层、电子传输层和阴极，其中，空穴传输层包含有本申请的含氮化合物。
第三方面，本申请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2所示，本申请提供一种电子装置，即第一电子装置400，第一电子装置400可以包括上述有机电致发光器件。第一电子装置400例如可以为显示装置、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。由于第一电子装置400具有上述有机电致发光器件，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，本申请提供另一种电子装置，即第二电子装置500，第二电子装置500包括上述光电转化器件。第二电子装置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。由于第二电子装置500具有上述光电转化器件，因此具有相同的有益效果，本申请在此不再赘述。
下面结合实施例对本申请做进一步说明。
合成例1：
化合物1的合成
(1)
Figure GDA0004005115510000411
将原料1a(50g，139.27mmol)加入THF(500mL)中，在氮气保护下将体系降温至-90℃，滴加2.5mol/L的n-BuLi(66.229mL，167.13mmol)，1.5h滴加完毕，保温反应1h后，滴加2-金刚烷酮(16.74g，111.42mmol，80mL THF)的THF溶液，40min滴加完毕，保温反应1h后，自然升温至室温，加入500mL水，用1L二氯甲烷萃取，水洗至中性，之后加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液减压除去溶剂；使用正庚烷对粗品进行过柱提纯，得到固体产物，即中间体1-A(41.51g，收率为77.7％)。
(2)
Figure GDA0004005115510000412
将中间体1-A(42.64g，111.23mmol)，加入冰醋酸(430mL)中，氮气保下，缓慢滴加浓硫酸(98wt％，1.11g，11.12mmol)，滴加完成后，有大量固体生成，缓慢升温至65℃，保温反应1h后，反应完全。将反应液降至室温后过滤，以二氯甲烷溶解后，水洗至中性，之后加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液减压除去溶剂；使用二氯甲烷/正庚烷体系对粗品进行重结晶提纯，得到固体中间体1-B(36g，收率为88.6％)。
(3)
Figure GDA0004005115510000421
将中间体1-B(36g，98.54mmol)，3,5-二氯苯硼酸(18.8g，98.54mmol)，无水碳酸钾(29.96g，216.80mmol)TBAB(6.35g，19.72mmol)，加入到甲苯(288mL)、乙醇(72mL)和水(72mL)的混合溶液中，缓慢升温至50℃，加入四(三苯基磷)钯(1.14g，0.99mmol)，升温至回流，16h后反应完全，将反应液降至室温后水洗反应液至中性，后加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液减压除去溶剂；使用甲苯/正庚烷体系对粗品进行重结晶提纯，得到固体中间体1(31g，收率为72.9％)。
(4)
Figure GDA0004005115510000422
将中间体1(3.5g，8.11mmol)、二-(4-联苯基)胺(5.35g，16.63mmol)，三(二亚苄基丙酮)二钯(0.07g，0.08mmol)，2-二环己基磷-2’,6’-二甲氧基联苯(s-phos，0.07g，0.16mmol)以及叔丁醇钠(2.33g，24.34mmol)加入到甲苯(42mL)中，氮气保护下加热至108℃，搅拌1h；而后冷却至室温，反应液使用水洗至中性后加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液通过短硅胶柱，减压除去溶剂；使用甲苯/正庚烷体系对粗品进行重结晶提纯，得到固体化合物1(6g，收率为73.86％)，质谱：m/z＝1001.5[M+H]+。
合成例2：
化合物62的合成
(1)
Figure GDA0004005115510000423
将2-氨基-9,9-二甲基芴(3.39g，16.19mmol)，3-溴联苯(3.70g，15.87mmol)，三(二亚苄基丙酮)二钯(0.16g，0.17mmol)，2-二环己基磷-2’,4’,6’-三异丙基联苯(X-phos，0.17g，0.35mmol)以及叔丁醇钠(2.49g，25.96mmol)加入到甲苯(32mL)中，氮气保护下加热至108℃，搅拌4h；将反应液降至室温后水洗反应液至中性，后加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液减压除去溶剂；以二氯甲烷/正庚烷(体积比为1:5)为流动相对固体粗品进行硅胶柱色谱提纯，得到中间体1-C(4.3g，收率为74.94％)。
(2)
Figure GDA0004005115510000431
将中间体1(5.2g，12.05mmol)、中间体1-C(4.3g，12.29mmol)，三(二亚苄基丙酮)二钯(0.07g，0.08mmol)，2-二环己基磷-2’,6’-二甲氧基联苯(0.07g，0.16mmol)以及叔丁醇钠(1.74g，18.08mmol)加入到甲苯(42mL)中，氮气保护下加热至108℃，搅拌1h；而后冷却至室温，反应液使用水洗至中性后加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液通过短硅胶柱，减压除去溶剂；使用甲苯/正庚烷体系对粗品进行重结晶提纯，得到固体化合物62(5.5g，收率为42.19％)，质谱：m/z＝1081.5[M+H]+。
合成例3：
化合物7的合成
(1)
Figure GDA0004005115510000432
将3-溴二苯并呋喃(4.0g，16.19mmol)，4-氨基联苯(2.79g，16.51mmol)，三(二亚苄基丙酮)二钯(0.15g，0.16mmol)，2-二环己基磷-2’,4’,6’-三异丙基联苯(0.15g，0.32mmol)以及叔丁醇钠(2.33g，24.28mmol)加入到甲苯(40mL)中，氮气保护下加热至108℃，搅拌1h；将反应液降至室温后水洗反应液至中性，后加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液减压除去溶剂；以二氯甲烷/正庚烷(体积比为1:5)为流动相对固体粗品进行硅胶柱色谱提纯，得到固体中间体2-C(4g，收率为86.3％)。
(2)
Figure GDA0004005115510000433
将中间体1(2.5g，5.80mmol)，中间体2-C(3.99g，11.87mmol)，三(二亚苄基丙酮)二钯(0.05g，0.06mmol)，2-二环己基磷-2’,6’-二甲氧基联苯(0.04g，0.11mmol)以及叔丁醇钠(1.67g，17.38mmol)加入到甲苯(32mL)中，氮气保护下加热至108℃，搅拌1h；而后冷却至室温，反应液使用水洗至中性后加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液通过短硅胶柱，减压除去溶剂；使用甲苯/正庚烷体系对粗品进行重结晶提纯，得到固体化合物7(4.0g，收率67.6％)，质谱：m/z＝1029.5[M+H]+。
合成例4：
化合物34的合成：
(1)
Figure GDA0004005115510000441
将2-溴联苯(5.0g，21.45mmol)，苯胺(2.03g，21.8mmol)，三(二亚苄基丙酮)二钯(0.18g，0.21mmol)，2-二环己基磷-2’,4’,6’-三异丙基联苯(0.19g，0.41mmol)以及叔丁醇钠(3.09g，32.17mmol)加入到甲苯(40mL)中，氮气保护下加热至108℃，搅拌2h；将反应液降至室温后水洗反应液至中性，后加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液减压除去溶剂；使用二氯甲烷/正庚烷(体积比1:5)体系对粗品进行重结晶提纯，得到固体中间体3-C(4.3g，82％)。
(2)
Figure GDA0004005115510000442
将中间体1(3.5g，8.11mmol)和中间体3-C(4.4g，17.84mmol)，三(二亚苄基丙酮)二钯(0.07g，0.08mmol)，2-二环己基磷-2’,6’-二甲氧基联苯(0.06g，0.16mmol)以及叔丁醇钠(2.33g，24.33mmol)加入甲苯(32mL)中，氮气保护下加热至108℃，搅拌1h；而后冷却至室温，反应液使用水洗至中性后加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液通过短硅胶柱，减压除去溶剂；使用甲苯/正庚烷体系对粗品进行重结晶提纯，得到固体化合物34(4.6g，66.67％)，质谱：m/z＝849.4[M+H]+。
合成例5：
化合物10的合成
(1)
Figure GDA0004005115510000443
将3-溴咔唑(5.0g，20.31mmol)，碘苯(6.05g，20.31mmol)，碳酸钾(7.0g，50.8mmol)，碘化亚铜(0.38g，2.03mmol)，1,10-邻菲啰啉(0.80g，4.06mmol)及18-冠醚-6(0.53g，2.03mmol)加入到N,N-二甲基甲酰胺(50mL)中，氮气保护下加热体系至150℃，搅拌8小时；将反应液降至室温后过滤，水洗至中性，使用甲苯/正庚烷体系对粗品进行重结晶提纯，得到固体中间体4-C-1(5.6g，85.5％)。
(2)
Figure GDA0004005115510000451
将4-氨基联苯(3.0g，17.72mmol)，中间体4-C-1(5.6g，17.38mmol)，三(二亚苄基丙酮)二钯(0.15g，0.17mmol)，2-二环己基磷-2’,4’,6’-三异丙基联苯(0.16g，0.34mmol)以及叔丁醇钠(2.5g，26.07mmol)加入到甲苯(48mL)中，氮气保护下加热至108℃，搅拌2h；将反应液降至室温后水洗反应液至中性，后加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液减压除去溶剂；使用二氯甲烷/正庚烷体系对粗品进行重结晶提纯，得到固体中间体4-C(6.0g，84.09％)。
(3)
Figure GDA0004005115510000452
将中间体4-C(3g，6.95mmol)、中间体1(5.85g，14.25mmol)，三(二亚苄基丙酮)二钯(0.06g，0.06mmol)，2-二环己基磷-2’,6’-二甲氧基联苯(0.07g，0.14mmol)以及叔丁醇钠(2g，20.86mmol)加入甲苯(50mL)中，氮气保护下加热至108℃，搅拌1h；而后冷却至室温，反应液使用水洗至中性后加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液通过短硅胶柱，减压除去溶剂；使用甲苯/正庚烷体系对粗品进行重结晶提纯，得到固体化合物10(5.8g，70.71％)，质谱：m/z＝1179.5[M+H]+。
合成例6-11：
1、合成中间体
(1)
Figure GDA0004005115510000453
将2-溴-5-氯-苯硼酸(100.0g，425.04mmol)、碘苯(88.44g，433.54mmol)、四(三苯基膦)钯(4.91g，4.25mmol)、碳酸钾(129.04.g，935.09mmol)、四丁基溴化铵(27.4g，85.00mmol)、甲苯(800mL)、乙醇(200mL)和去离子水(200mL)加入圆底烧瓶中，氮气保护下升温至75-80℃，搅拌12小时；将反应液冷却至室温，加入甲苯(500mL)进行萃取，合并有机相，使用无水硫酸镁进行干燥，过滤，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之后使用二氯甲烷/乙醇体系进行重结晶提纯，得到浅黄色固体，即原料2a(92.4g，收率81.3％)。
(2)
Figure GDA0004005115510000461
将镁条(13.54g，564mmol)和乙醚(100mL)置于氮气保护下干燥的圆底烧瓶中，加入碘(100mg)。而后将溶有原料2a(48.00g，187.0mmol)的乙醚(200mL)溶液缓慢滴入烧瓶中，滴加完毕后升温至35℃，搅拌3小时；将反应液降至0℃，向其中缓慢滴入溶有金刚烷酮(22.45g，149mmol)的乙醚(200mL)溶液，滴加完毕后升温至35℃，搅拌6小时；将反应液冷却至室温，向其中加入5％盐酸至pH<7，搅拌1小时，加入乙醚(200mL)进行萃取，合并有机相，使用无水硫酸镁进行干燥，过滤，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，得到固体中间体2-A(42g，收率84％)。
(3)
Figure GDA0004005115510000462
将中间体2-A(42g，123.9mmol)、三氟乙酸(42.29g，371.8mmol)和二氯甲烷(500mL)加入圆底烧瓶中，氮气保护下搅拌2小时；而后向反应液中加入氢氧化钠水溶液至pH＝8，分液，有机相使用无水硫酸镁进行干燥，过滤，减压除去溶剂；所得粗品使用二氯甲烷/正庚烷(体积比1；2)进行提纯，得到中间体2-B，(31.5g，收率79.2％)。其中，中间体2-B核磁数据为：1HNMR(400MHz,CDCl2):8.11(d,1H),8.03(d,1H),7.41-7.63(m,2H),7.37-7.39(m,1H),7.30-7.33(m,1H),7.23-7.24(m,1H),2.88-2.93(m,2H),2.81-2.85(m,2H),2.19(s,2H),1.99(s,2H),1.77-1.83(m,4H),1.54(s,2H)。
(4)
Figure GDA0004005115510000463
参照中间体1的步骤(3)合成中间体2，不同的是，使用中间体2-B代替中间体1-B，合成中间体2(11.4g，收率为64.5％)。
2、合成化合物
1)参照合成例2的步骤(1)的合成方法合成各中间体I-G，不同的是，使用原料I代替2-氨基-9,9-二甲基芴，使用原料II代替3-溴联苯，从而合成中间体I-G。
2)参照合成例2的步骤(2)合成各化合物，不同的是，用中间体2代替中间体1，各中间体I-G代替中间体1-C，从而合成各化合物。
所采用的主要原料和相应合成的中间体，化合物的编号、结构、质谱数据和最后一步的收率，如表1所示。
表1
Figure GDA0004005115510000471
Figure GDA0004005115510000481
合成例15-18：
1、合成中间体
参照中间体1的合成方法(见合成例1的步骤(1)至(3))合成中间体3，不同的是，使用原料3a(CAS No.39655-12-4)代替原料1a，合成中间体3(40g，总收率为36.4％)。
Figure GDA0004005115510000482
2、合成化合物
1)参照合成例2的步骤(1)的合成方法合成各中间体I-H，不同的是，使用原料III代替2-氨基-9,9-二甲基芴，使用原料IV代替3-溴联苯，从而合成中间体I-H。
2)参照合成例2的步骤(2)合成各化合物，不同的是，用中间体3中间代替中间体1，各中间体I-H代替中间体1-C，从而合成各化合物。
所采用的原料及相应合成的中间体，化合物的编号、结构、最后一步收率和质谱数据，如表2所示。
表2
Figure GDA0004005115510000483
Figure GDA0004005115510000491
合成例19
1、合成中间体
(1)
Figure GDA0004005115510000492
将3-氯-1.2-二溴苯(70g，259.03mmol)、苯硼酸(31.58g，259.02mmol)、四(三苯基膦)钯2.99g，2.59mmol)、碳酸钾(78.6.g，569.86mmol)、四丁基溴化铵(16.7g，51.80mmol)、甲苯(560mL)、乙醇(140mL)和去离子水(140mL)加入圆底烧瓶中，氮气保护下升温至75-80℃，搅拌12小时；将反应液冷却至室温，加入甲苯(500mL)进行萃取，合并有机相，使用无水硫酸镁进行干燥，过滤，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之后使用二氯甲烷/正庚烷体系进行重结晶提纯，得到浅黄色固体，即原料4a(48g，收率69.26％)。
(2)
Figure GDA0004005115510000493
将镁条(13.54g，564mmol)和乙醚(100mL)置于氮气保护下干燥的圆底烧瓶中，加入碘(100mg)。而后将溶有(48.00g，187.0mmol)的乙醚(200mL)溶液缓慢滴入烧瓶中，滴加完毕后升温至35℃，搅拌3小时；将反应液降至0℃，向其中缓慢滴入溶有金刚烷酮(22.45g，149mmol)的乙醚(200mL)溶液，滴加完毕后升温至35℃，搅拌6小时；将反应液冷却至室温，向其中加入5％盐酸至pH<7，搅拌1小时，加入乙醚(200mL)进行萃取，合并有机相，使用无水硫酸镁进行干燥，过滤，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，得到中间体4-A(31.12g，收率51.2％)。
(3)
Figure GDA0004005115510000501
将中间体4-A(30g，88.52mmol)、三氟乙酸(30.27g，265.58mmol)和二氯甲烷(500mL)加入圆底烧瓶中，氮气保护下搅拌2小时；而后向反应液中加入氢氧化钠水溶液至pH＝8，分液，有机相使用无水硫酸镁进行干燥，过滤，减压除去溶剂；所得粗品使用二氯甲烷/正庚烷(体积比1；2)进行提纯，得到中间体4-B，(18.17g，收率64.1％)
(4)
Figure GDA0004005115510000502
参照中间体1的步骤(3)合成中间体4，不同的是，使用中间体4-B代替中间体1-B，合成中间体4(9.3g，收率为43％)。
2、合成化合物
Figure GDA0004005115510000503
按照合成例2的步骤(2)合成化合物3.34，不同的是，用中间体4代替中间体1，用二苯胺代替中间体1-C，从而合成化合物3.75(7.5g，收率30.7％)，质谱：m/z＝697.4[M+H]+。
合成例20-24
1、合成中间体
(1)
Figure GDA0004005115510000504
将2-溴-4-氟-1-碘苯(10g，33.23mmol)、间氯苯硼酸(5.20g，33.23mmol)、四(三苯基膦)钯(1.92g，1.66mmol)、碳酸钾(9.19g，1.66mmol)、四丁基氯化铵(0.38g，1.66mmol)、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℃，搅拌8小时；将反应液冷却至室温，加入甲苯(100mL)进行萃取，合并有机相，使用无水硫酸镁进行干燥，过滤，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，之后用二氯甲烷/乙酸乙酯体系进行重结晶提纯，得到白色固体中间体a-1(7.56g，收率79％)。
参照中间体a-1的方法合成中间体a-2和中间体a-3，不同的是，将2-溴-4-氟-1-碘苯分别替换为下表中的原料。所采用的主要原料以及相应合成的中间体、收率如下表所示。
Figure GDA0004005115510000511
(2)
Figure GDA0004005115510000512
将中间体a-1(5.0g，17.5mmol)加入盛有THF(1L)的三口瓶中，-80℃下滴加正丁基锂(1.27g，19mmol)，滴加完后保温1h，滴加金刚烷酮(1.98g，13.2mmol)，继续保温1h后升温至室温搅拌过夜。加入盐酸(2mol/L)调节pH至中性，后过滤得白色粗品，用正庚烷打浆得白色固体中间体b-1(4.32g，收率70％)。
参照中间体b-1的方法合成中间体b-2和中间体b-3，不同的是，将中间体a-1分别替换中间体a-2、中间体a-3。所采用的主要原料以及相应合成的目标中间体编号和结构、收率如下表所示。
Figure GDA0004005115510000513
(4)
Figure GDA0004005115510000514
将中间体b-1(2.15g，6.35mmol)，原料A(1.15g，6.043mmol)，无水碳酸钾(1.83g，13.294mmol)TBAC(0.336g，1.209mmol)，加入到甲苯(16mL)、乙醇(4mL)和水(4mL)的混合溶液中，缓慢升温至50℃，加入四(三苯基磷)钯(0.140g，0.121mmol)，升温至回流，16h后反应完全，将反应液降至室温后水洗反应液至中性，后加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液减压除去溶剂；使用甲苯/正庚烷体系对粗品进行重结晶提纯，得到固体中间体5-1(2.5g，收率为87.68％)。
参照中间体5-1的方法合成中间体5-2和中间体5-3，不同的是，将中间体b-1分别替换中间体b-2、中间体b-3，所采用的主要原料以及相应合成的目标中间体编号和结构、收率如下表所示。
Figure GDA0004005115510000521
2、合成化合物
1)合成化合物5.1(合成例20)
(1)
Figure GDA0004005115510000522
将中间体5-1(2.5g，5.56mmol)，原料1A(2.07g，5.73mmol)，三(二亚苄基丙酮)二钯(0.05g，0.05mmol)，2-二环己基磷-2’,4’,6’-三异丙基联苯(0.05g，0.11mmol)以及叔丁醇钠(0.76g，7.95mmol)加入到甲苯(25mL)中，氮气保护下加热至108℃，搅拌2h；将反应液降至室温后水洗反应液至中性，后加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液减压除去溶剂；以二氯甲烷/正庚烷(体积比为1:5)为流动相对固体粗品进行硅胶柱色谱提纯，得到中间体5-1-1(3.2g，收率为74.28％)。其中，中间体5-1-1的核磁数据为：1HNMR(400MHz，CDCl2):8.11(s,1H),7.82-7.71(m,3H),7.65-7.59(m,3H),7.54-7.44(m,6H),7.41-7.33(m,2H),7.13-7.09(t,1H),7.26(d,1H),6.97-6.92(m,3H),6.81(d,1H),6.63(d,2H),6.49(s,1H),6.41(s,1H),2.17-2.09(m,4H),2.03-1.89(m,6H),1.68-1.53(m,10H)。
(2)
Figure GDA0004005115510000531
将中间体5-1-1(3.2g，4.13mmol)，原料2A(0.96g，4.13mmol)，三(二亚苄基丙酮)二钯(0.04g，0.04mmol)，2-二环己基磷-2’,6’-二甲氧基联苯(0.03g，0.08mmol)以及叔丁醇钠(0.59g，6.20mmol)加入到甲苯(32mL)中，氮气保护下加热至108℃，搅拌1h；而后冷却至室温，反应液使用水洗至中性后加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液通过短硅胶柱，减压除去溶剂；使用甲苯/正庚烷体系对粗品进行重结晶提纯，得到固体化合物5.1(2.6g，收率65.73％)，质谱：m/z＝957.5[M+H]+。
2)参照化合物5.1的方法合成下表所述化合物，不同的是，步骤(1)的原料1A以原料IA代替，步骤(2)的原料2A以原料IIA代替。所采用的原料、化合物结构及总收率和质谱数据如3所示。
表3
Figure GDA0004005115510000532
3)合成例24
Figure GDA0004005115510000541
将中间体5-2(2.5g，5.13mmol)，N-联苯-4-苯胺(2.58g，10.51mmol)，三(二亚苄基丙酮)二钯(0.05g，0.05mmol)，2-二环己基磷-2’,4’,6’-三异丙基联苯(0.05g，0.10mmol)以及叔丁醇钠(0.73g，7.69mmol)加入到甲苯(25mL)中，氮气保护下加热至108℃，搅拌2h；将反应液降至室温后水洗反应液至中性，后加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液减压除去溶剂；以二氯甲烷/正庚烷(体积比为1:5)为流动相对固体粗品进行硅胶柱色谱提纯，得到化合物5.10(3.2g，收率为68.93％)，质谱：m/z＝905.5[M+H]+。
4)合成例25
Figure GDA0004005115510000542
将中间体5-3(2.5g，5.41mmol)，N-联苯-4-苯胺(2.43g，11.10mmol)，三(二亚苄基丙酮)二钯(0.05g，0.05mmol)，2-二环己基磷-2’,4’,6’-三异丙基联苯(0.05g，0.11mmol)以及叔丁醇钠(0.78g，8.12mmol)加入到甲苯(25mL)中，氮气保护下加热至108℃，搅拌2h；将反应液降至室温后水洗反应液至中性，后加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液减压除去溶剂；以二氯甲烷/正庚烷(体积比为1:5)为流动相对固体粗品进行硅胶柱色谱提纯，得到化合物5.87(2.6g，收率为58.02％)质谱：m/z＝827.4[M+H]+。
合成例26-29
1、合成中间体
Figure GDA0004005115510000543
参照合成例1的中间体1的步骤(3)方法合成中间体6，不同的是，将3,5-二氯苯硼酸替换为2,5-二氯苯硼酸，合成中间体6(26g，收率61.22％)。
2、合成化合物
1)合成化合物5.126(合成例26)
Figure GDA0004005115510000551
将中间体6(3.5g，8.11mmol)、二(4-联苯基)胺(即原料3A，5.35g，16.63mmol)，三(二亚苄基丙酮)二钯(0.07g，0.08mmol)，2-二环己基磷-2’,6’-二甲氧基联苯(0.07g，0.16mmol)以及叔丁醇钠(2.33g，24.34mmol)加入到甲苯(42mL)中，氮气保护下加热至108℃，搅拌1h；而后冷却至室温，反应液使用水洗至中性后加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液通过短硅胶柱，减压除去溶剂；使用甲苯/正庚烷体系对粗品进行重结晶提纯，得到固体化合物5.126(5.2g，收率为50.6％)，质谱：m/z＝1001.5[M+H]+。
2)参照化合物5.126的方法合成下表所述化合物，不同的是，步骤(1)的原料3A以原料IIIA代替。所采用的主要原料、以及相应合成的化合物的结构及总收率和质谱数据如4所示。
表4
Figure GDA0004005115510000552
合成例30
(1)
Figure GDA0004005115510000561
将中间体1-B(36g，98.54mmol)，3,4-二氯苯硼酸(18.9g，98.95mmol)，无水碳酸钾(29.96g，216.80mmol)TBAB(6.35g，19.72mmol)，加入到甲苯(288mL)、乙醇(72mL)和水(72mL)的混合溶液中，缓慢升温至55℃，加入四(三苯基磷)钯(1.14g，0.99mmol)，升温至回流，16h后反应完全，将反应液降至室温后水洗反应液至中性，后加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液减压除去溶剂；使用甲苯/正庚烷体系对粗品进行重结晶提纯，得到固体中间体7(31g，收率为70.3％)。
(2)
Figure GDA0004005115510000562
将中间体7(3.5g，8.11mmol)、N-联苯-4-苯胺(4.1g，16.60mmol)，三(二亚苄基丙酮)二钯(0.07g，0.08mmol)，2-二环己基磷-2’,6’-二甲氧基联苯(s-phos，0.07g，0.16mmol)以及叔丁醇钠(2.33g，24.34mmol)加入到甲苯(42mL)中，氮气保护下加热至108℃，搅拌1h；而后冷却至室温，反应液使用水洗至中性后加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液通过短硅胶柱，减压除去溶剂；使用甲苯/正庚烷体系对粗品进行重结晶提纯，得到固体化合物4.68(4.6g，收率为67％)，质谱：m/z＝849.6[M+H]+。
有机电致发光器件制备及评估实施例
红色有机电致发光器件
实施例1
通过以下过程制备阳极：将ITO厚度为
Figure GDA0004005115510000563
的ITO基板(康宁制造)切割成40mm(长)×40mm(宽)×0.7mm(厚)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m-MTDATA以形成厚度为的厚度为
Figure GDA0004005115510000564
的空穴注入层(HIL)，并且在空穴注入层上蒸镀一层NPB，形成厚度为
Figure GDA0004005115510000565
的第一空穴传输层(HTL1)。
接着在第一空穴传输层上真空蒸镀化合物1，形成厚度为
Figure GDA0004005115510000566
的第二空穴传输层(HTL2)。
然后在第二空穴传输层上蒸镀9,9'-(Oxybis([1,1'-biphenyl]-4',3-diyl))bis(9H-carbazole)(简称为“CBBPE”)作为主体，同时掺杂Ir(flq)2(acac)，主体和掺杂剂按照33:1的膜后比形成了厚度为
Figure GDA0004005115510000567
的有机电致发光层(EML)。
将DBimiBphen和LiQ以1:1的重量比进行混合并蒸镀形成
Figure GDA0004005115510000568
厚的电子传输层(ETL)，将Yb蒸镀在电子传输层上形成厚度为
Figure GDA0004005115510000569
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 GDA00040051155100005610
的阴极。
此外，在上述阴极上蒸镀了厚度为
Figure GDA0004005115510000571
的CP-1，形成覆盖层(CPL)，从而完成有机发光器件的制造。其中，m-MTDATA、NPB、CBBPE、Ir(flq)2(acac)、DBimiBphen以及CP-1的结构式如下：
Figure GDA0004005115510000572
实施例2～30
除了在形成第二空穴传输层(HTL2)时各自使用表5中列举的化合物以外，利用与实施例1相同的方法制作有机电致发光器件。即实施例2采用化合物62制作有机电致发光器件，实施例3采用化合物7制作有机电致发光器件，按此顺序依次制备2～30的器件实施例。
比较例1～比较例3
在比较例1～3中，除了使用了NPD、化合物A和化合物B作为第二空穴传输层替代实施例1的化合物1之外，用与实施例1相同的方法制造有机电致发光器件。即对比例1采用NPD制作有机电致发光器件，对比例2采用化合物A制作有机电致发光器件，对比例3采用化合物B制作有机电致发光器件。
其中，NPD、以及化合物A和化合物B的结构式如下：
Figure GDA0004005115510000573
对上述实施例1～30和比较例1～3的器件性能(IVL和寿命)进行测试，结果如表5所示；其中，驱动电压、发光效率、外量子效率、色坐标是在恒定电流密度10mA/cm2下进行测试，T95器件寿命在恒定电流密度20mA/cm2下进行测试。
表5：有机电致发光器件的性能测试结果
Figure GDA0004005115510000574
Figure GDA0004005115510000581
Figure GDA0004005115510000591
相较于比较例1～3，实施例1～30所制备的有机电致发光器件的工作电压至少降低了0.21V，T95器件寿命至少提升了5.6％。具体而言，比较例3所制备的有机电致发光器件的驱动电压为4.08V，T95器件寿命为518h，均为各个比较例的有机电致发光器件所取得的最优性能。实施例1～30所制备的有机电致发光器件的工作电压为3.75～3.87V，比比较例3至少降低了5.1％；T95器件寿命为547～580V，显著高于比较例3所制备的有机电致发光器件的性能。因此，本申请的含氮化合物应用于有机电致发光器件时，在兼具较高发光效率的情况下，能够有效提升有机电致发光器件的寿命，并降低有机电致发光器件的工作电压。

Claims (10)

1.一种含氮化合物，其特征在于，所述含氮化合物的结构如化学式1所示：
Figure FDA0004005115500000011
Ar1为取代或者未取代的Z1，Ar2为取代或者未取代的Z2，Ar3为取代或者未取代的Z3，Ar4为取代或者未取代的Z4；其中，未取代的Z1、Z2、Z3和Z4各自独立地选自如下基团所组成的组：
Figure FDA0004005115500000012
取代的Z1、取代的Z2、取代的Z3、取代的Z4各自独立地具有一个或者两个以上取代基，且任一取代基选自氘、氰基、氟、碳原子数为1～4的烷基、碳原子数为1～4的烷氧基、吡啶基；R1和R2彼此相同或不同，各自独立地选自：氘、卤素、氰基、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的烷氧基；
n1表示R1的个数，n2表示R2的个数，且n1选自0或1，n2选自0或1。
2.根据权利要求1所述的含氮化合物，其特征在于，Ar1、Ar2、Ar3、Ar4各自独立地选自如下取代基所组成的组：
Figure FDA0004005115500000013
Figure FDA0004005115500000021
Figure FDA0004005115500000031
3.根据权利要求1或2中任意一项所述的含氮化合物，其特征在于，所述含氮化合物的结构如化学式1-1、化学式1-2或化学式1-3所示：
Figure FDA0004005115500000041
4.根据权利要求1或2中任意一项所述的含氮化合物，其特征在于，化学式1中的
Figure FDA0004005115500000042
为如下所示结构：
Figure FDA0004005115500000043
5.根据权利要求1或2中任意一项所述的含氮化合物，其特征在于，各R1和R2分别独立地选自：氘、氟、氰基、碳原子数为1～4的烷基、碳原子数为1～4的烷氧基。
6.根据权利要求1所述的含氮化合物，其特征在于，所述含氮化合物选自如下化合物所组成的组：
Figure FDA0004005115500000044
Figure FDA0004005115500000051
Figure FDA0004005115500000061
Figure FDA0004005115500000071
Figure FDA0004005115500000081
Figure FDA0004005115500000091
Figure FDA0004005115500000101
Figure FDA0004005115500000111
Figure FDA0004005115500000121
Figure FDA0004005115500000131
Figure FDA0004005115500000141
Figure FDA0004005115500000151
Figure FDA0004005115500000161
Figure FDA0004005115500000171
Figure FDA0004005115500000181
Figure FDA0004005115500000191
Figure FDA0004005115500000201
Figure FDA0004005115500000211
Figure FDA0004005115500000221
Figure FDA0004005115500000231
Figure FDA0004005115500000241
Figure FDA0004005115500000251
Figure FDA0004005115500000261
Figure FDA0004005115500000271
Figure FDA0004005115500000281
Figure FDA0004005115500000291
Figure FDA0004005115500000301
7.一种电子元件，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1～6任一项所述的含氮化合物。
8.根据权利要求7所述的电子元件，其特征在于，所述功能层包括空穴传输层，所述空穴传输层包括所述的含氮化合物。
9.根据权利要求7或8所述的电子元件，其特征在于，所述电子元件为有机电致发光器件或光电转化器件。
10.一种电子装置，其特征在于，包括权利要求7～9任一项所述的电子元件。
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