CN112538048B - 一种有机化合物及包含其的电子元件和电子装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种有机化合物及其电子元件和电子装置，属于有机电致发光技术领域。本申请中的有机化合物，分子内包含金刚烷‑菲并吲哚结构，增加共轭体系的电子密度，进而提高了有机化合物的空穴传导效率。将本发明的有机电致发光材料应用于有机电致发光器件的功能层时，能够改善有机电致发光器件的性能。

Description

一种有机化合物及包含其的电子元件和电子装置
技术领域
本申请涉及有机电致发光技术领域，具体而言，涉及一种有机化合物及包含其的电子元件和电子装置。
背景技术
电致发光(EL)是指发光材料在电场作用下，受到电流电压的激发而发光的现象，是一种直接将电能转化为光能的过程。有机电致发光是指由有机光电功能材料制备成的薄膜器件在电场的及算法作用下发光的现象。
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器件的应用范围越来越广泛。该类电子元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。
以有机电致发光器件为例，其一般包括依次层叠设置的阳极、空穴传输层、作为能量转化层的电致发光层、电子传输层和阴极。在外界电压的驱动下，由电极注入的电子和空穴在电致发光层中复合释放出能量，并将能量传递给有机发光物质的分子，使其受到激发，从而从基态跃迁到激发态，当受激分子从激发态回到基态时辐射跃迁而产生发光。
现有技术中，KR1020180099068A等公开了可以在有机电致发光器件中制备发光层的材料。虽然近些年有机电致发光器件的技术得到了长足的发展，但是随着信息技术的持续快速发展，对信息显示系统的性能要求与日俱增，对有机电致发光器件发光效率、稳定性以及发光寿命等性能不断提出更高的要求。因此，仍然有必要继续研发新型的材料，以进一步提高电子元器件的性能。
需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此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
本公开的目的在于为了进一步提高电子元件的性能，提供一种有机化合物及包含其的电子元件和电子装置，可提高发光效率，延长器件使用寿命。
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，提供了一种有机化合物，所述有机化合物由式1和式2所示的结构组成：
Figure BDA0002830103340000011
其中，“*”表示式1与式2连接的连接位点，式1中任意两个相邻的*与式2连接；
R1、R2、R3和R4相同或不同，且分别独立选自氘、氰基、卤素基团、碳原子数为1～5的烷基、碳原子数为6～12的芳基、碳原子数为3～12的杂芳基；
R1、R2、R3、R4以Ri表示，n1～n4以ni表示，ni表示Ri的个数，i为变量，表示1、2、3和4，当i为1、3时，ni选自0、1、2或3；当i为2时，ni选自0、1或2；当i为4时，ni选自0、1、2、3或4；且当ni大于1时，任意两个ni相同或不同，任选地，任意两个相邻的R4形成环碳原子数为6至13的芳环；
L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；
Ar选自碳原子数为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；
所述L上的取代基选自氘、卤素基团、氰基、碳原子数为3～20的杂芳基、碳原子数为6～20的芳基、碳原子数为3～12的三烷基硅基、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2～10的杂环烷基、碳原子数为1～10的烷氧基；
所述Ar上的取代基选自氘，卤素基团，氰基，碳原子数为3～20的杂芳基，任选地被氘、卤素基团、氰基、碳原子数为1～5的烷基所取代的碳原子数为6～20的芳基，碳原子数为3～12的三烷基硅基，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2～10的杂环烷基，碳原子数为1～10的烷氧基。
本申请提供的有机化合物，包括金刚烷结构和菲并吲哚结构。本申请的有机化合物在菲的4位和5位引入金刚烷-2-基结构，该金刚烷基可以通过超共轭效应提升菲结构以及整个有机化合物的共轭体系的电子密度，并且与菲稠合的吲哚结构通过N和芳环结构可以进一步增加共轭体系的电子密度，从而使结构整体具有比较好的电荷传输能力，较高的三线态能级，增强电子传输材料的电子传导率，迁移率提高，从而显著提高应用该有机化合物的电子元件的发光效率。本申请的有机化合物利用具有大体积的金刚烷结构对同样拥有大体积的菲并吲哚结构进行修饰，相较于现有技术采用芳基对简单结构进行修饰，可以避免过强的π-π堆叠效应，并且可以有效降低本申请的有机化合物的对称性，从而提高该有机化合物的成膜性。不仅如此，金刚烷-2-基可以保证本申请的有机化合物具有适宜的分子量，进而保证本申请的有机化合物具有适宜的玻璃化转变温度，提高有机电致发光器件和光电转化器件制备时的物理和热稳定性。
根据本申请的第二个方面，提供一种电子元件，包括阳极、阴极、以及介于阳极与阴极之间的至少一层功能层，功能层包含上述的有机化合物。
根据本申请的第三个方面，提供一种电子装置，包括上述的电子元件。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
附图是用来提供对本申请的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本申请，但并不构成对本申请的限制。在附图中：
图1是本申请的有机电致发光器件的一实施方式的结构示意图。
图2是本申请一实施方式的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、有机电致发光层；340、空穴阻挡层；350、电子传输层；360、电子注入层；400、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公开将更加全面和完整，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公开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。
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。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本申请的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本申请的主要技术创意。
本申请提供了一种有机化合物，所述有机化合物由式1和式2所示的结构组成：
Figure BDA0002830103340000031
其中，“*”表示式1与式2连接的连接位点，式1中任意两个相邻的*与式2连接；
R1、R2、R3和R4相同或不同，且分别独立选自氘、氰基、卤素基团、碳原子数为1～5的烷基、碳原子数为6～12的芳基、碳原子数为3～12的杂芳基；
R1、R2、R3、R4以Ri表示，n1～n4以ni表示，ni表示Ri的个数，i为变量，表示1、2、3和4，当i为1、3时，ni选自0、1、2或3；当i为2时，ni选自0、1或2；当i为4时，ni选自0、1、2、3或4；且当ni大于1时，任意两个ni相同或不同，任选地，任意两个相邻的R4形成环；
L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；
Ar选自碳原子数为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；
所述L上的取代基选自氘、卤素基团、氰基、碳原子数为3～20的杂芳基、碳原子数为6～20的芳基、碳原子数为3～12的三烷基硅基、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2～10的杂环烷基、碳原子数为1～10的烷氧基；
所述Ar上的取代基选自氘，卤素基团，氰基，碳原子数为3～20的杂芳基，任选地被氘、卤素基团、氰基、碳原子数为1-5的烷基所取代的碳原子数为6～20的芳基，碳原子数为3～12的三烷基硅基，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2～10的杂环烷基，碳原子数为1～10的烷氧基。
在本申请中，“式1中任意两个相邻的*与式2连接”是指式1所示结构中，同一个苯环上的任意两个相邻*与式2的两个*连接，如下式1-1、式1-2、式1-3、式1-4和式1-5所示的结构：
Figure BDA0002830103340000041
在本申请中，“任选地，任意两个相邻的R4形成环”是指任意两个相邻的R4可以形成环，也可以不形成环。需要说明的是，“任意两个相邻的R4形成环”可以是形成饱和或不饱和的环状形式存在，也可以是相互独立地存在。举例而言，当相邻的两个R4与R4成环时，该环的碳原子数可以是饱和或不饱和的6至14元环，例如苯环、萘环、菲环等，但不限于此。
在本申请中，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 BDA0002830103340000042
其中，各q独立地为0、1、2或3，各R”独立地选自氢、氘、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，“取代或未取代的”这样的术语是指，在该术语后面记载的官能团可以具有或不具有取代基(下文为了便于描述，将取代基统称为Rc)。例如，“取代或未取代的芳基”是指具有取代基Rc的芳基或者非取代的芳基。其中上述的取代基即Rc例如可以为氘、卤素基团、氰基、杂芳基、芳基、三烷基硅基、芳基甲硅烷基、烷基、卤代烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、环烯基、杂环烯基、烷氧基、烷胺基、烷硫基、芳氧基、芳硫基、烷基磺酰基、三烷基膦基、三烷基硼基，任选地，任意两个所述取代基相互连接以与它们所连接的原子一起形成饱和或不饱和环。在本申请中，“取代的”官能团可以被上述Rc中的一个或2个以上的取代基取代；当同一个原子上连接有两个取代基Rc时，这两个取代基Rc可以独立地存在或者相互连接以与所述原子形成环；当官能团上存在两个相邻的取代基Rc时，相邻的两个取代基Rc可以独立地存在或者与其所连接的官能团稠合成环。
在本申请中，任选地被0、1、2、3、4或5个选自氘、氟、氰基、甲基的取代基所取代的碳原子数为6～20的芳基”是指芳基可以被氘、氟、氰基、甲基中的一个或多个取代，也可以不被氘、氟、氰基、甲基取代，且当芳基上的取代基的个数大于等于2时，取代基可以相同或不同。
在本申请中，取代或未取代的官能团的碳原子数，指的是所有碳原子数。举例而言，若L选自取代的碳原子数为12的亚芳基，则亚芳基及其上的取代基的所有碳原子数为12。例如：Ar为
Figure BDA0002830103340000051
则其碳原子数为7；L为
Figure BDA0002830103340000052
其碳原子数为12。
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、P、Si或Se等杂原子且其余原子为碳和氢。
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10个碳原子，在本申请中，诸如“1至10”的数值范围是指给定范围中的各个整数；例如，"1至10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个碳原子的烷基。烷基还可为具有1至6个碳原子的低级烷基。此外，烷基可为取代的或未取代的。
优选地，烷基选自碳原子数为1～5的烷基，具体施例包括但不限于，甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基和戊基。
在本申请中，环烷基指的是含有脂环结构的饱和烃，包含单环和稠环结构。环烷基可具有3～10个碳原子，诸如“3至10”的数值范围是指给定范围中的各个整数；例如，“3至10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个碳原子或10个碳原子的环烷基。环烷基还可分为单环一只有一个环、双环一两个环、或多环一三个或以上环。环烷基还可分为两个环共用一个碳原子一螺环、两个环共用两个碳原子一稠环和两个环共用两个以上碳原子一桥环。此外，环烷基可为取代的或未取代的。例如，环己烷基。优选地，环烷基选自碳原子数为3～6的环烷基。
在本申请中，芳基指的是衍生自芳香碳环的任选官能团或取代基。芳基可以是单环芳基(例如苯基)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，除非另有说明，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，稠环芳基例如可以包括双环稠合芳基(例如萘基)、三环稠合芳基(例如菲基、芴基、蒽基)等。芳基中不含有B、N、O、S、P、Se和Si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、苯并[9,10]菲基、芘基、苯并荧蒽基、
Figure BDA0002830103340000053
基等。本申请的“芳基”可含有6～30个碳原子，在一些实施例中，芳基中的碳原子数可以是6～25个，在一些实施例中，芳基中的碳原子数可以是6～15个，在另一些实施例中芳基中的碳原子数可以是6～12个，在另一些实施例中芳基中的碳原子数可以是6～20个。举例而言，本申请中，芳基的碳原子数量可以是6个、10个、12个、13个、14个、15个、18个、20个、24个、25个、30个，当然，碳原子数还可以是其他数量，在此不再一一列举。在本申请中，联苯基可以理解为苯基取代的芳基，也可以理解为未取代的芳基。
本申请中，涉及的亚芳基是指芳基进一步失去一个氢原子所形成的二价基团。
在本申请中，取代的芳基可以是芳基中的一个或者两个以上氢原子被诸如氘原子、卤素基团、氰基、芳基、杂芳基、三烷基硅基、烷基、环烷基、烷氧基、烷硫基等基团取代。杂芳基取代的芳基的具体实例包括但不限于，苯并咪唑取代的苯基、嘧啶并苯并噻吩取代的苯基、喹喔啉取代的苯基等。应当理解地是，取代的芳基的碳原子数，指的是芳基和芳基上的取代基的碳原子总数，例如碳原子数为18的取代的芳基，指的是芳基及其取代基的总碳原子数为18。
在本申请中，作为取代基的芳基，具体实例包括但不限于：苯基、萘基、蒽基、菲基、二甲基芴基、联苯基、二苯基芴基、螺二芴基等等。
在本申请中，杂芳基是指环中包含至少一个杂原子的一价芳香环或其衍生物，杂原子可以是B、O、N、P、Si、Se和S中的至少一种。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、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、硅芴基、二苯并呋喃基以及N-苯基咔唑基、N-吡啶基咔唑基、N-甲基咔唑基等，而不限于此。本申请的“杂芳基”可含有3～30个碳原子，在一些实施例中，杂芳基中的碳原子数可以是3～20个，在另一些实施例中芳基中的碳原子数可以是5～18个，在另一些实施例中芳基中的碳原子数可以是3～12个。举例而言，其碳原子数量可以是3个、4个、5个、7个、12个、13个、14个、15个、16个、18个、20个、24个、25个或30个，当然，碳原子数还可以是其他数量，在此不再一一列举。
本申请中，涉及的亚杂芳基是指杂芳基进一步失去一个氢原子所形成的二价基团。
在本申请中，取代的杂芳基可以是杂芳基中的一个或者两个以上氢原子被诸如氘原子、卤素基团、氰基、芳基、杂芳基、三烷基硅基、烷基、环烷基、烷氧基、烷硫基等基团取代。芳基取代的杂芳基的具体实例包括但不限于，苯基取代的二苯并呋喃基、苯基取代的二苯并噻吩基、N-苯基咔唑基等。应当理解地是，取代的杂芳基的碳原子数，指的是杂芳基和杂芳基上的取代基的碳原子总数。
在本申请中，作为取代基的杂芳基，具体实例包括但不限于：吡啶基、嘧啶基、咔唑基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、喹啉基、喹唑啉基、喹喔啉基。
本申请中，不定位连接键是指从环体系中伸出的单键
Figure BDA0002830103340000061
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-10)所示出的任一可能的连接方式。
Figure BDA0002830103340000062
再举例而言，如下式(X')中所示地，式(X')所表示的二苯并呋喃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 BDA0002830103340000071
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 BDA0002830103340000072
在本申请中，卤素可以为氟、氯、溴、碘。
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。
在本申请的一种实施方案中，L选自单键或化学式i-1至化学式i-10所示的基团所组成的组：
Figure BDA0002830103340000073
其中，M1选自单键或者
Figure BDA0002830103340000074
Figure BDA0002830103340000075
表示化学键；
U1～U5各自独立地选自N或者C(F7)，且U1～U5中至少一个选自N；当U1～U5中的两个以上选自C(F7)时，任意两个F7相同或者不同；
U6～U13各自独立地选自N或者C(F8)，且U6～U13中至少一个选自N；当U6～U13中的两个以上选自C(F8)时，任意两个F8相同或者不同；
U14～U17各自独立地选自N或者C(F9)，当U14～U17中的两个以上选自C(F9)时，任意两个F9相同或者不同；
U18～U21各自独立地选自N或者C(F10)，且U18～U21中至少一个选自N；当U18～U21中的两个以上选自C(F10)时，任意两个F10相同或者不同；
U22～U25各自独立地选自N或者C(F11)，且U22～U25中至少一个选自N；当U22～U25中的两个以上选自C(F11)时，任意两个F11相同或者不同；
G1～G9、F7～F11各自独立地选自：氢、氘、氟、氯、溴、氰基、三甲基硅基、碳原子数为1～5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6～18的芳基、碳原子数为3～18的杂芳基；
gr为取代基Gr的数量，r为1～9的任意整数；当r选自1、2、3、4、5、6或者9时，gr选自1、2、3或者4；当r选自7时，gr选自1、2、3、4、5或者6；当r选自8时，gr选自1、2、3、4、5、6、7或者8；当gr大于1时，任意两个Gr相同或者不相同；
K1选自：O、S、Se、N(G10)、C(G11G12)或Si(G13G14)；其中，G10、G11、G12、G13和G14彼此相同或不同，且各自独立地选自：碳原子数为6～12的芳基、碳原子数为3～12的杂芳基、碳原子数为1～5的烷基、碳原子数为3～10的环烷基；
K2选自单键、O、S、Se、N(G15)、C(G16G17)或Si(G18G19)；其中，G15、G16、G17、G18和G19彼此相同或不同，且各自独立地选自：碳原子数为6～12的芳基、碳原子数为3～12的杂芳基、碳原子数为1～5的烷基、碳原子数为3～10的环烷基。
在本申请的一种实施方案中，所述L选自单键、碳原子数为6～12的取代或未取代的亚芳基、或者碳原子数为8～16的取代或未取代的亚杂芳基。
在本申请的一种实施方案中，所述L上取代基选自氘、氟、氰基、吡啶基、喹啉基、异喹啉基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、苯基、萘基、三甲基硅基、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、三氟甲基、环丙基、环己基。
在本申请的一种实施方案中，所述L选自单键、取代或未取代的亚苯基、取代或未取代的亚萘基、取代或未取代的亚联苯基、取代或未取代的亚菲基、取代或未取代的亚芴基、取代或未取代的亚喹唑啉基、取代或未取代的亚喹喔啉基、取代或未取代的亚嘧啶并苯并呋喃基、取代或未取代的亚嘧啶并苯并噻吩基、取代或未取代的亚苯并喹唑啉基、取代或未取代的亚苯并喹喔啉基、取代或未取代的亚苯并咪唑基、取代或未取代的亚苯并噻唑基、取代或未取代的亚苯并噁唑基、取代或未取代的亚二苯并喹喔啉基。
在本申请的一种实施方案中，L选自单键、取代或未取代的基团P，未取代的基团P选自如下基团所组成的组：
Figure BDA0002830103340000081
Figure BDA0002830103340000091
其中，
Figure BDA0002830103340000092
表示化学键；取代的基团P上具有一个或多个的取代基，所述取代基各自独立地选自：氘、氟、氰基、吡啶基、喹啉基、异喹啉基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、苯基、萘基、三甲基硅基、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、三氟甲基、环丙基、环己基；当基团P的取代基个数大于1时，各取代基相同或不同。
在本申请的一种实施方案中，L选自单键或者如下基团所组成的组：
Figure BDA0002830103340000093
在本申请的一种实施方案中，Ar选自单键或化学式j-1至化学式j-16所示的基团所组成的组：
Figure BDA0002830103340000094
Figure BDA0002830103340000101
其中，M2选自单键或者
Figure BDA0002830103340000102
V1～V5各自独立地选自N或者C(F1)，且V1～V5中至少一个选自N；当V1～V5中的两个以上选自C(F1)时，任意两个F1相同或者不同；
V6～V13各自独立地选自N或者C(F2)，且V6～V13中至少一个选自N；当V6～V13中的两个以上选自C(F2)时，任意两个F2相同或者不同；
V14～V17各自独立地选自N或者C(F3)，当V14～V17中的两个以上选自C(F3)时，任意两个F3相同或者不同；
V18选自N(F4)、O或者S；
V19和V20各自独立地选自N或者C(F5)，当V19和V20中的两个均选自C(F5)时，两个F5相同或者不同；
V21～V24各自独立地选自N或者C(F6)，当V21～V24中的两个以上选自C(F6)时，任意两个F6相同或者不同；
E1选自氢、氘、氟、氯、溴、氰基、三甲基硅基、碳原子数为1～5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；
E2～E9、E18彼此相同或不同，且各自独立地选自：氢、氘、氟、氯、溴、氰基、三甲基硅基、碳原子数为1～5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3～18的杂芳基；
E10～E17、F1～F6彼此相同或不同，且各自独立地选自：氢，氘，氟，氯，溴，氰基，三甲基硅基，碳原子数为1～5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，任选地被氢、氘、卤素基团、氰基取代的碳原子数为6～18的芳基，碳原子数为3～18的杂芳基；
ek为取代基Ek的数量，k为1～18的任意整数；当k选自8时，ek选自1、2或者3；当k选自2、5、6、14、15或者18时，ek选自1、2、3或者4；当k选自1、3、4、7、9或者17时，ek选自1、2、3、4或者5；当k为16时，ek选自1、2、3、4、5或者6；当k选自10或者12时，ek选自1、2、3、4、5、6或者7；当k为13时，ek选自1、2、3、4、5、6、7或者8；当k为11时，ek选自1、2、3、4、5、6、7、8或者9；且当ek大于1时，任意两个Ek相同或者不相同；
K3彼此相同或不同，且各自独立地选自：O、S、N(E19)、C(E20E21)、Si(E22E23)；其中，E19、E20、E21、E22、E23彼此相同或不同，且各自独立地选自：碳原子数为6～12的芳基、碳原子数为3～12的杂芳基、碳原子数为1～5的烷基或碳原子数为3～10的环烷基，或者上述E20与E21相互连接以与它们共同连接的原子形成碳原子数为3-15的饱和或不饱和的环，或者上述E22与E23相互连接以与它们共同连接的原子形成碳原子数为3-15的饱和或不饱和的环，在化学式j-11
Figure BDA0002830103340000111
中，当M2为单键时，K3为C(E20E21)时，任选地E20和E21相互连接以与它们共同连接的原子形成3-15元的饱和或不饱和环指的是：E20和E21可以相互连接形成一个环，也可以是相互独立地存在；当E20和E21成环时，该环的碳原子数可以是5元环，例如
Figure BDA0002830103340000112
也可以是6元环，例如
Figure BDA0002830103340000113
还可以是13元环，例如
Figure BDA0002830103340000114
当然，E20和E21成环的碳原子数还可以为其他数值，此处不再一一列举，本申请不对此该环的碳原子数进行特殊限定；
K4选自单键、O、S、N(E24)、C(E25E26)、Si(E27E28)；其中，E24、E25、E26、E27、E28彼此相同或不同，且各自独立地选自：碳原子数为6～12的芳基、碳原子数为3～12的杂芳基、碳原子数为1～5的烷基或碳原子数为3～10的环烷基。
在本申请的一种实施方案中，所述Ar选自碳原子数为6～25的取代或未取代的芳基、或者碳原子数为3～20的取代或未取代的杂芳基；可选地，所述Ar上的取代基选自氘，氟，氰基，碳原子数为3～12的杂芳基，任选地被氘、氟、氰基、碳原子数为1-5的烷基所取代的碳原子数为6～12的芳基，三甲基硅基，碳原子数为1～5的烷基，碳原子数为1～5的卤代烷基，碳原子数为3～6的环烷基，碳原子数为1～10的烷氧基。
在本申请的一种实施方案中，所述Ar选自碳原子数为6～15的取代或未取代的芳基、或者碳原子数为5～18的取代或未取代的杂芳基。
在本申请的一种实施方案中，所述Ar上的取代基选自氘，氟，氰基，吡啶基，喹啉基，异喹啉基，二苯并呋喃基，二苯并噻吩基，咔唑基，任选地被氘、氟、氰基、甲基、乙基、异丙基、叔丁基所取代的苯基，萘基，联苯基，三甲基硅基，甲基，乙基，异丙基，叔丁基，三氟甲基，环己基。
在本申请的一种实施方案中，所述Ar选自取代或未取代的苯基、取代或未取代的吡啶基、取代或未取代的嘧啶基、取代或未取代的[1,3,5]三嗪基、取代或未取代的联苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的喹喔啉基、取代或未取代的喹唑啉基、取代或未取代的喹啉基、取代或未取代的芴基、取代或未取代的二苯并噻唑、取代或未取代的二苯并噁唑、取代或未取代的嘧啶并苯并噻唑、取代或未取代的苯并咪唑基、取代或未取代的苯并噻唑基、取代或未取代的苯并噁唑基、取代或未取代的菲基、取代或未取代的[1,10]菲咯啉基、取代或未取代的苯并喹喔啉基、取代或未取代的N-苯基咔唑基、取代或未取代的芘基、取代或未取代的二苯并喹喔啉基、取代或未取代的蒽基、取代或未取代的三联苯基。
在本申请的一种实施方案中，Ar选自取代或未取代的基团T，未取代的基团T选自如下基团所组成的组：
Figure BDA0002830103340000115
Figure BDA0002830103340000121
其中，
Figure BDA0002830103340000122
表示化学键；取代的基团T上具有一个或多个的取代基，所述取代基各自独立地选自：氘、氰基、氟、甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔丁基、苯基、三氟甲烷基、环己烷基；当基团T的取代基个数大于1时，各取代基相同或不同。
在本申请的一种实施方案中，Ar选自如下基团：
Figure BDA0002830103340000123
Figure BDA0002830103340000131
在本申请的一种实施方案中，R1、R2、R3、R4分别独立地选自氘、氰基、氟、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、苯基、萘基、联苯基、吡啶基、嘧啶基、喹啉基、异喹啉基、咔唑基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基。
在本申请的一种实施方案中，所述有机化合物选自如下化合物所形成的组：
Figure BDA0002830103340000132
Figure BDA0002830103340000141
Figure BDA0002830103340000151
Figure BDA0002830103340000161
Figure BDA0002830103340000171
Figure BDA0002830103340000181
Figure BDA0002830103340000191
Figure BDA0002830103340000201
Figure BDA0002830103340000211
Figure BDA0002830103340000221
Figure BDA0002830103340000231
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。该电子元件包括相对设置的阳极和阴极，以及介于阳极与阴极之间的至少一层功能层，该功能层包含本申请的有机化合物。
在本申请一种实施方式中，提供一种有机电致发光器件，器件结构如图1所示，本申请的有机电致发光器件包括阳极100、阴极200、以及介于阳极层与阴极层之间的至少一层功能层300，该功能层300包括空穴注入层310、空穴传输层320、有机电致发光层330、空穴阻挡层340、电子传输层350以及电子注入层360；空穴传输层320包括第一空穴传输层321和第二空穴传输层322；空穴注入层321、空穴传输层322、有机电致发光层330、空穴阻挡层340、电子传输层350以及电子注入层360可以依次形成在阳极100上，有机电致发光层330可以含有本申请第一方面所述的有机化合物，优选含有化合物1-282中的至少一种。
可选地，阳极100包括以下阳极材料，其优选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。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，空穴传输层320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。空穴传输层可以包含第一空穴传输层和第二空穴传输层；第一空穴传输层邻接于第二空穴传输层，且相对于第二空穴传输层更靠近阳极。举例而言，在本申请的一种实施方式中，第一空穴传输层321由化合物NPB组成，第二空穴传输层322由化合物TCBPA组成。在本申请的另一种实施方式中，第一空穴传输层321由化合物NPB组成，第二空穴传输层322由化合物TPD组成。
可选地，有机电致发光层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，有机电致发光层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。
在本申请的一种实施方式中，有机电致发光层330的主体材料由本申请所提供的有机化合物和GHp1组成。本申请提供的有机化合物，包括金刚烷结构和菲并吲哚结构。本申请的有机化合物在菲的1位和10位引入金刚烷-2-基结构，该金刚烷基可以通过超共轭效应提升菲结构以及整个有机化合物的共轭体系的电子密度，并且与菲稠合的吲哚结构通过N和芳环结构可以进一步增加共轭体系的电子密度，从而使结构整体具有比较好的电荷传输能力，较高的三线态能级，增强电子传输材料的电子传导率，从而显著提高应用该有机化合物的电子元件的发光效率。本申请中金刚烷-2-基引入菲的1位和10位而非末端，金刚烷-2-基具有较大的位阻作用，通过该位阻可以调节叔胺各个支链之间的夹角和共轭程度，进而可以调整有机化合物的HOMO值，使得该有机化合物的HOMO值与相邻层更匹配，进而可以有效降低有机电致发光器件的驱动电压，或者提高光电转化器件的开路电压。另外，本申请的有机化合物利用具有大体积的金刚烷结构对同样拥有大体积的菲并吲哚结构进行修饰，相较于现有技术采用芳基对简单结构进行修饰，可以避免过强的π-π堆叠效应，并且可以有效降低本申请的有机化合物的对称性，从而提高该有机化合物的成膜性。不仅如此，金刚烷-2-基可以保证本申请的有机化合物具有适宜的分子量，进而保证本申请的有机化合物具有适宜的玻璃化转变温度，提高有机电致发光器件和光电转化器件制备时的物理和热稳定性。在本申请的另一种实施方式中，有机电致发光层330的主体材料由本申请所提供的有机化合物组成。
有机电致发光层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(mppy)3。在本申请的另一种实施方式中，有机发光层330的客体材料可以为Ir(piq)2(acac)。
电子传输层350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苯并咪唑衍生物、噁二唑衍生物、喹喔啉衍生物或者其他电子传输材料，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，电子传输层350可以由DBimiBphen和LiQ组成。在本申请的另一种实施方式中，电子传输层350也可以由DBimiBphen和LiQ组成。
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。优选包括包含银和镁的金属电极作为阴极。
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，以增强向空穴传输层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m-MTDATA组成。在本申请的另一种实施方式中，空穴注入层310也可以由m-MTDATA组成。
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，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)。在本申请的另一种实施方式中，电子注入层360也可以包括镱(Yb)。
进一步的一种实施方式中，该有机电致发光器件的功能层300还可以包括空穴阻挡层340，空穴阻挡层340可以设置于有机电致发光层330与电子传输层350之间。
本申请还提供一种电子装置，该电子装置包括本申请所述的电子元件。
举例而言，如图2所示，本申请提供的电子装置为第一电子装置400，该第一电子装置400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。
下面将结合实施例详细描述本发明，但是，以下描述是用于解释本发明，而不是以任意方式限制本发明的范围。
合成实施例
所属领域的专业人员应该认识到，本发明所描述的化学反应可以用来合适地制备许多本发明的其他化合物，且用于制备本发明的化合物的其它方法都被认为是在本发明的范围之内。例如，根据本发明那些非例证的化合物的合成可以成功地被所属领域的技术人员通过修饰方法完成，如适当的保护干扰基团，通过利用其他已知的试剂除了本发明所描述的，或将反应条件做一些常规的修改。另外，本发明所公开的反应或已知的反应条件也公认地适用于本发明其他化合物的制备。
化合物2的合成
通过以下合成路线合成化合物2
Figure BDA0002830103340000251
(1)中间体a-1的合成
Figure BDA0002830103340000261
向装有机械搅拌、温度计、球形冷凝管的三口瓶中通入氮气(0.100L/min)置换15min，依次加入原料邻溴碘苯(80.0g，282.8mmol)、4-氯-2-醛基苯硼酸(52.14g，282.8mmol)(反应物1A)、四三苯基膦钯(6.9g，6.0mmol)、碳酸钾(103.2g，746.7mmol)、四丁基溴化铵(19.2g，59.7mmol)，并加入甲苯(600mL)、乙醇(150mL)和水(150mL)的混合溶剂。开启搅拌，升温至65-68℃反应26h，反应结束后，冷却至室温。反应液水洗后分离有机相，使用无水硫酸镁干燥有机相，过滤后将滤液减压蒸馏除去溶剂；使用二氯甲烷/正庚烷体系对粗品进行硅胶柱色谱提纯，得到白色固体产物中间体a-1(52.65g，63％)。
以合成中间体a-1类似的方法合成中间体b-1、中间体c-1和中间体d-1，使用下表中的反应物1B、反应物1C和反应物1D替代4-氯-2-醛基苯硼酸(反应物1A)，见表1：
表1
Figure BDA0002830103340000262
(2)中间体a-2的合成
Figure BDA0002830103340000263
向装有机械搅拌、温度计、恒压滴加漏斗的三口瓶中通氮气(0.100L/min)置换15min，加入氯甲醚三苯基磷(67.32g，196.38mmol)、叔丁醇钾(24.92g，222.0mmol)、四氢呋喃(330mL)，开启搅拌，降温至-5至-10℃，称取中间体a-1 57g使用15倍四氢呋喃溶解后使用恒压滴液漏斗滴加至体系中，约1h滴完，再保温反应2h，反应结束后，升温至室温。反应液水洗后分离有机相，使用无水硫酸镁干燥有机相，过滤后将滤液减压蒸馏除去溶剂；使用二氯甲烷/正庚烷体系对粗品进行硅胶柱色谱提纯，得到白色固体产物中间体a-2(56.7g，94.72％)。
以合成中间体a-2类似的方法合成中间体b-2、中间体c-2和中间体d-2，使用下表中的中间体b-1、中间体c-1和中间体d-1替代中间体a-1，见表2：
表2
Figure BDA0002830103340000264
Figure BDA0002830103340000271
(3)中间体a-3的合成
Figure BDA0002830103340000272
向装有机械搅拌、温度计、球形冷凝管的三口瓶中通入氮气(0.100L/min)置换15min，加入中间体a-2(56.7g，176.09mmol)、氯苯(456ml)和伊顿试剂(8.38g，35.22mmol)，升温至130-135℃，回流搅拌反应2h，反应结束后，冷却至室温。有机相使用水洗至中性，加入无水硫酸镁干燥有机相，过滤后将滤液减压蒸馏除去溶剂；使用二氯甲烷/正庚烷体系对粗品进行硅胶柱色谱提纯，得到白色固体产物中间体a-3(28.61g，56％)。
以合成中间体a-3类似的方法合成中间体b-3、中间体c-3和中间体d-3，使用下表中的中间体b-2、中间体c-2和d-2替代中间体a-2，见表3：
表3
Figure BDA0002830103340000273
Figure BDA0002830103340000274
将中间体d-3(20g；77.78mmol)和NBS(4.43g，77.78mmol)加入烧瓶中加入四氢呋喃(200mL)，氮气保护下搅拌升至到50℃，搅拌5小时；降至室温，过滤析出的固体，使用水和乙醇淋洗滤饼，烘干得到粗品；使用二氯甲烷/正庚烷体系对粗品进行硅胶柱色谱提纯，得到白色固体中间体d’-3(16.98g；65％)
(4)中间体a-4的合成
Figure BDA0002830103340000281
向装有机械搅拌、温度计、恒压滴加漏斗的三口瓶中通氮气(0.100L/min)置换15min，加入中间体a-3(28.6g，98.63mmol)和四氢呋喃(280ml)，液氮降温至-80至-90℃，滴加正丁基锂的四氢呋喃(2.5M)溶液(39.5mL，98.63mmol)，滴加完毕后保温搅拌1h，保持-80至--90℃，滴加溶有金刚烷酮(14.8g，98.63mmol)的四氢呋喃(60mL)溶液，滴加完毕后保温1小时后升至室温，搅拌反应24小时；向反应液中加入盐酸(12M)(26.3mL，315.8mmol)的水(100mL)溶液，搅拌1小时，分液，有机相使用水洗至中性，加入无水硫酸镁干燥有机相，过滤后将滤液减压蒸馏除去溶剂；使用乙酸乙酯/正庚烷体系对粗品进行硅胶柱色谱提纯，得到白色固体产物中间体a-4(17.14g，48％)。
以合成中间体a-4类似的方法合成中间体b-4、中间体c-4和中间体d-4，使用下表中的中间体b-3、中间体c-3、d’-3替代中间体a-3，见表4：
表4
Figure BDA0002830103340000282
(5)中间体a-5的合成
Figure BDA0002830103340000283
向装有机械搅拌、温度计、恒压滴加漏斗的三口瓶中通氮气(0.100L/min)置换15min，加入中间体a-4(17.14g，47.23mmol)和冰醋酸(150mL)，常温搅拌条件下缓慢滴加浓硫酸(98％)(0.8mL，15.3mmol)的醋酸(20mL)溶液，滴加完毕后升至75-85℃，搅拌反应2小时，反应结束后，冷却至室温，析出固体。过滤，用水和乙醇淋洗滤饼，烘干；使用二氯甲烷/正庚烷体系对粗品进行硅胶柱色谱提纯，得到白色固体产物中间体a-5(13.0g，80％)。
以合成中间体a-5类似的方法合成中间体b-5、中间体c-5和中间体d-5，使用下表中的中间体b-4、中间体c-4和中间体d-4替代中间体a-4，见表5：
表5
Figure BDA0002830103340000291
(6)中间体a-6的合成
Figure BDA0002830103340000292
向装有机械搅拌、温度计、球形冷凝管的三口瓶中通入氮气(0.100L/min)置换15min，加入中间体a-5(13.0g，37.7mmol)、联硼酸频哪醇酯(19.4g，76.5mmol)、三(二亚苄基丙酮)二钯(0.6g，0.6mmol)、2-二环己基磷-2’,4’,6’-三异丙基联苯(0.6g，1.3mmol)，醋酸钾(12.5g，127.4mmol)和1,4-二氧六环(150mL)，升温至95-105℃，回流搅拌反应16h，反应结束后，冷却至室温。反应液水洗后分离有机相，使用无水硫酸镁干燥有机相，过滤后将滤液减压蒸馏除去溶剂；使用二氯甲烷/正庚烷体系对粗品进行硅胶柱色谱提纯，得到白色固体产物中间体a-6(14.1g，85.6％)。
以合成中间体a-6类似的方法合成中间体b-6、中间体c-6和中间体d-6，使用下表中的中间体b-5、中间体c-5和中间体d-5替代中间体a-5，见表6：
表6
Figure BDA0002830103340000293
Figure BDA0002830103340000301
(7)中间体a-7的合成
Figure BDA0002830103340000302
向装有机械搅拌、温度计、球形冷凝管的三口瓶中通入氮气(0.100L/min)置换15min，加入中间体a-6(14.1g，32.3mmol)、2-硝基溴苯(7.1g，35.5mmol)(反应物2A)、四(三苯基膦)钯(0.7g，0.6mmol)、碳酸钾(11.1g，80.7mmol)、四丁基溴化铵(2.1g，6.5mmol)，并加入甲苯(80mL)、乙醇(20mL)和水(20mL)的混合溶剂。开启搅拌，升温至75-85℃反应24h，反应结束后，冷却至室温。反应液水洗后分离有机相，使用无水硫酸镁干燥有机相，过滤后将滤液减压蒸馏除去溶剂；使用二氯甲烷/正庚烷体系对粗品进行硅胶柱色谱提纯，得到白色固体产物中间体a-7(9.0g，69％)。
以合成中间体a-7类似的方法合成中间体b-7、中间体c-7、中间体e-7、中间体f-7、中间体g-7、中间体h-7、中间体i-7、中间体j-7、中间体k-7、中间体l-7、中间体m-7、中间体n-7，使用下表中的中间体a-6、中间体b-6、中间体c-6、中间体d-6替代中间体a-6，使用反应物2A、反应物2B、反应物2C和反应物2D替代2-硝基溴苯(反应物2A)，见表7：
表7
Figure BDA0002830103340000303
Figure BDA0002830103340000311
Figure BDA0002830103340000321
(8)中间体A的合成
Figure BDA0002830103340000322
向装有机械搅拌、温度计、球形冷凝管的三口瓶中通入氮气(0.100L/min)置换15min，加入中间体a-7(9.0g，20.85mmol)、三苯基膦(14.5g，55.3mmol)、邻二氯苯(100mL)，升温至170-180℃，回流搅拌反应18h，反应结束后，冷却至室温。有机相使用水洗至中性，加入无水硫酸镁干燥有机相，过滤后将滤液减压蒸馏除去溶剂；使用乙酸乙酯/正庚烷体系对粗品进行硅胶柱色谱提纯，得到白色固体产物中间体A(7.5g，90％)。
使用与合成中间体A类似的方法合成中间体B、中间体C、中间体D、中间体E、中间体F、中间体G、中间体H、中间体I、中间体J、中间体K、中间体L、中间体M、中间体N、中间体O、中间体P，使用下表中的中间体a-7、中间体b-7、中间体c-7、中间体e-7、中间体f-7、中间体g-7、中间体h-7、中间体i-7、中间体j-7、中间体k-7、中间体l-7、中间体m-7、中间体n-7替代中间体a-7，见表8：
表8
Figure BDA0002830103340000323
Figure BDA0002830103340000331
Figure BDA0002830103340000341
(9)化合物2的合成
Figure BDA0002830103340000342
向装有机械搅拌、温度计、球形冷凝管的三口瓶中通入氮气(0.100L/min)置换15min，加入中间体A(7.5g，18.8mmol)、4-溴联苯(4.8g，20.65mmol)(反应物3A)、碘化亚铜(0.8g，4.0mmol)、碳酸钾(6.1g，43.9mmol)、1,10-菲啰啉(1.4g，8.0mmol)、18-冠-6-醚(0.5g，2.0mmol)和二甲基甲酰胺(50mL)，升温至140-150℃，回流搅拌反应12h，反应结束后，冷却至室温。有机相使用水洗至中性，加入无水硫酸镁干燥有机相，过滤后将滤液减压蒸馏除去溶剂；使用二氯甲烷/正庚烷体系对粗品进行硅胶柱色谱提纯，得到白色固体产物化合物2(5.8g，56％)。质谱：m/z＝552.3(M+H)+。
以合成化合物2类似的方法合成下列化合物，使用下表中的中间体A、中间体B、中间体C、中间体D、中间体E、中间体F、中间体G、中间体H、中间体I、中间体J、中间体K、中间体L、中间体M、中间体N、中间体O、中间体P替代中间体A，使用反应物3B、反应物3C、反应物3D、反应物3E、反应物3F、反应物3G、反应物3H、反应物3I、反应物3J、反应物3K、反应物3L、反应物3M、反应物3N、反应物3O、反应物3P、反应物3Q、反应物3R、反应物3S、反应物3T、反应物3U和反应物3V替代4-溴联苯(反应物3A)。其中，化合物的编号、结构、原料、最后一步的合成收率等展示在表9中：
表9：化合物结构、制备及产率
Figure BDA0002830103340000351
Figure BDA0002830103340000361
Figure BDA0002830103340000371
部分化合物核磁数据如下表10所示
表10
Figure BDA0002830103340000372
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
将厚度为
Figure BDA0002830103340000382
的阳极100ITO基板切割成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200、阳极100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100(实验基板)的功函数，并采用有机溶剂清洗ITO基板表面，以清除ITO基板表面的浮渣及油污。
在实验基板上真空蒸镀化合物m-MTDATA(结构式见下文)以形成厚度为
Figure BDA0002830103340000383
的空穴注入层310(HIL)；并在空穴注入层310上方真空蒸镀化合物NPB(结构式见下文)，以形成厚度为
Figure BDA0002830103340000384
的第一空穴传输层321(HTL1)。
在第一空穴传输层321上真空蒸镀一层TCBPA(结构式见下文)，形成厚度为
Figure BDA0002830103340000385
的第二空穴传输层322(HTL2)。
以化合物9和GHp1(结构式见下文)作为主体，同时掺杂Ir(ppy)3(结构式见下文)，化合物9：GHp1：Ir(ppy)3以45％：45％：10％的比例进行共同蒸镀，形成了厚度为
Figure BDA0002830103340000386
的绿色发光层330(EML)。
将DBimiBphen(结构式见下文)和LiQ(结构式见下文)以1:1的重量比进行混合并蒸镀形成
Figure BDA0002830103340000387
厚的电子传输层350(ETL)，接着将Yb蒸镀在电子传输层350(ETL)上以形成厚度为
Figure BDA0002830103340000388
的电子注入层360(EIL)。
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360上，形成厚度为
Figure BDA0002830103340000389
的阴极200。
此外，在上述阴极200上作为保护层蒸镀一层厚度为
Figure BDA00028301033400003810
的CP-01(结构式见下文)，形成覆盖层(CPL)，从而完成有机发光器件的制造，结构如图1所示。
实施例1-13和比较例1-3使用的材料结构如下表11所示：
表11
Figure BDA0002830103340000381
Figure BDA0002830103340000391
实施例2-13
除了在形成发光层(EML)时，采用表12中所示的化合物替代化合物9以外，采用与实施例1相同的方法制作绿色有机电致发光器件。
对比例1
利用化合物A替代化合物9，采用与实施例1相同的方法制作绿色有机电致发光器件。
对比例2
利用化合物B替代化合物9，采用与实施例1相同的方法制作绿色有机电致发光器件。
对比例3
利用化合物C替代化合物9，采用与实施例1相同的方法制作绿色有机电致发光器件。
对如上制得的有机电致发光器材，在20mA/cm2的条件下分析了器材的性能，其结果示于表12。
表12绿色有机电致发光器件的性能测试结果
Figure BDA0002830103340000392
Figure BDA0002830103340000401
根据表12的结果可知，在化合物作为有机电致发光层的OLED器件中，与对比例相比，实施例1-13制备的有机电致发光器件的各项性能均有所提高。其中，实施例1-13将本发明化合物用作绿色发光层混合主体材料，与比较例1-3相比，驱动电压最大降低约0.42V，电流效率(发光效率)至少提高12％，器件寿命至少提高了8.3％。由上述数据可知，采用本申请的有机化合物用于制备绿色有机电致发光器件时，该电子元件的发光效率(Cd/A)、外量子效率(EQE)以及寿命(T95)都有显著的提高。
实施例14
红色有机电致发光器件
将厚度为
Figure BDA0002830103340000403
的阳极100ITO基板切割成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200、阳极100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100(实验基板)的功函数，并采用有机溶剂清洗ITO基板表面，以清除ITO基板表面的浮渣及油污。
在实验基板上真空蒸镀化合物m-MTDATA(结构式见下文)以形成厚度为
Figure BDA0002830103340000404
的空穴注入层310(HIL)；并在空穴注入层310上方真空蒸镀化合物NPB(结构式见下文)，以形成厚度为
Figure BDA0002830103340000405
的第一空穴传输层321(HTL1)。
在第一空穴传输层321上真空蒸镀一层TPD(结构式见下文)，形成厚度为
Figure BDA0002830103340000406
的第二空穴传输层322(HTL2)。
以化合物20作为主体，同时掺杂Ir(piq)2(acac)(结构式见下文)，化合物2：Ir(piq)2(acac)以95％：5％的比例进行共同蒸镀，形成了厚度为
Figure BDA0002830103340000407
的红色发光层330(EML)。
将DBimiBphen(结构式见下文)和LiQ(结构式见下文)以1:1的重量比进行混合并蒸镀形成
Figure BDA0002830103340000408
厚的电子传输层350(ETL)，接着将Yb蒸镀在电子传输层350(ETL)上以形成厚度为
Figure BDA0002830103340000409
的电子注入层360(EIL)。
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360上，形成厚度为
Figure BDA00028301033400004010
的阴极200。
此外，在上述阴极200上作为保护层蒸镀一层厚度为
Figure BDA00028301033400004011
的CP-01(结构式见下文)，形成覆盖层(CPL)，从而完成有机发光器件的制造，结构如图1所示。
实施例14-22和比较例4-5使用的材料结构如下表13所示：
表13
Figure BDA0002830103340000402
Figure BDA0002830103340000411
实施例15-22
除了在形成发光层(EML)时，采用表14中所示的化合物替代化合物20以外，采用与实施例14相同的方法制作红色有机电致发光器件。
对比例4
利用化合物BAlq替代化合物20，采用与实施例14相同的方法制作红色有机电致发光器件。
对比例5
利用化合物D替代化合物20，采用与实施例14相同的方法制作红色有机电致发光器件。
对如上制得的有机电致发光器材，在20mA/cm2的条件下分析了器材的性能，其结果示于表14。
表14红色有机电致发光器件的性能测试结果表
Figure BDA0002830103340000412
根据表14的结果可知，在化合物作为有机电致发光层的OLED器件中，与对比例相比，实施例14-22制备的有机电致发光器件的各项性能均有所提高。其中，实施例14-22将本发明化合物用作红色发光层的主体材料，与比较例4-5相比，器件驱动电压大幅度下降，最高下降0.41V，电流效率均有很大提升，至少提升5％；同时寿命至少提高了20％。由上述数据可知，采用本申请的有机化合物用于制备红色有机电致发光器件时，该电子元件的发光效率(Cd/A)、外量子效率(EQE)以及寿命(T95)都有显著的提高。
应可理解的是，本申请不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细结构和布置方式。本申请能够具有其他实施方式，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本申请的范围内。应可理解的是，本说明书公开和限定的本申请延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本申请的多个可替代方面。本说明书所述的实施方式说明了己知用于实现本申请的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本申请。

Claims (11)

1.一种有机化合物，其特征在于，所述有机化合物由式1和式2所示的结构组成：
Figure FDA0003623904910000011
其中，“*”表示式1与式2连接的连接位点，式1中任意两个相邻的*与式2连接；
R1、R2、R3和R4相同或不同，且分别独立选自氘、氰基、卤素基团、碳原子数为1～5的烷基；
R1、R2、R3、R4以Ri表示，n1～n4以ni表示，ni表示Ri的个数，i为变量，表示1、2、3和4，当i为1、3时，ni选自0、1、2或3；当i为2时，ni选自0、1或2；当i为4时，ni选自0、1、2、3或4；且当ni大于1时，任意两个ni相同或不同，任选地，任意两个相邻的R4形成环；
L选自单键、取代或未取代的亚苯基、取代或未取代的亚萘基、取代或未取代的亚联苯基、取代或未取代的亚喹唑啉基、取代或未取代的亚喹喔啉基、取代或未取代的亚嘧啶并苯并呋喃基、取代或未取代的亚嘧啶并苯并噻吩基；
L上的取代基选自氘、氟、氰基、苯基、碳原子数为1～5的烷基；
Ar选自取代或未取代的基团T，未取代的基团T选自如下基团所组成的组：
Figure FDA0003623904910000012
其中，
Figure FDA0003623904910000013
表示化学键；取代的基团T上具有一个或多个的取代基，所述取代基各自独立地选自：氘、氰基、氟、甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔丁基、苯基；当基团T的取代基个数大于1时，各取代基相同或不同。
2.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述有机化合物具有式1-1、式1-2、式1-3、式1-4和式1-5中任一种所示的结构：
Figure FDA0003623904910000014
Figure FDA0003623904910000021
3.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，L选自单键、取代或未取代的基团P，未取代的基团P选自如下基团所组成的组：
Figure FDA0003623904910000022
其中，
Figure FDA0003623904910000023
表示化学键；取代的基团P上具有一个或多个的取代基，所述取代基各自独立地选自：氘、氟、氰基、苯基、甲基、乙基、异丙基、叔丁基；当基团P的取代基个数大于1时，各取代基相同或不同。
4.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，L选自单键或者如下基团所组成的组：
Figure FDA0003623904910000024
5.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，Ar选自如下基团：
Figure FDA0003623904910000025
Figure FDA0003623904910000031
6.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，R1、R2、R3、R4分别独立地选自氘、氰基、氟、甲基、乙基、异丙基、叔丁基。
7.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形成的组：
Figure FDA0003623904910000032
Figure FDA0003623904910000041
Figure FDA0003623904910000051
Figure FDA0003623904910000061
Figure FDA0003623904910000071
Figure FDA0003623904910000081
Figure FDA0003623904910000091
Figure FDA0003623904910000101
Figure FDA0003623904910000111
Figure FDA0003623904910000121
Figure FDA0003623904910000131
8.一种电子元件，其特征在于，所述电子元件包括阳极、阴极、以及介于阳极与阴极之间的至少一层功能层，所述功能层包含权利要求1-7中任意一项所述的有机化合物。
9.根据权利要求8所述的电子元件，其特征在于，所述功能层包括发光层，所述发光层包括所述有机化合物。
10.根据权利要求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换器件。
11.一种电子装置，其特征在于，包括权利要求8至10中任一项所述的电子元件。
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