CN112745342A - 一种稠杂环化合物及其有机电致发光器件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种稠杂环化合物及其有机电致发光器件。该稠杂环化合物以非对称性的刚性结构核心和杂原子引入为设计策略，构建了一种优异的具有绿光发光性质的有机电致发光材料，能耗低，发光效率高，热稳定性好，合成步骤较少，是一种适于工业化生产和面板产线应用的有机电致发光材料。

Description

一种稠杂环化合物及其有机电致发光器件
技术领域
本发明涉及光电材料领域，具体而言，本发明涉及一种稠杂环化合物及其有机电致发光器件。
背景技术
OLED，即有机发光二极管，又称为有机电激光显示。OLED具有自发光的特性，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当电流通过时，有机材料就会发光，而且OLED显示屏幕可视角度大，并且能够显著节省电能，因此OLED被视为21世纪最具前途的产品之一。但迄今为止，OLED器件仍未能实现普及化应用，其中，器件的效率是制约其普及化的重要原因。
磷光材料是目前有机电致发光效率最高的一类材料。但从器件稳定性和成本的角度比较，磷光材料利用三重态激子发光，寿命较长，注入电流增加时容易发生激子堆积，发光效率下降，从而器件的稳定性大大降低；荧光材料因为不需要贵重金属而价格低廉，且化学性质更加稳定，这使得器件的制作成本大幅减少，所以说荧光材料在实际应用方面更有价值。由于荧光材料只能利用单重激发态发光，故荧光材料的发光量子产率不高，理论内量子效率只有25％，这一点限制了荧光材料在有机电致发光领域的应用。但是近年来延迟荧光的出现突破了这一限制，为荧光材料在OLED中的应用开辟了新的道路。
近年来，稠杂环化合物结构由于兼具稳定的刚性大共轭结构和杂环子的受体性质，具有良好的光物理和电化学性质，而在电子器件领域有着广泛的应用前景。尤其是含硼材料，缺电子硼可以与有机共轭体系可以通过硼空pz轨道和碳的π-轨道进行共轭，而成为荧光材料单元的设计热点。然而，到现在为止，基于含硼/不含硼的稠杂环化合物的发光效率还远未达到产业化应用层面对材料性能的要求，含硼材料由于其弱受体性质也大多表现出大量的蓝色发射，因此，本发明旨在基于稠杂环核心构建受体策略，从而调控不同光色且发光性能优良的发光材料，从而加速光电材料领域稠杂环化合物的商业化应用进程。
发明内容
本发明在现有技术的基础上，以产业化为目标，通过杂环子的引入和非对称刚性核心结构的设计，旨在开发一种稠杂环化合物及其有机电致发光器件，进而显著提高器件在发光效率、寿命、色坐标等方面的综合性能。
本发明第一个方面提供了一种稠杂环化合物，所述稠杂环化合物为式(1-1)所示结构：
Figure BDA0002877268730000011
其中，各Y1、Y2、Y3分别选自：B、N；R1-R17各自独立的选自：氢，氟基，硝基，氰基，未取代或被氟基取代的C1-C20的烷基，未取代或被氟基取代的C1-C20的烷氧基，未取代或被氟基取代的C1-C20的烷硫基，未取代或被氟基取代的C1-C20的硅烷基，未取代或被氟基、硝基、氰基、C1-C20的烷基取代的C6-C45的芳基，未取代或被氟基、硝基、氰基、C1-C20的烷基取代的C3-C45的杂芳基，未取代或被氟基、硝基、氰基、C1-C20的烷基取代的C6-C45的芳胺基，未取代或被氟基、硝基、氰基、C1-C20的烷基取代的C6-C45的芳硅基，未取代或被氟基、硝基、氰基、C1-C20的烷基取代的C6-C45的芳氧基，未取代或被氟基、硝基、氰基、C1-C20的烷基取代的C6-C45的芳硫基；R1-R17相同或不相同。
进一步的，式(1-1)所示结构可表示为以下化学式(2-1)、(2-2)、(2-3)中的一种：
Figure BDA0002877268730000021
进一步的，所述C1-C20的烷基选自：甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔丁基；所述C1-C20的烷氧基选自：甲氧基、乙氧基、正丙基氧基、异丙基氧基、叔丁基氧基；所述C1-C20的烷硫基选自：甲硫基、乙硫基、正丙基硫基、异丙基硫基、叔丁基硫基；所述C1-C20的硅烷基选自：三甲基硅基；所述C6-C45的芳基选自：苯基、联苯基、三联苯基、萘基、苯基萘基、萘基苯基、蒽基、菲基、芘基、9,9-二甲基芴基、9,9-二苯基芴基、螺芴基、咔唑基、苯基咔唑基、咔唑基苯基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基；C3-C45的杂芳基选自：吡啶基、嘧啶基、三嗪基、苯并咪唑基、苯并噁唑基、苯并噻吩基、苯并吲哚基、吡啶并吲哚基、吡啶并二唑基、吡啶并三唑基；C6-C45的芳胺基选自：二苯基胺基、二苯胺基苯基、二(联苯基)胺基、二(萘基)胺基、苯基联苯胺基、苯基萘胺基；C6-C45的芳硅基选自：二甲基苯基硅基、甲基二苯基硅基、三苯基硅基。
进一步的，R1-R17各自独立的选自：氢，氟基，硝基，氰基，以及如下所示基团：
Figure BDA0002877268730000022
Figure BDA0002877268730000031
Figure BDA0002877268730000041
*为取代位点。
优选的，所述稠杂环化合物表示为式(2-1)时，R8与R13相同，R9与R12相同，R10与R11相同，R14与R16相同；所述稠杂环化合物表示为式(2-2)时，R1与R7相同，R2与R8相同，R3与R9相同，R4与R10相同，R5与R11相同，R6与R12相同，R13为氢；所述稠杂环化合物表示为式(2-3)时，R1与R7相同，R2与R8相同，R3与R9相同，R4与R10相同，R11与R16相同，R12与R15相同，R13与R14相同，R4与R10相同，R17为氢。
进一步的，式(2-1)所示结构的稠杂环化合物选自：
Figure BDA0002877268730000042
Figure BDA0002877268730000051
Figure BDA0002877268730000061
Figure BDA0002877268730000071
进一步的，式(2-2)所示结构的稠杂环化合物选自：
Figure BDA0002877268730000081
Figure BDA0002877268730000091
Figure BDA0002877268730000101
进一步的，式(2-3)所示结构的稠杂环化合物选自：
Figure BDA0002877268730000102
本发明第二方面提供了一种上述稠杂环化合物的制备方法，式(2-1)所示结构的稠杂环化合物按照如下步骤制备得到：
Figure BDA0002877268730000111
具体的，物料(a1)、物料(a2)在含有催化剂、配体、碱和溶剂的反应体系下，通入氮气加热回流反应，反应完全后，处理精制，即可得到中间体(a3)；在溶解有中间体(a3)的反应介质中，加入正丁基锂、仲丁基锂或者叔丁基锂溶液进行低温反应后，再先后加入三溴化硼、三氯化硼或三碘化硼，和N,N-二异丙基乙胺进行反应，反应完全后，醋酸或醋酸盐猝灭反应，处理精制，即可得到目标化合物(2-1)；
或者，物料(a1)、物料(a2)在含有催化剂、配体、碱和溶剂的反应体系下，通入氮气加热回流反应，反应完全后，处理精制，即可得到中间体(a3)；在溶解有中间体(a3)的反应介质中，加入三溴化硼、三氯化硼或三碘化硼，通入氮气加热回流反应，反应完全后，反应液冷却至室温，加入PH为7的磷酸缓冲液，然后用萃取剂萃取，有机相精制，即可得到目标化合物(2-1)。
式(2-2)所示结构的稠杂环化合物按照如下过程1或过程2制备得到：
过程1如下所示：
Figure BDA0002877268730000112
具体的，物料(b1)、物料(b2)、物料(b3)在含有催化剂、配体、碱和溶剂的反应体系下，通入氮气加热回流反应，反应完全后，处理精制，即可得到中间体(b4)；在溶解有中间体(b4)的反应介质中，加入正丁基锂、仲丁基锂或者叔丁基锂溶液进行低温反应后，再先后加入三溴化硼、三氯化硼或三碘化硼，和N,N-二异丙基乙胺进行反应，反应完全后，醋酸或醋酸盐猝灭反应，处理精制，即可得到目标化合物(2-2)；
或者，物料(b1)、物料(b2)、物料(b3)在含有催化剂、配体、碱和溶剂的反应体系下，通入氮气加热回流反应，反应完全后，处理精制，即可得到中间体(b4)；在溶解有中间体(b4)的反应介质中，加入三溴化硼、三氯化硼或三碘化硼，通入氮气加热回流反应，反应完全后，反应液冷却至室温，加入PH为7的磷酸缓冲液，然后用萃取剂萃取，精制，即可得到目标化合物(2-2)；
过程2如下所示：
Figure BDA0002877268730000122
具体的，物料(b1)、物料(b2)在含有催化剂、配体、碱和溶剂的反应体系下，通入氮气加热回流反应，反应完全后，冷却至室温，加入物料(b3)，继续加热回流反应，反应完全后，处理精制，即可得到中间体(b4)；在溶解有中间体(b4)的反应介质中，加入正丁基锂、仲丁基锂或者叔丁基锂溶液进行低温反应后，再先后加入三溴化硼、三氯化硼或三碘化硼，和N,N-二异丙基乙胺进行反应，反应完全后，醋酸或醋酸盐猝灭反应，处理精制，即可得到目标化合物(2-2)；
或者，物料(b1)、物料(b2)在含有催化剂、配体、碱和溶剂的反应体系下，通入氮气加热回流反应，反应完全后，冷却至室温，加入物料(b3)，继续加热回流反应，反应完全后，处理精制，即可得到中间体(b4)；在溶解有中间体(b4)的反应介质中，加入三溴化硼、三氯化硼或三碘化硼，通入氮气加热回流反应，反应完全后，反应液冷却至室温，加入PH为7的磷酸缓冲液，然后用萃取剂萃取，精制，即可得到目标化合物(2-2)；
其中，物料(b2)与物料(b3)相同时，式(2-2)所示化合物按照过程1制备得到，当物料(b2)与物料(b3)不相同时，式(2-2)所示化合物按照过程2制备得到。
式(2-3)所示结构的稠杂环化合物按照如下过程3或过程4制备得到：
过程3如下所示：
Figure BDA0002877268730000121
具体的，物料(c1)、物料(c2)、物料(c3)在含有催化剂、配体、碱和溶剂的反应体系下，通入氮气加热回流反应，反应完全后，处理精制，即可得到中间体(c4)；在中间体(c4)中，加入亚磷酸三乙酯和反应介质加热回流进行关环反应，反应完全后，处理精制，即可得到中间体(c5)；中间体(c5)、物料(c6)、物料(c7)在含有催化剂、配体、碱、溶剂的反应体系下，通入氮气加热回流反应，反应完全后，处理精制，即可得到中间体(c8)；在中间体(c8)中，加入亚磷酸三乙酯和反应介质加热回流进行关环反应，反应完全后，处理精制，即可得到式(2-3)所表示的化合物；
过程4如下所示：
Figure BDA0002877268730000131
具体的，物料(c1)、物料(c2)在含有催化剂、配体、碱和溶剂的反应体系下，通入氮气加热回流反应，反应完全后，冷却至室温，加入物料(c3)，继续加热回流反应，反应完全后，处理精制，即可得到中间体(c4)；在中间体(c4)中，加入亚磷酸三乙酯和反应介质加热回流进行关环反应，反应完全后，处理精制，即可得到中间体(c5)；中间体(c5)、物料(c6)在含有催化剂、配体、碱、溶剂的反应体系下，通入氮气加热回流反应，反应完全后，冷却至室温，加入物料(c7)，继续加热回流反应，反应完全后，处理精制，即可得到中间体(c8)；在中间体(c8)中，加入亚磷酸三乙酯和反应介质加热回流进行关环反应，反应完全后，处理精制，即可得到式(2-3)所表示的化合物其中，物料(c2)与物料(c3)相同，且物料(c6)与物料(c7)相同时，式(2-3)所示化合物按照过程3制备得到，当物料(c2)与物料(c3)不相同，或者物料(c6)与物料(c7)不相同时，式(2-3)所示化合物按照过程4制备得到。
以上制备方法中，X1、X2、X3分别独立的选自Br、Cl；每一个催化剂分别独立的选自：碘化亚铜、四(三苯基膦)钯、三(二亚苄基丙酮)二钯、[1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯；每一个配体分别独立的选自：1,10-菲啰啉、三叔丁基膦四氟硼酸盐、18-冠醚-6、2-二环己基磷-2,4,6-三异丙基联苯；每一个碱分别独立的选自：碳酸钾、碳酸钠、碳酸铯、叔丁醇钠、叔丁醇钾；每一个溶剂分别独立的选自：甲苯、二甲苯、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃；每一个反应介质分别独立的选自：叔丁基苯、甲苯、二甲苯、氯苯、二氯苯、三氯苯、二氯甲苯；每一个萃取剂分别独立的选自：二氯甲烷、四氢呋喃、乙酸乙酯、甲苯。
本发明第三方面提供了一种上述稠杂环化合物的应用，独立的用作有机电致发光器件的发光层或者用作有机电致发光器件的发光客体材料。
本发明第四方面提供了一种有机电致发光器件，至少包括阴极、阳极和两电极之间的有机层，或者至少包括出光层、阴极、阳极和两电极之间的有机层，其特征在于，两电极之间的有机层含有如上所述的稠杂环化合物。
进一步，有机层至少包括发光层，发光层含有如上所述的稠杂环化合物。
本发明新设计的稠杂环核心及以该核心用特定基团修饰形成的化合物，由于非对称性的杂原子引入和核心刚性结构的设计策略，呈现出优异的绿光发射性质，相对于现有技术中对称性的含硼稠杂环化合物，或者核心呈枝状的稠杂环化合物，是一种更加优良的绿光发光材料，能耗低，发光效率高，热稳定性好，合成步骤较少，是一种适于工业化生产和面板产线应用的有机电致发光材料。尤其是硼原子呈现弱受体性质，绝大多数以硼原子为核心的有机电致发光材料表现出大量的蓝光发射，本申请通过对硼原子受体的设计策略，将光色调控为纯净的绿光发射，且在启动电压、电流效率和寿命上均具有更加优异的性能，是一种优良的绿光发光材料。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
合成实施例1：化合物(2)的制备
Figure BDA0002877268730000141
步骤一：在2-溴-9-苯基-9H-咔唑6.44g(20mmol)和咔唑3.34g(20mmol)中，加入碳酸钾5.53g(40mmol)和200mL二甲苯。通入氮气，加入碘化亚铜0.38g(2mmol)和1,10-菲啰啉0.72g(4mmol)，加热回流8h。将温度冷却至室温，过滤，液相减压蒸馏，与滤饼混合，用硅胶柱色谱精制，得到9-苯基-9H-2,9'-咔唑6.86g(收率84％)。
步骤二：在9-苯基-9H-2,9'-咔唑4.08g(10mmol)中，加入叔丁基苯溶剂50mL，通入氮气，加液氮冷却至0℃，缓慢滴加2.5M正己烷叔丁基锂溶液32.5mL(13mmol)，在60℃下搅拌2h后，加液氮降至-40℃，缓慢加入三溴化硼1.42mL(15mmol)，反应恢复至室温，反应1h。冷却至0℃下加入N,N-二异丙基乙胺1.29g(10mmol)，然后将反应混合物加热至室温。在120℃搅拌6h后，冷却至室温，加醋酸淬火反应液，过滤，有机相水洗萃取2次，有机相分离，减压蒸馏，与滤饼混合，用硅胶柱色谱精制，即可得到目标化合物(1)1.75g(收率42％)。通过MS测得化合物的分子量为416.22，元素分析结果为：C 86.55％H 4.12％N 6.75％，可以鉴定为化合物(1)。
合成实施例2：化合物(5)的制备
Figure BDA0002877268730000151
通过实施与化合物(1)相同的合成方法合成化合物(5)，除了使用2-溴-9-(3,5-二甲基苯基)-9H-咔唑7.00g代替2-溴-9-苯基-9H-咔唑外，即可得到目标化合物(5)1.54g(收率35％)。通过MS测得化合物的分子量为440.42，元素分析结果为：C 86.50％H 4.75％N6.30％，可以鉴定为化合物(5)。
合成实施例3：化合物(18)的制备
Figure BDA0002877268730000152
通过实施与化合物(1)相同的合成方法合成化合物(18)，除了使用2-溴-9-对甲苯基-9H-咔唑6.72g代替2-溴-9-苯基-9H-咔唑，2,7-二甲基-9H-咔唑3.91g代替咔唑外，即可得到目标化合物(18)1.47g(收率32％)。通过MS测得化合物的分子量为458.50，元素分析结果为：C 86.45％H 5.05％N 6.13％，可以鉴定为化合物(18)。
合成实施例4：化合物(21)的制备
Figure BDA0002877268730000153
通过实施与化合物(1)相同的合成方法合成化合物(21)，除了使用2-溴-9-(4-叔丁基苯基)-9H-咔唑7.57g代替2-溴-9-苯基-9H-咔唑，即可得到目标化合物(21)1.89g(收率40％)。通过MS测得化合物的分子量为472.35，元素分析结果为：C 86.45％H 5.35％N5.92％，可以鉴定为化合物(21)。
合成实施例5：化合物(25)的制备
Figure BDA0002877268730000154
通过实施与化合物(1)相同的合成方法合成化合物(25)，除了使用3,6-二叔丁基-9H-咔唑5.59g代替咔唑外，即可得到目标化合物(25)2.00g(收率38％)。通过MS测得化合物的分子量为528.47，元素分析结果为：C 86.35％H 6.30％N 5.30％，可以鉴定为化合物(25)。
合成实施例6：化合物(27)的制备
Figure BDA0002877268730000161
通过实施与化合物(1)相同的合成方法合成化合物(27)，除了使用3-(2-溴-9H-咔唑-9-基)苯腈6.94g代替2-溴-9-苯基-9H-咔唑外，即可得到目标化合物(27)1.50g(收率34％)。通过MS测得化合物的分子量为441.39，元素分析结果为：C 84.35％H 3.66％N9.52％，可以鉴定为化合物(27)。
合成实施例7：化合物(38)的制备
Figure BDA0002877268730000162
通过实施与化合物(1)相同的合成方法合成化合物(38)，除了使用2-溴-6-氟-9-苯基-9H-咔唑6.80g代替2-溴-9-苯基-9H-咔唑外，即可得到目标化合物(38)1.69g(收率39％)。通过MS测得化合物的分子量为434.20，元素分析结果为：C 82.98％H 3.70％N6.45％，可以鉴定为化合物(38)。
合成实施例8：化合物(44)的制备
Figure BDA0002877268730000163
通过实施与化合物(1)相同的合成方法合成化合物(44)，除了使用2-溴-9-(4-硝基苯基)-9H-咔唑7.34g代替2-溴-9-苯基-9H-咔唑，2-硝基-9H-咔唑4.24g代替咔唑外，即可得到目标化合物(44)1.77g(收率35％)。通过MS测得化合物的分子量为506.22，元素分析结果为：C 71.16％H 3.01％N 11.08％，可以鉴定为化合物(44)。
合成实施例9：化合物(52)的制备
Figure BDA0002877268730000164
通过实施与化合物(1)相同的合成方法合成化合物(52)，除了使用9-([1,1'-联苯]-4-基)-2-溴-9H-咔唑7.97g代替2-溴-9-苯基-9H-咔唑，3,6-二甲基-9H-咔唑3.91g代替咔唑外，即可得到目标化合物(52)1.98g(收率38％)。通过MS测得化合物的分子量为520.40，元素分析结果为：C 87.70％H 4.83％N 5.40％，可以鉴定为化合物(52)。
合成实施例10：化合物(60)的制备
Figure BDA0002877268730000171
通过实施与化合物(1)相同的合成方法合成化合物(60)，除了使用2-溴-9-(3'-甲基-[1,1'-联苯]-2-基)-9H-咔唑8.25g代替2-溴-9-苯基-9H-咔唑，即可得到目标化合物(60)1.62g(收率32％)。通过MS测得化合物的分子量为506.52，元素分析结果为：C 87.74％H 4.58％N 5.55％，可以鉴定为化合物(60)。
合成实施例11：化合物(72)的制备
Figure BDA0002877268730000172
通过实施与化合物(1)相同的合成方法合成化合物(72)，除了使用2-溴-9-(4-(萘-1-基)苯基)-9H-咔唑8.97g代替2-溴-9-苯基-9H-咔唑，即可得到目标化合物(72)2.00g(收率37％)。通过MS测得化合物的分子量为542.40，元素分析结果为：C 88.55％H4.27％N 5.15％，可以鉴定为化合物(72)。
合成实施例12：化合物(83)的制备
Figure BDA0002877268730000173
通过实施与化合物(1)相同的合成方法合成化合物(83)，除了使用7-溴-9,9'-联苯-9H,9'H-2,2'-咔唑11.26g代替2-溴-9-苯基-9H-咔唑，即可得到目标化合物(83)1.97g(收率30％)。通过MS测得化合物的分子量为657.48，元素分析结果为：C 87.65％H 4.30％N6.39％，可以鉴定为化合物(83)。
合成实施例13：化合物(92)的制备
Figure BDA0002877268730000181
通过实施与化合物(1)相同的合成方法合成化合物(92)，除了使用9-(4-(9H-咔唑-9-基)苯基)-2-溴-9H-咔唑9.75g代替2-溴-9-苯基-9H-咔唑，即可得到目标化合物(92)2.38g(收率41％)。通过MS测得化合物的分子量为581.40，元素分析结果为：C 86.75％H4.15％N 7.25％，可以鉴定为化合物(92)。
合成实施例14：化合物(96)的制备
Figure BDA0002877268730000182
通过实施与化合物(1)相同的合成方法合成化合物(92)，除了使用9-(4-(9H-咔唑-9-基)苯基)-2-溴-9H-咔唑11.07g代替2-溴-9-苯基-9H-咔唑，即可得到目标化合物(96)2.14g(收率33％)。通过MS测得化合物的分子量为647.43，元素分析结果为：C 83.47％H 4.06％N 10.80％，可以鉴定为化合物(96)。
合成实施例15：化合物(103)的制备
Figure BDA0002877268730000183
通过实施与化合物(1)相同的合成方法合成化合物(103)，除了使用5-(4-(2-溴-9H-咔唑-9-基)苯基)-5H-双氮杂咔唑12.22g代替2-溴-9-苯基-9H-咔唑，3,6-二甲基-9H-咔唑3.91g代替咔唑外，即可得到目标化合物(103)1.90g(收率31％)。通过MS测得化合物的分子量为611.47，元素分析结果为：C 82.50％H 4.30％N 11.45％，可以鉴定为化合物(103)。
合成实施例16：化合物(105)的制备
Figure BDA0002877268730000184
步骤一：在苯胺2.33g(25mmol)和3-溴-2-氯-1,1'-联苯16.05g(60mmol)中，加入碳酸钾6.91g(50mmol)和250mL二甲苯。通入氮气，加入碘化亚铜0.48g(2.5mmol)和1,10-菲啰啉0.72g(5mmol)，加热回流12h。将温度冷却至室温，过滤，液相减压蒸馏，与滤饼混合，用硅胶柱色谱对粗品分离，得到2-氯-N-(2-氯-[1,1'-联苯]-3-基)-N-苯基-[1,1'-联苯]-3-胺5.48g(收率47％)。
步骤二：在9-苯基-9H-2,9'-咔唑4.66g(10mmol)中，加入叔丁基苯溶剂50mL，通入氮气，加液氮冷却至0℃，缓慢滴加2.5M正己烷丁基锂溶液32.5mL(13mmol)，在60℃下搅拌2h后，加液氮降至-40℃，缓慢加入三溴化硼2.36mL(25mmol)，反应恢复至室温，反应1h。冷却至0℃下加入N,N-二异丙基乙胺1.29g(10mmol)，然后将反应混合物加热至室温。在120℃搅拌10h后，冷却至室温，加醋酸淬火反应液，过滤，有机相水洗萃取2次，有机相分离，减压蒸馏，与滤饼混合，用硅胶柱色谱对粗品精制，即可得到目标化合物(105)1.82g(收率44％)。通过MS测得化合物的分子量为413.18，元素分析结果为：C 87.22％H 4.14％N3.40％，可以鉴定为化合物(105)。
合成实施例17：化合物(107)的制备
Figure BDA0002877268730000191
通过实施与化合物(105)相同的合成方法合成化合物(107)，除了使用对甲基苯胺2.68g代替苯胺外，即可得到目标化合物(107)1.75g(收率41％)。通过MS测得化合物的分子量为427.05，元素分析结果为：C 87.18％H 4.50％N 3.27％，可以鉴定为化合物(107)。
合成实施例18：化合物(118)的制备
Figure BDA0002877268730000192
通过实施与化合物(105)相同的合成方法合成化合物(118)，除了使用3-溴-4'-叔丁基-2-氯-1,1'-联苯19.42g代替3-溴-2-氯-1,1'-联苯外，即可得到目标化合物(118)2.10g(收率40％)。通过MS测得化合物的分子量为525.36，元素分析结果为：C 86.88％H6.35％N 2.67％，可以鉴定为化合物(118)。
合成实施例19：化合物(134)的制备
Figure BDA0002877268730000193
通过实施与化合物(105)相同的合成方法合成化合物(134)，除了使用2-氟苯胺2.78g代替苯胺，3-溴-2-氯-4'-氟-1,1'-联苯17.13g代替3-溴-2-氯-1,1'-联苯外，即可得到目标化合物(134)1.63g(收率35％)。通过MS测得化合物的分子量为525.36，元素分析结果为：C 77.16％H 3.00％N 3.00％，可以鉴定为化合物(134)。
合成实施例20：化合物(140)的制备
Figure BDA0002877268730000201
通过实施与化合物(105)相同的合成方法合成化合物(140)，除了使用[1,1':3',1”-三联苯]-5'-胺6.13g代替苯胺外，即可得到目标化合物(140)2.15g(收率38％)。通过MS测得化合物的分子量为565.34，元素分析结果为：C 89.25％H 4.45％N 2.48％，可以鉴定为化合物(140)。
合成实施例21：化合物(157)的制备
Figure BDA0002877268730000202
通过实施与化合物(105)相同的合成方法合成化合物(157)，除了使用4-(9H-咔唑-9-基)苯胺6.46g代替苯胺外，即可得到目标化合物(157)2.14g(收率37％)。通过MS测得化合物的分子量为578.40，元素分析结果为：C 87.23％H 4.16％N 4.85％，可以鉴定为化合物(157)。
合成实施例22：化合物(170)的制备
Figure BDA0002877268730000203
步骤一：在1,3-二氯-2-硝基苯7.68g(40mmol)和苯胺9.31g(100mmol)中，加入碳酸钾11.06g(80mmol)和200mL二甲苯。通入氮气，加入碘化亚铜0.76g(4mmol)和1,10-菲啰啉1.44g(8mmol)，加热回流8h。将温度冷却至室温，水洗，过滤，滤液用二氯甲烷萃取后浓缩，与滤饼一起用乙醇精制，得到2-硝基-N1,N3-二苯基苯-1,3-二胺8.79g(收率72％)。
步骤二：在2-硝基-N1,N3-二苯基苯-1,3-二胺8.55g(28mmol)中，加入亚磷酸三乙酯24.2mL(140mmol)和氯苯14.20mL(140mmol)，加热回流反应12h，冷却至室温，用二氯甲烷与乙醇混合精制，得到5,9-二氢喹诺并[3,2,1-de]吩嗪4.10g(收率54％)。
步骤三：在5,9-二氢喹诺并[3,2,1-de]吩嗪4.07g(15mmol)和1-溴-2-硝基苯7.07g(35mmol)，加入碳酸钾4.15g(30mmol)和100mL二甲苯。通入氮气，加入碘化亚铜0.285g(1.5mmol)和1,10-菲啰啉0.54g(3mmol)，加热回流8h。将温度冷却至室温，水洗，过滤，滤液用二氯甲烷萃取后浓缩，与滤饼一起用四氢呋喃与石油醚精制，得到5,9-二(2-硝基苯基)-5,9-二氢喹诺并[3,2,1-de]吩嗪6.00g(收率78％)。
步骤四：在5,9-二(2-硝基苯基)-5,9-二氢喹诺并[3,2,1-de]吩嗪5.13g(10mmol)中，加入亚磷酸三乙酯8.6mL(50mmol)和氯苯5.1mL(50mmol)，加热回流反应12h，冷却至室温，过滤，滤饼用硅胶柱色谱对粗品精制，即可得到目标化合物(170)1.80g(收率43％)。
通过MS测得化合物的分子量为419.40，元素分析结果为：C 85.92％H 4.08％N10.00％，可以鉴定为化合物(170)。
合成实施例23：化合物(178)的制备
Figure BDA0002877268730000211
通过实施与化合物(170)相同的合成方法合成化合物(178)，除了使用5-叔丁基-1,3-二氯-2-硝基苯9.92g代替1,3-二氯-2-硝基苯外，即可得到目标化合物(178)1.62g(收率34％)。通过MS测得化合物的分子量为475.65，元素分析结果为：C 85.86％H 5.30％N8.85％，可以鉴定为化合物(178)。
合成实施例24：化合物(183)的制备
Figure BDA0002877268730000212
通过实施与化合物(170)相同的合成方法合成化合物(183)，除了使用4-氨基苯腈11.81g代替苯胺外，即可得到目标化合物(183)1.83g(收率39％)。通过MS测得化合物的分子量为469.25，元素分析结果为：C 81.86％H 3.20％N 14.93％，可以鉴定为化合物(183)。
合成实施例25：化合物(188)的制备
Figure BDA0002877268730000213
通过实施与化合物(170)相同的合成方法合成化合物(188)，除了使用3-溴-4-硝基-1,1'-联苯9.73g代替1-溴-2-硝基苯外，即可得到目标化合物(188)1.71g(收率30％)。通过MS测得化合物的分子量为571.90，元素分析结果为：C 88.25％H 4.40％N 7.36％，可以鉴定为化合物(188)。
按照合成实施例1至合成实施例25基本相同的实验操作方法，即可得到化合物(1)至(195)。
以上详细描述的本发明的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
器件实施例的制备过程如下：
将ITO玻璃基板用异丙醇和纯水各自超声清洗5分钟，然后通过暴露于紫外线和臭氧的照射进行30分钟的清洁，然后将得到的ITO玻璃基板放至真空沉积装置上。
将2-TNATA真空沉积到ITO阳极以形成具有80nm厚度的空穴注入层，并将化合物真空沉积到空穴注入层以形成具有30nm厚度的空穴传输层。
以98∶2的重量比，将4,4'-二(9-咔唑)联苯(CBP)(主体)和本发明的化合物(掺杂剂)共沉积在空穴传输层上以形成具有30nm厚度的发射层。
将TmPyPB真空沉积在发射层上以形成具有30nm厚度的电子传输层，将LiF沉积在电子传输层上以形成具有1nm厚度的电子注入层，并将Mg:Ag按照10:1的重量比真空沉积在电子注入层上以形成具有100nm厚度的阴极，从而完成有机发光器件的制造。
Figure BDA0002877268730000221
使用化合物(1)、(5)、(18)、(21)、(25)、(27)、(38)、(44)、(52)、(60)、(68)、(72)、(75)、(83)、(89)、(92)、(96)、(103)、(105)、(107)、(118)、(134)、(140)、(157)、(170)、(178)、(183)、(188)分别作为发光客体材料制造得到有机电致发光器件实施例1-29。
使用以下化合物1、化合物2、化合物3、化合物4作为发光客体材料制造得到有机电致发光器件对比例1-4。
Figure BDA0002877268730000222
对上述有机电致发光器件实施例1-29以及有机电致发光器件对比例1-4的驱动电压、寿命、发光效率和色坐标进形评价测试，评价结果示于以下表1中。
表1有机电致发光器件性能表征
Figure BDA0002877268730000231
根据以上结果可知，本发明新设计的稠杂环化合物，由于非对称性的杂原子引入和核心刚性结构的设计策略，呈现出优异的绿光发射性质，相对于现有技术中对称性的含硼稠杂环化合物，或者核心呈枝状的稠杂环化合物，使用其作为发光材料制备的器件，呈现更加纯净的绿光之外，在启动电压、电流效率和寿命上均具有更加优异的性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种稠杂环化合物，其特征在于，所述稠杂环化合物为式(1-1)所示结构：
Figure FDA0002877268720000011
其中，Y1、Y2、Y3分别选自：B、N；
R1-R17各自独立的选自：氢，氟基，硝基，氰基，未取代或被氟基取代的C1-C20的烷基，未取代或被氟基取代的C1-C20的烷氧基，未取代或被氟基取代的C1-C20的烷硫基，未取代或被氟基取代的C1-C20的硅烷基，未取代或被氟基、硝基、氰基、C1-C20的烷基取代的C6-C45的芳基，未取代或被氟基、硝基、氰基、C1-C20的烷基取代的C3-C45的杂芳基，未取代或被氟基、硝基、氰基、C1-C20的烷基取代的C6-C45的芳胺基，未取代或被氟基、硝基、氰基、C1-C20的烷基取代的C6-C45的芳硅基，未取代或被氟基、硝基、氰基、C1-C20的烷基取代的C6-C45的芳氧基，未取代或被氟基、硝基、氰基、C1-C20的烷基取代的C6-C45的芳硫基；
R1-R17相同或不相同。
2.根据权利要求1所述的一种稠杂环化合物，其特征在于，式(1-1)所示结构可进一步表示为：
Figure FDA0002877268720000012
3.根据权利要求1所述的一种稠杂环化合物，其特征在于，所述C1-C20的烷基选自：甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔丁基；
所述C1-C20的烷氧基选自：甲氧基、乙氧基、正丙基氧基、异丙基氧基、叔丁基氧基；
所述C1-C20的烷硫基选自：甲硫基、乙硫基、正丙基硫基、异丙基硫基、叔丁基硫基；
所述C1-C20的硅烷基选自：三甲基硅基；
所述C6-C45的芳基选自：苯基、联苯基、三联苯基、萘基、苯基萘基、萘基苯基、蒽基、菲基、芘基、9,9-二甲基芴基、9,9-二苯基芴基、螺芴基、咔唑基、苯基咔唑基、咔唑基苯基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基；
C3-C45的杂芳基选自：吡啶基、嘧啶基、三嗪基、苯并咪唑基、苯并噁唑基、苯并噻吩基、苯并吲哚基、吡啶并吲哚基、吡啶并二唑基、吡啶并三唑基；
C6-C45的芳胺基选自：二苯基胺基、二苯胺基苯基、二(联苯基)胺基、二(萘基)胺基、苯基联苯胺基、苯基萘胺基；
C6-C45的芳硅基选自：二甲基苯基硅基、甲基二苯基硅基、三苯基硅基。
4.根据权利要求1所述的一种稠杂环化合物，其特征在于，R1-R17各自独立的选自：氢，氟基，硝基，氰基，以及如下所示基团：
Figure FDA0002877268720000021
Figure FDA0002877268720000031
*为取代位点。
5.根据权利要求2所述的一种稠杂环化合物，其特征在于，所述稠杂环化合物的结构为式(2-1)时，R8与R13相同，R9与R12相同，R10与R11相同，R14与R16相同；
所述稠杂环化合物表示为式(2-2)时，R1与R7相同，R2与R8相同，R3与R9相同，R4与R10相同，R5与R11相同，R6与R12相同，R13为氢；
所述稠杂环化合物表示为式(2-3)时，R1与R7相同，R2与R8相同，R3与R9相同，R4与R10相同，R11与R16相同，R12与R15相同，R13与R14相同，R4与R10相同，R17为氢。
6.根据权利要求2所述的一种稠杂环化合物，其特征在于，式(2-1)所示结构的稠杂环化合物选自：
Figure FDA0002877268720000041
Figure FDA0002877268720000051
Figure FDA0002877268720000061
Figure FDA0002877268720000071
式(2-2)所示结构的稠杂环化合物选自：
Figure FDA0002877268720000081
Figure FDA0002877268720000091
Figure FDA0002877268720000101
式(2-3)所示结构的稠杂环化合物选自：
Figure FDA0002877268720000102
7.一种根据权利要求2所述的稠杂环化合物的制备方法，其特征在于，式(2-1)所示结构的稠杂环化合物按照如下过程制备得到：
Figure FDA0002877268720000111
包括如下步骤：
物料(a1)、物料(a2)在含有催化剂、配体、碱和溶剂的反应体系下，通入氮气加热回流反应，反应完全后，处理精制，即可得到中间体(a3)；在溶解有中间体(a3)的反应介质中，加入正丁基锂、仲丁基锂或者叔丁基锂溶液进行低温反应后，再先后加入三溴化硼、三氯化硼或三碘化硼，和N,N-二异丙基乙胺进行反应，反应完全后，醋酸或醋酸盐猝灭反应，处理精制，即可得到目标化合物(2-1)；
或者，物料(a1)、物料(a2)在含有催化剂、配体、碱和溶剂的反应体系下，通入氮气加热回流反应，反应完全后，处理精制，即可得到中间体(a3)；在溶解有中间体(a3)的反应介质中，加入三溴化硼、三氯化硼或三碘化硼，通入氮气加热回流反应，反应完全后，反应液冷却至室温，加入PH为7的磷酸缓冲液，然后用萃取剂萃取，有机相精制，即可得到目标化合物(2-1)；
式(2-2)所示结构的稠杂环化合物按照如下过程1或过程2制备得到；
过程1如下所示：
Figure FDA0002877268720000112
过程1包括如下步骤：
物料(b1)、物料(b2)、物料(b3)在含有催化剂、配体、碱和溶剂的反应体系下，通入氮气加热回流反应，反应完全后，处理精制，即可得到中间体(b4)；在溶解有中间体(b4)的反应介质中，加入正丁基锂、仲丁基锂或者叔丁基锂溶液进行低温反应后，再先后加入三溴化硼、三氯化硼或三碘化硼，和N,N-二异丙基乙胺进行反应，反应完全后，醋酸或醋酸盐猝灭反应，处理精制，即可得到目标化合物(2-2)；
或者，物料(b1)、物料(b2)、物料(b3)在含有催化剂、配体、碱和溶剂的反应体系下，通入氮气加热回流反应，反应完全后，处理精制，即可得到中间体(b4)；在溶解有中间体(b4)的反应介质中，加入三溴化硼、三氯化硼或三碘化硼，通入氮气加热回流反应，反应完全后，反应液冷却至室温，加入PH为7的磷酸缓冲液，然后用萃取剂萃取，精制，即可得到目标化合物(2-2)；
过程2如下所示：
Figure FDA0002877268720000121
过程2包括如下步骤：
物料(b1)、物料(b2)在含有催化剂、配体、碱和溶剂的反应体系下，通入氮气加热回流反应，反应完全后，冷却至室温，加入物料(b3)，继续加热回流反应，反应完全后，处理精制，即可得到中间体(b4)；在溶解有中间体(b4)的反应介质中，加入正丁基锂、仲丁基锂或者叔丁基锂溶液进行低温反应后，再先后加入三溴化硼、三氯化硼或三碘化硼，和N,N-二异丙基乙胺进行反应，反应完全后，醋酸或醋酸盐猝灭反应，处理精制，即可得到目标化合物(2-2)；
或者，物料(b1)、物料(b2)在含有催化剂、配体、碱和溶剂的反应体系下，通入氮气加热回流反应，反应完全后，冷却至室温，加入物料(b3)，继续加热回流反应，反应完全后，处理精制，即可得到中间体(b4)；在溶解有中间体(b4)的反应介质中，加入三溴化硼、三氯化硼或三碘化硼，通入氮气加热回流反应，反应完全后，反应液冷却至室温，加入PH为7的磷酸缓冲液，然后用萃取剂萃取，精制，即可得到目标化合物(2-2)；
其中，物料(b2)与物料(b3)相同时，式(2-2)所示化合物按照过程1制备得到，物料(b2)与物料(b3)不相同时，式(2-2)所示化合物按照过程2制备得到；
式(2-3)所示结构的稠杂环化合物按照如下过程3或过程4制备得到：
过程3如下所示：
Figure FDA0002877268720000122
过程3包括如下步骤：
物料(c1)、物料(c2)、物料(c3)在含有催化剂、配体、碱和溶剂的反应体系下，通入氮气加热回流反应，反应完全后，处理精制，即可得到中间体(c4)；在中间体(c4)中，加入亚磷酸三乙酯和反应介质加热回流进行关环反应，反应完全后，处理精制，即可得到中间体(c5)；中间体(c5)、物料(c6)、物料(c7)在含有催化剂、配体、碱、溶剂的反应体系下，通入氮气加热回流反应，反应完全后，处理精制，即可得到中间体(c8)；在中间体(c8)中，加入亚磷酸三乙酯和反应介质加热回流进行关环反应，反应完全后，处理精制，即可得到式(2-3)所表示的化合物；
过程4如下所示：
Figure FDA0002877268720000131
过程4包括如下步骤：
物料(c1)、物料(c2)在含有催化剂、配体、碱和溶剂的反应体系下，通入氮气加热回流反应，反应完全后，冷却至室温，加入物料(c3)，继续加热回流反应，反应完全后，处理精制，即可得到中间体(c4)；在中间体(c4)中，加入亚磷酸三乙酯和反应介质加热回流进行关环反应，反应完全后，处理精制，即可得到中间体(c5)；中间体(c5)、物料(c6)在含有催化剂、配体、碱、溶剂的反应体系下，通入氮气加热回流反应，反应完全后，冷却至室温，加入物料(c7)，继续加热回流反应，反应完全后，处理精制，即可得到中间体(c8)；在中间体(c8)中，加入亚磷酸三乙酯和反应介质加热回流进行关环反应，反应完全后，处理精制，即可得到式(2-3)所表示的化合物；
其中，物料(c2)与物料(c3)相同，且物料(c6)与物料(c7)相同时，式(2-3)所示化合物按照过程3制备得到，当物料(c2)与物料(c3)不相同，或者物料(c6)与物料(c7)不相同时，式(2-3)所示化合物按照过程4制备得到；
以上制备方法中，X1、X2、X3分别独立的选自Br、Cl；
每一个催化剂分别独立的选自：碘化亚铜、四(三苯基膦)钯、三(二亚苄基丙酮)二钯、[1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯；
每一个配体分别独立的选自：1,10-菲啰啉、三叔丁基膦四氟硼酸盐、18-冠醚-6、2-二环己基磷-2,4,6-三异丙基联苯；
每一个碱分别独立的选自：碳酸钾、碳酸钠、碳酸铯、叔丁醇钠、叔丁醇钾；
每一个溶剂分别独立的选自：甲苯、二甲苯、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃；
每一个反应介质分别独立的选自：叔丁基苯、甲苯、二甲苯、氯苯、二氯苯、三氯苯、二氯甲苯；
每一个萃取剂分别独立的选自：二氯甲烷、四氢呋喃、乙酸乙酯、甲苯。
8.一种根据权利要求1-6任一项所述的稠杂环化合物的应用，其特征在于，独立的用作有机电致发光器件的发光层或者用作有机电致发光器件的发光客体材料。
9.一种有机电致发光器件，至少包括阴极、阳极和两电极之间的有机层，或者至少包括出光层、阴极、阳极和两电极之间的有机层，其特征在于，两电极之间的有机层含有权利要求1-6任一项所述的稠杂环化合物。
10.根据权利要求9所述的有机电致发光器件，其特征在于，有机层至少包括发光层，发光层含有权利要求1-6任一项所述的稠杂环化合物。
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