CN113121588A - 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。所述有机化合物的结构式由化学式1所示的结构组成，该有机化合物具有优异的光电性能，可以提高器件的发光效率和使用寿命，并能够降低工作电压。
Description
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
有机电致发光器件技术由于具有主动发光、发光效率较高、功耗低、轻、薄、响应速度快，可视角度大等优点被视为下一代显示和照明技术。有机电致发光器件由基板、阳极、空穴注入层、空穴传输层及电子阻挡层、发光层、电子传输层及空穴阻挡层、电子注入层以及阴极等组成。电子和空穴分别从阴极和阳极注入，然后通过电子传输层和空穴传输层在发光层复合形成激子，激子回到基态而发光。
虽然现在OLED已经被广泛应用，但是由于优异的传输材料、高效的发光材料、注入材料的稀缺，导致OLED器件的发光效率、使用寿命等性能和产品的应用要求相比还有待进一步提升。
目前报道的有机空穴传输材料由于分子量普遍较小，材料的玻璃化温度较低，在材料使用过程中，反复充电放电，材料容易结晶，薄膜的均一性被破坏，从而影响材料使用寿命。因此，开发稳定高效的有机空穴传输材料，从而改善电荷迁移率，降低驱动电压，提高器件发光效率，延长器件寿命，具有很重要的实际应用价值。
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申请的背景的理解，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
本申请的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种有机化合物，所述有机化合物的结构通式如化学式1所示：
其中，R1、R2、R3和R4彼此相同或不同，且各自独立地选自氘、卤素、氰基、碳原子数为1-5的烷基、碳原子数为3-10的环烷基、碳原子数为6-15的芳基、碳原子数为3-12的杂芳基、碳原子数为3～12的三烷基硅基；
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2或3时，ni选自0、1、2、3、4或5；当i为1或4时，ni选自0、1、2、3或4；且当ni大于1时，任意两个Ri相同或不同；
L1、L2和L相同或不同，且各自独立地选自单键、碳原子数为6～30的取代或未取代的亚芳基、或者碳原子数为3～30的取代或未取代的亚杂芳基；
Ar1和Ar2相同或不同，且各自独立地选自碳原子数为6-40的取代或未取代的芳基、或者碳原子数为3-30的取代或未取代的杂芳基；
所述L1、L2、L、Ar1和Ar2中的取代基相同或不同，且各自独立地选自氘、卤素、氰基、碳原子数为3～12的杂芳基、碳原子数为6～15的芳基、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3～10的环烷基、碳原子数为3～12的三烷基硅基；任选地，在Ar1和Ar2中，任意两个相邻的取代基形成3-15元环。
本发明的化学式1表示的通过Si-O稠环的化合物，由于Si-O桥联结构增强的平面构型，有助于电荷的传输，以获得优异的电荷迁移率。并且Si-π-O键具有较大的平均解离能、因此化合物具有更好的热稳定性。因此作为蓝光器件中的空穴调整层，可有效提高器件的空穴迁移率，并使得器件具有更平衡的电荷传输，有效的提高器件性能。另外，由于含氮的芳基或芳杂基的叔胺结构提供了合适的空间位阻效应，可以有效提升材料的玻璃化转变温度，从而可以具有更高的热稳定性。此外，有效抑制化合物在成膜中的结晶和聚集，能够具有更稳定的无定形形态，使得材料在器件中具有低电压、高效率和长寿命的优势。
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，并不能限制本申请。
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；330、空穴调整层；340、有机电致发光层；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。
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，该有机化合物的结构通式如化学式1所示：
其中，R1、R2、R3和R4彼此相同或不同，且各自独立地选自氘、卤素、氰基、碳原子数为1-5的烷基、碳原子数为3-10的环烷基、碳原子数为6-15的芳基、碳原子数为3-12的杂芳基、碳原子数为3～12的三烷基硅基；
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2或3时，ni选自0、1、2、3、4或5；当i为1或4时，ni选自0、1、2、3或4；且当ni大于1时，任意两个Ri相同或不同；
L1、L2和L相同或不同，且各自独立地选自单键、碳原子数为6～30的取代或未取代的亚芳基、或者碳原子数为3～30的取代或未取代的亚杂芳基；
Ar1和Ar2相同或不同，且各自独立地选自碳原子数为6-40的取代或未取代的芳基、或者碳原子数为3-30的取代或未取代的杂芳基；
所述L1、L2、L、Ar1和Ar2中的取代基相同或不同，且各自独立地选自氘、卤素、氰基、碳原子数为3～12的杂芳基、碳原子数为6～15的芳基、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3～10的环烷基、碳原子数为3～12的三烷基硅基；任选地，在Ar1和Ar2中，任意两个相邻的取代基形成3-15元环，举例而言，任意两个相邻的取代基形成环戊烷基、环己烷基等。
在本申请中，“任选地，在Ar1和Ar2中，任意两个相邻的取代基形成3-15元环”是指在Ar1和Ar2中，任意两个相邻的取代基可以形成3-15元环，也可以不形成3-15元环。
具体地，所述有机化合物具有如下所示的结构：
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，“
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、氰基、碳原子数为3～12的杂芳基、碳原子数为6～15的芳基、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3～10的环烷基、碳原子数为3～12的三烷基硅基，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，任意两个相邻的取代基形成3-15元环。
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
则其碳原子数为10；L为
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5个碳原子，在本申请中，诸如“1至5”的数值范围是指给定范围中的各个整数；例如，"1至5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。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，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、
基等。本申请的“芳基”可含有6-40个碳原子，在一些实施例中，芳基中的碳原子数可以是6-30个，在一些实施例中，芳基中的碳原子数可以是6-25个，在另一些实施例中芳基中的碳原子数可以是6-20个，在另一些实施例中芳基中的碳原子数可以是6-15个。举例而言，本申请中，芳基的碳原子数量可以是6个、12个、13个、14个、15个、18个、20个、24个、25个、30个、35个、40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。
在本申请中，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、叔丁基、三氟甲基、杂芳基、三甲基硅基、烷基、环烷基、烷氧基、烷硫基等基团取代。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、等等。
在本申请中，杂芳基是指环中包含1、2、3、4、5、6或7个杂原子的一价芳香环或其衍生物，所述杂原子可以是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-芳基咔唑基(如N-苯基咔唑基)、N-杂芳基咔唑基(如N-吡啶基咔唑基)、N-烷基咔唑基(如N-甲基咔唑基)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类型的杂芳基，N-芳基咔唑基、N-杂芳基咔唑基为通过碳碳键共轭连接的多环体系类型的杂芳基。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，在另一些实施例中杂芳基中的碳原子数可以是3-12个，在另一些实施例中杂芳基中的碳原子数可以是12-18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、15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。
在本申请中，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、三甲基硅基、烷基、环烷基、烷氧基、烷硫基等基团取代。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。
在本申请中，卤素基团可以包括氟、碘、溴、氯等。
本申请中，不定位连接键是指从环体系中伸出的单键
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。
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。
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式中，所述L1、L2和L相同或不同，且各自独立地选自单键、碳原子数为6～12的取代或未取代的亚芳基。
在本申请的一种实施方式中，所述L1、L2和L相同或不同，且各自独立地选自单键、取代或未取代的亚苯基、取代或未取代的亚萘基、取代或未取代的亚联苯基。
可选地，所述L1、L2和L中的取代基相同或不同，且各自独立地选自氘、氟、氰基、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、三甲基硅基、苯基、萘基、联苯基、吡啶基、咔唑基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基。
在本申请另一种实施方式中，所述L1、L2和L相同或不同，且各自独立地选自单键或者取代或未取代的基团V，未取代的基团V选自如下基团所组成的组：
其中，
表示化学键；取代的基团V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、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、三甲基硅基、苯基、萘基、联苯基、吡啶基、咔唑基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基；当V的取代基个数大于1时，各取代基相同或不同。
可选地，L1、L2和L相同或不同，且各自独立地选自单键或者如下基团所组成的组：
在本申请的一种实施方式中，所述Ar1和Ar2相同或不同，且各自独立地选自碳原子数为6～25的取代或未取代的芳基、或者碳原子数为12～18的取代或未取代的杂芳基。
进一步可选地，所述Ar1和Ar2相同或不同，且各自独立地选自取代或未取代的苯基、取代或未取代的联苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的二苯并呋喃基，取代或未取代的二苯并噻吩基、取代或未取代的芴基、取代或未取代的菲基、取代或未取代的苯并菲基、取代或未取代的咔唑基、取代或未取代的螺二芴基。
优选地，所述Ar1和Ar2中的取代基相同或不同，且各自独立地选自氘、氟、氰基、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、苯基、萘基、联苯基、环己基、吡啶基、咔唑基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、三甲基硅基。
在本申请的一种实施方式中，所述Ar1和Ar2相同或不同，且各自独立地选自取代或未取代的基团W，未取代的基团W选自如下基团所组成的组：
其中，
表示化学键；取代的基团W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、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、苯基、萘基、联苯基、环己基、吡啶基、咔唑基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、三甲基硅基；当W的取代基个数大于1时，各取代基相同或不同。
所述Ar1和Ar2相同或不同，且各自独立地选自如下基团所组成的组：
在本申请的一种实施方式中，所述R1、R2、R3和R4相同或不同，且各自独立地选自氘、氟、氰基、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、环己基、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、三甲基硅基。
可选地，有机化合物选自如下化合物所形成的组，但不仅限于此：
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。
在本申请一种具体实施方式中，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、空穴调整层330、有机电致发光层340、电子传输层350以及电子注入层360；空穴注入层310、空穴传输层320、空穴调整层330、有机电致发光层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，空穴调整层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1-204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。举例而言，在本申请的一种实施方式中，空穴传输层320由化合物NPB组成。
可选地，空穴调整层330由本申请所提供的有机化合物组成。本发明的化学式1表示的通过Si-O稠环的化合物，由于Si-O桥联结构增强的平面构型，有助于电荷的传输，以获得优异的电荷迁移率。并且Si-π-O键具有较大的平均解离能、因此化合物具有更好的热稳定性。因此作为于蓝光器件中的空穴调整层，可有效提高器件的空穴迁移率，并使得器件具有更平衡的电荷传输，有效的提高器件性能。另外，由于含氮的芳基或芳杂基的叔胺结构提供了合适的空间位阻效应，可以有效提升材料的玻璃化转变温度，从而可以具有更高的热稳定性。此外，有效抑制化合物在成膜中的结晶和聚集，能够具有更稳定的无定形形态，使得材料在器件中具有低电压、高效率和长寿命的优势。
可选地，有机电致发光层340的材料可以为金属螯类化合物、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，有机电致发光层340可以由α,β-ADN和BD-01组成。
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。从分子设计的角度来看，本申请化合物形成了缺电子型的大共轭平面结构，具有结构不对称且空间位阻较大的优点，可以降低分子间凝聚力，减少结晶趋势，从而提高了电子传输率。在本申请的一种实施方式中，电子传输层350可以由ET-06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320之间还可以设置有空穴注入层310，以增强向空穴传输层320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F4-TCNQ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)。
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申请，但是，以下描述是用于解释本申请，而不是以任意方式限制本申请的范围。
合成实施例
所属领域的专业人员应该认识到，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化合物的其它方法都被认为是在本申请的范围之内。例如，根据本申请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申请所描述的，或将反应条件做一些常规的修改。另外，本申请所公开的反化合物合成。
制备例1：化合物2的合成
(1)中间体M-1的合成
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，加入碘代三苯基硅烷(30g，77.7mmol)(反应物SM-1)、2-溴-5氯苯酚(19.3g，93.2mmol)(反应物SN-1)、咪唑(133.6g，194.2mmol)、四氢呋喃(250mL)、N,N-二甲基甲酰胺(50mL)。开启搅拌，室温反应2h，反应结束。水洗三遍，乙酸乙酯萃取，用饱和氯化铵水溶液再次萃取，合并有机相，用无水硫酸镁干燥，过滤后将滤液减压蒸馏浓缩，得到粗品；对粗品进行硅胶柱色谱提纯，得到中间体M-1(29.7g，收率82.1％)。
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1-氯-3-(二苯基硅基)苯(60g，203.4mmol)(反应物SN-2)溶于乙腈(500mL)中，再加入对伞花烃二氯化钌(2.4g，8.2mmol)和H2O(0.5mL)。开启搅拌，室温反应12h，反应结束。水洗，萃取，合并有机相，用无水硫酸镁干燥，过滤后将滤液减压蒸馏浓缩，得到粗品；石油醚乙酸乙酯体系对粗品进行硅胶柱色谱提纯，得到中间体SM-2(36.2g，收率57.3％)。采用类似的方法可以得到中间体SM-3(35.3g，收率55.8％)。
参照中间体M-1的合成方法，合成下表1所示的中间体，其中反应物SM-1或中间体SM-X(X为2-3)代替反应物SM-1，反应物SN-X(X为3-6)代替反应物SN-1，合成如下表1所示的中间体M-X(X为2-6)。
表1
(2)中间体N-1的合成
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M-1(29.7g，63.8mmol)、PivOH(1.9g，19.1mmol)、Pd(OAC)2(0.7g，36.9mmol)、Pcy3-HBF4(2.3g，6.38mmol)、CsCO3(41.6g，127.6mmol)、分子筛(2g)和无水对二甲苯(150mL)。开启搅拌，升温至135-145℃反应3h，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，得到固体中间体N-1(18.1g，收率73.5％)。
参照中间体N-1的合成方法，合成下表2所示的中间体，其中中间体M-X(X为2-6)代替中间体M-1，合成如下表2所示的中间体N-X(X为2-6)。
表2
(3)中间体D-1的合成
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，加入反应物NM-1(20g，106mmol)、反应物P-1(10.4g，112mmol)、甲苯(200mL)，升温至65-75℃，再依次加入叔丁醇钠(15.2g，158mmol)、X-Phos(0.88g，2.12mmol)、Pd2(dba)3(0.98g，1.06mmol)。开启搅拌，升温回流反应1h，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浓缩得到粗品；对粗品进行硅胶柱色谱提纯，得到中间体D-1(22.6g，收率86.9％)。
参照中间体D-1的合成方法，合成下表3所示的中间体，其中反应物NM-X(X为2-27)代替反应物NM-1，反应物P-X(X为1-6)代替反应物P-1，合成如下表3所示的中间体D-X(X为2-31)。
表3
(4)中间体B-1的合成
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N-1(10g，25.9mmol)、4-氟苯硼酸(4.4g，31.2mmol)(反应物YM-1)、四(三苯基膦)钯(0.15g，0.13mmol)、四氢呋喃(100mL)、40wt％的磷酸三钾水溶液(16.1g，76mmol)。开启搅拌并加热，回流反应12h，反应结束后，冷却至室温。用饱和氯化铵水溶液萃取分离有机相，使用无水硫酸镁干燥有机相，过滤后将滤液减压蒸馏浓缩，得到粗品；使用乙醇对粗品进行重结晶，得到中间体B-1(9.4g，收率81.3％)。
参照中间体B-1的合成方法，合成下表4所示的中间体，其中反应物YM-X(X为2-10)代替反应物YM-1，中间体N-X(X为1或4)代替中间体N-1，合成如下表4所示的中间体B-X(X为2-10)。
表4
(5)化合物2的合成
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N-1(5g，13mmol)、中间体D-1(3.2g，13mmol)、甲苯(50mL)，升温至65-75℃，再依次加入叔丁醇钠(1.9g，19.5mmol)、S-Phos(0.11g，0.26mmol)、Pd2(dba)3(0.12g，0.13mmol)。开启搅拌，升温回流反应2h，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浓缩得到粗品；对粗品进行硅胶柱色谱提纯，然后正庚烷重结晶，得到化合物2(3.9g，收率50.4％)，质谱：m/z＝593.80[M+H]+。
参照化合物2的合成方法，合成下表5所示的化合物，其中中间体N-X(X为1-3或5-6)或中间体B-X(X为1-10)代替中间体N-1，中间体D-X(X为1-31)代替中间体D-1，合成如下表5所示的化合物。
表5
部分化合物核磁数据如下表6所示
表6
有机电致发光器件的制备和性能评估
实施例1
蓝色有机电致发光器件
将厚度为
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F4-TCNQ(结构式见下文)以形成厚度为
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
的空穴传输层320(HTL)。
在空穴传输层320(HTL)上真空蒸镀化合物2，形成厚度为
的空穴调整层330。
在空穴调整层330上，将α,β-ADN:BD-1以10:1的比例进行共同蒸镀，形成厚度为
的发光层340(EML)。
将ET-06和LiQ以1:1的重量比进行混合并蒸镀形成
厚的电子传输层350(ETL)，接着将Yb蒸镀在电子传输层上，形成厚度为
的电子注入层360(EIL)。
将镁(Mg)和银(Ag)以1:9的膜厚比真空蒸镀在电子注入层上，形成厚度为
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
的CP-01，形成覆盖层(CPL)，从而完成有机发光器件的制造。
其中，F4-TCNQ、NPB、α,β-ADN、BD-1、ET-06、LiQ、CP-01、化合物A、化合物B、化合物C的结构式如下表7所示：
表7
实施例2-34
除了在形成空穴调整层时，采用表8中所示的化合物替代化合物2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。
比较例1
利用化合物A替代化合物2，采用与实施例1相同的方法制作蓝色有机电致发光器件。
比较例2
利用化合物B替代化合物2，采用与实施例1相同的方法制作蓝色有机电致发光器件。
比较例3
利用化合物C替代化合物2，采用与实施例1相同的方法制作蓝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的条件下分析了器件的性能，其结果示于表8。
表8蓝色有机电致发光器件的性能测试结果
根据表8的结果可知，在化合物作为有机电致发光层的OLED器件中，于比较例相比，实施例1-34制备的有机电致发光器件的各项性能均有所提高。其中，作为发光层的化合物的实施例1-34与已现有技术中的化合物所对应的器件比较例1-3相比有机电致发光器件的电流效率(Cd/A)至少提高了10.64％，功率效率(lm/W)至少提高了10.06％，外量子效率至少提高了10.68％，寿命最少的提高到了13.14％。由上述数据可知，采用本申请的含氮化合物作为电子元件的有机电致发光层，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 (15)
1.一种有机化合物，其特征在于，所述有机化合物的结构通式如化学式1所示：
其中，R1、R2、R3和R4彼此相同或不同，且各自独立地选自氘、卤素、氰基、碳原子数为1-5的烷基、碳原子数为3-10的环烷基、碳原子数为6-15的芳基、碳原子数为3-12的杂芳基、碳原子数为3～12的三烷基硅基；
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2或3时，ni选自0、1、2、3、4或5；当i为1或4时，ni选自0、1、2、3或4；且当ni大于1时，任意两个Ri相同或不同；
L1、L2和L相同或不同，且各自独立地选自单键、碳原子数为6～30的取代或未取代的亚芳基、或者碳原子数为3～30的取代或未取代的亚杂芳基；
Ar1和Ar2相同或不同，且各自独立地选自碳原子数为6-40的取代或未取代的芳基、或者碳原子数为3-30的取代或未取代的杂芳基；
所述L1、L2、L、Ar1和Ar2中的取代基相同或不同，且各自独立地选自氘、卤素、氰基、碳原子数为3～12的杂芳基、碳原子数为6～15的芳基、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3～10的环烷基、碳原子数为3～12的三烷基硅基；任选地，在Ar1和Ar2中，任意两个相邻的取代基形成3-15元环。
2.根据权利要求1所述的有机化合物，其中，所述有机化合物具有如下所示的结构：
3.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述L1、L2和L相同或不同，且各自独立地选自单键、碳原子数为6～12的取代或未取代的亚芳基。
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和L相同或不同，且各自独立地选自单键、取代或未取代的亚苯基、取代或未取代的亚萘基、取代或未取代的亚联苯基；
优选地，所述L1、L2和L中的取代基相同或不同，且各自独立地选自氘、氟、氰基、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、三甲基硅基、苯基、萘基、联苯基、吡啶基、咔唑基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基。
5.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述L1、L2和L相同或不同，且各自独立地选自单键或者取代或未取代的基团V，未取代的基团V选自如下基团所组成的组：
其中，
表示化学键；取代的基团V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、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、三甲基硅基、苯基、萘基、联苯基、吡啶基、咔唑基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基；当V的取代基个数大于1时，各取代基相同或不同。
6.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述L1、L2和L相同或不同，且各自独立地选自单键或者如下基团所组成的组：
7.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，且各自独立地选自碳原子数为6～25的取代或未取代的芳基、或者碳原子数为12～18的取代或未取代的杂芳基。
8.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，且各自独立地选自取代或未取代的苯基、取代或未取代的联苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的二苯并呋喃基，取代或未取代的二苯并噻吩基、取代或未取代的芴基、取代或未取代的菲基、取代或未取代的苯并菲基、取代或未取代的咔唑基、取代或未取代的螺二芴基；
优选地，所述Ar1和Ar2中的取代基相同或不同，且各自独立地选自氘、氟、氰基、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、苯基、萘基、联苯基、环己基、吡啶基、咔唑基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、三甲基硅基。
9.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，且各自独立地选自取代或未取代的基团W，未取代的基团W选自如下基团所组成的组：
其中，
表示化学键；取代的基团W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、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、苯基、萘基、联苯基、环己基、吡啶基、咔唑基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、三甲基硅基；当W的取代基个数大于1时，各取代基相同或不同。
10.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，且各自独立地选自如下基团所组成的组：
11.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述R1、R2、R3和R4相同或不同，且各自独立地选自氘、氟、氰基、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、环己基、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、三甲基硅基。
12.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：
13.一种电子元件，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1-12中任意一项所述的有机化合物；
优选地，所述功能层包括空穴调整层，所述空穴调整层包括所述有机化合物。
14.根据权利要求13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；
优选地，所述有机电致发光器件为蓝色有机电致发光器件。
15.一种电子装置，其特征在于，包括权利要求13或14所述的电子元件。
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