CN113149964A - 一种含共轭稠环芳香结构的化合物及其应用和一种有机电致发光器件 - Google Patents

一种含共轭稠环芳香结构的化合物及其应用和一种有机电致发光器件 Download PDF

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Abstract

本发明涉及有机电致发光器件领域，公开了一种含共轭稠环芳香结构的化合物及其应用和一种有机电致发光器件，该化合物具有式(I)所示的结构。本发明提供的化合物应用于有机电致发光器件中时，能够降低驱动电压及提高发光效率。

Description

一种含共轭稠环芳香结构的化合物及其应用和一种有机电致 发光器件
技术领域
本发明涉及有机电致发光器件领域，具体涉及一种含共轭稠环芳香结构的化合物及其应用和一种有机电致发光器件。
背景技术
有机电致发光二极管(organic light-emitting diode，OLED)是目前发展最迅速，最具大规模商业化应用前景技术。
OLED器件具有亮度高，能耗低，响应快，可柔性化等优异性质。
OLED器件的基本结构包括阳极(anode)，空穴注入层(hole-injection layer，HIL)，空穴传输层(hole-transporting layer，HTL)，发光层(emitting layer，EML)，电子传输层(electron-transporting layer，ETL)，电子注入层(electron-injection layer，ELT)以及阴极(cathode)，根据需要还可以加入空穴/电子阻挡层(hole/electronblocking layer，HBL/EBL)。
目前高效OLED的发光层主要采用了有机磷光材料，这是因为大多数有机分子的三重态激子的辐射跃迁是禁阻的，不利于器件的发光，但重金属原子的自旋-轨道耦合效应，使得原本自旋禁阻的激发态三线态到基态的辐射跃迁变为局部允许。
有效地利用单线态激子及三线态激子，理论上内量子效率可达100％，并且单线态激发态到三线态激发态的系间窜越机率提高，产生了高效的磷光发光。
但由于三线态激子寿命长，易导致高浓度淬灭，采用主客体掺杂，能够有效的避免浓度淬灭，进而需要开发高性能的主体材料和客体材料，红光作为三基色之一对OLED显示至关重要。
因此，开发高性能的红光主体具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的是研究高性能的红光材料，降低现有技术有机电致发光器件的驱动电压及提高发光效率。
为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种含共轭稠环芳香结构的化合物，该化合物具有式(I)所示的结构，
Figure BDA0002378349590000021
其中，在式(I)中，
L1不存在，或者L1为由苯提供的连接基团；
A为由式(A1)、式(A2)、式(A3)、式(A4)、式(A5)、式(A6)或式(A7)所示的结构提供的基团；
Figure BDA0002378349590000022
在式(A1)中，X1和X2中的一者为N，另一者为C-R1，R1为喹啉基、异喹啉基、喹唑啉基、喹喔啉基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的苯基、9-咔唑基、吡啶基、式(a1)所示的结构提供的基团、式(a2)所示的结构提供的基团、式(a3)所示的结构提供的基团、式(a4)所示的结构提供的基团、式(a5)所示的结构提供的基团、式(a6)所示的结构提供的基团、式(a7)所示的结构提供的基团、式(a8)所示的结构提供的基团或式(a9)所示的结构提供的基团；
在式(A7)中，X3和X4中的至少一者为N，任选存在的另一者为C-H，R2和R3各自独立地选自喹啉基、异喹啉基、喹唑啉基、喹喔啉基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的苯基、9-咔唑基、吡啶基、式(a1)所示的结构提供的基团、式(a2)所示的结构提供的基团、式(a3)所示的结构提供的基团、式(a4)所示的结构提供的基团、式(a5)所示的结构提供的基团、式(a6)所示的结构提供的基团、式(a7)所示的结构提供的基团、式(a8)所示的结构提供的基团或式(a9)所示的结构提供的基团；
R1、R2和R3中任选存在的取代基各自独立地选自苯基、萘基、式(a4)所示的结构提供的基团、式(a5)所示的结构提供的基团和二苯胺基中的至少一种；
Figure BDA0002378349590000031
本发明的第二方面提供前述化合物在有机电致发光器件中的应用。
本发明的第三方面提供一种含有前述化合物中的一种或两种以上的化合物的有机电致发光器件，所述化合物存在于该有机电致发光器件的电子传输层、发光层和空穴阻挡层的至少一层中。
本发明具有如下具体的优点：
1、本发明的化合物以特定的含氮稠合杂环为母核，同时连接如式(A1)、式(A2)、式(A3)、式(A4)、式(A5)、式(A6)或式(A7)所示的结构提供的基团，使得本发明的化合物能够同时传输电子和空穴，并且能够平衡器件中的电子和空穴的传输速率，进而获得较宽的载流子复合区域，从而提高发光效率。
2、本发明的化合物在如式(A1)、式(A2)、式(A3)、式(A4)、式(A5)、式(A6)或式(A7)所示的结构提供的基团引入不同的基团，能够调节LUMO能级的范围，使其与临近材料层的能级匹配度高，能够减小电子注入势垒，从而降低驱动电压并提高发光效率。
3、本发明的化合物具有较高的三线态能级，并且高于磷光客体，以抑制从客体到主体的三线态能量倒流，从而将三线态激子限制在发光层内，进而也能够提高发光效率及亮度。
4、本发明的化合物的带隙与三线态能级相差较小，能够提高能量转移速率，从而提高发光效率，同时可降低驱动电压。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
如前所述，本发明的第一方面提供了一种含共轭稠环芳香结构的化合物，该化合物具有式(I)所示的结构，
Figure BDA0002378349590000051
其中，在式(I)中，
L1不存在，或者L1为由苯提供的连接基团；
A为由式(A1)、式(A2)、式(A3)、式(A4)、式(A5)、式(A6)或式(A7)所示的结构提供的基团；
Figure BDA0002378349590000052
在式(A1)中，X1和X2中的一者为N，另一者为C-R1，R1为喹啉基、异喹啉基、喹唑啉基、喹喔啉基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的苯基、9-咔唑基、吡啶基、式(a1)所示的结构提供的基团、式(a2)所示的结构提供的基团、式(a3)所示的结构提供的基团、式(a4)所示的结构提供的基团、式(a5)所示的结构提供的基团、式(a6)所示的结构提供的基团、式(a7)所示的结构提供的基团、式(a8)所示的结构提供的基团或式(a9)所示的结构提供的基团；
在式(A7)中，X3和X4中的至少一者为N，任选存在的另一者为C-H，R2和R3各自独立地选自喹啉基、异喹啉基、喹唑啉基、喹喔啉基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的苯基、9-咔唑基、吡啶基、式(a1)所示的结构提供的基团、式(a2)所示的结构提供的基团、式(a3)所示的结构提供的基团、式(a4)所示的结构提供的基团、式(a5)所示的结构提供的基团、式(a6)所示的结构提供的基团、式(a7)所示的结构提供的基团、式(a8)所示的结构提供的基团或式(a9)所示的结构提供的基团；
R1、R2和R3中任选存在的取代基各自独立地选自苯基、萘基、式(a4)所示的结构提供的基团、式(a5)所示的结构提供的基团和二苯胺基中的至少一种；
Figure BDA0002378349590000061
在本发明中，在没有特别说明的情况下，R1、R2和R3中任意能够实现化学键接的位置均能够与相应的母核结构连接。
在没有特别说明的情况下，本发明所述的未取代的苯基的结构式为：
Figure BDA0002378349590000062
在没有特别说明的情况下，本发明所述的未取代的萘基的结构式包括：
Figure BDA0002378349590000063
以下提供本发明所述的化合物的几种优选的具体实施方式。
具体实施方式1：
在式(I)中，
L1不存在，或者L1为由苯提供的连接基团；
A为由式(A1)所示的结构提供的基团；
在式(A1)中，X1和X2中的一者为N，另一者为C-R1，R1为喹啉基、异喹啉基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的苯基、9-咔唑基、吡啶基、式(a1)所示的结构提供的基团、式(a2)所示的结构提供的基团、式(a3)所示的结构提供的基团、式(a4)所示的结构提供的基团、式(a5)所示的结构提供的基团、式(a6)所示的结构提供的基团、式(a7)所示的结构提供的基团、式(a8)所示的结构提供的基团或式(a9)所示的结构提供的基团；
R1中任选存在的取代基各自独立地选自苯基、萘基、式(a4)所示的结构提供的基团、式(a5)所示的结构提供的基团和二苯胺基中的至少一种。
具体实施方式2：
式(I)所示结构的化合物选自权利要求2中优选的方案中列举的化合物中的任意一种。
具体实施方式3：
在式(I)中，
L1不存在，或者L1为由苯提供的连接基团；
A为由式(A2)所示的结构提供的基团。
具体实施方式4：
式(I)所示结构的化合物选自以下中的任意一种：
Figure BDA0002378349590000081
具体实施方式5：
在式(I)中，
L1不存在，或者L1为由苯提供的连接基团；
A为由式(A3)、式(A4)、式(A5)或式(A6)所示的结构提供的基团。
具体实施方式6：
式(I)所示结构的化合物选自权利要求4中优选的方案中列举的化合物中的任意一种。
具体实施方式7：
在式(I)中，
L1不存在，或者L1为由苯提供的连接基团；
A为由式(A7)所示的结构提供的基团；
在式(A7)中，X3和X4中的至少一者为N，任选存在的另一者为C-H，R2和R3各自独立地选自萘基、取代或未取代的苯基、吡啶基、喹啉基、9-咔唑基、式(a1)所示的结构提供的基团、式(a4)所示的结构提供的基团、式(a5)所示的结构提供的基团、式(a6)所示的结构提供的基团和式(a8)所示的结构提供的基团；
R2和R3中任选存在的取代基各自独立地选自苯基、萘基、式(a4)所示的结构提供的基团、式(a5)所示的结构提供的基团和二苯胺基中的至少一种。
具体实施方式8：
式(I)所示结构的化合物选自权利要求5中优选的方案中列举的化合物中的任意一种。
具体实施方式9：
式(I)所示结构的化合物选自权利要求6中列举的化合物中的任意一种。
本发明对制备式(I)所示结构的化合物的制备方法没有特别的限制，本领域技术人员能够根据本发明提供的化合物的结构式结合制备例的制备方法确定合适的合成方法。
进一步地，本发明的制备例中示例性地给出了一些化合物的制备方法，本领域技术人员可以根据这些示例性的制备例的制备方法得到本发明的所有化合物。本发明在此不再详述制备本发明的各种化合物的具体制备方法，本领域技术人员不应理解为对本发明的限制。
如前所述，本发明的第二方面提供了前述化合物在有机电致发光器件中的应用。
根据一种优选的具体实施方式，本发明提供一种有机电致发光器件，其包括：第一电极；与第一电极相对设置的第二电极；以及设置在第一电极与第二电极之间的一个或多个有机材料层，其中一个或多个有机材料层中包含本发明的前述化合物中的至少一种。
本发明的所述第一电极和所述第二电极中的一者为阳极，另一者为阴极。
根据本发明的一种优选的实施方案，本发明的有机电致发光器件包括空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子阻挡层、电子注入层等作为有机材料层。
特别优选情况下，如前所述，本发明的第三方面提供了一种含有前述化合物中的一种或两种以上的化合物的有机电致发光器件，所述化合物存在于该有机电致发光器件的电子传输层、发光层和空穴阻挡层的至少一层中。
特别优选地，所述化合物存在于该有机电致发光器件的发光层中。
进一步优选本发明的所述化合物作为该有机电致发光器件的发光层中的红光主体材料。
本发明的发明人发现，本发明的化合物作为有机电致发光器件的发光层中的红光主体材料时，能够明显降低有机电致发光器件的驱动电压，并提高发光效率。
本发明的有机电致发光器件优选借助于升华方法涂布一个层或者多个层。在这种情况下，在真空升华系统中，在小于10-3Pa、优选小于10-6Pa的初始压力下通过气相沉积施加本发明提供的化合物。
本发明的有机电致发光器件还优选通过有机气相沉积方法或者借助于载气升华来涂布一个层或者多个层。在这种情况下，在10-6Pa至100Pa的压力下施加所述化合物。这种方法特别的例子是有机蒸镀喷印方法，其中本发明提供的化合物通过喷嘴直接施加并形成器件结构。
本发明的有机电致发光器件优选将本发明的化合物配制成溶液，通过旋涂或借助于任何印刷方式，例如丝网印刷、柔性版印刷、喷墨印刷、平版印刷，更优选的是光引发热成像或喷墨印刷，来形成一个层或者多个层结构。通常情况下，用这种方法来制作多个层时，容易出现层与层之间的破坏，即当制作完成一个层时，再用溶液制作另外一个层时，溶液中的溶剂会破坏掉已经形成的层，这不利于有机电致发光器件的制作。但是，本发明提供的化合物能够在加热或者紫外曝光的情况下发生交联作用，从而保持完整的层而不会被破坏。本发明的化合物另外可从溶液中施加，并且通过后续的在聚合物网络中的交联或者固定在相应的层中。
本发明的有机电致发光器件可通过溶液施加一个或多个层并通过气相沉积施加一个或多个其它层制造为混合体系。
根据本发明的一些实施方式，形成所述阳极的阳极材料，通常优选具有大功函数的材料，例如本发明中使用的阳极材料选自以下材料的一种或多种，金属，如钒、铬、铜和金，或其他合金：金属氧化物，如：氧化锌、氧化铟、氧化铟锡、氧化铟锌和二氧化锡，金属和氧化物的组合，如：氧化锌：铝，但不限于此。
根据本发明的一些实施方式，形成所述空穴注入层的材料，具有传输空穴的能力，因此，所述空穴注入层的材料具有注入阳极中的空穴效应，对发光层或发光材料具有优异的空穴注入效应，防止发光层中产生的激子移动至电子注入层或电子注入材料，此外，具有优异的薄膜形成能力。空穴注入材料的HOMO优选在阳极材料的功函数与周围有机材料层的HOMO之间。
根据本发明的一些实施方式，形成所述空穴传输层的材料为能够接收来自阳极或空穴注入层的空穴、使空穴移动至发光层并对空穴具有高迁移率的材料。
根据本发明的一些实施方式，所述空穴注入材料和空穴传输材料包括芳香族胺衍生物(例如NPB、SqMA1)、六氮杂苯并菲衍生物(例如HACTN)、吲哚并咔唑衍生物、导电聚合物(例如PEDOT/PSS)，酞菁或卟啉衍生物、二苯并茚并芴胺、螺二芴胺中的至少一种，但不限于此。
根据本发明的一些实施方式，所述空穴注入层和空穴传输层例如可采用如下通式的芳香族胺衍生物形成：
Figure BDA0002378349590000111
Figure BDA0002378349590000121
上述通式中的R1至R9的基团各自独立地选自单键、氢、氘、烷基、苯、二联苯、三联苯、萘、蒽、菲、苯并菲、芘、芴、二甲基芴、螺二芴、咔唑、噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩、呋喃、苯并呋喃、二苯并呋喃、吲哚、吲哚咔唑、茚并咔唑、吡啶、嘧啶、咪唑、噻唑、喹啉、异喹啉、喹喔啉、喹唑啉、卟啉、咔啉、吡嗪、哒嗪或三嗪。
根据本发明的一些实施方式，电子阻挡层的形成材料不受特别限制，一般情况下，能够具备如下第1或/和第2个条件的化合物均可考虑采用：
第1：具备较浅的LUMO能级(绝对值较小)，其目的就是减少离开发光层的电子数目，从而提高电子和空穴在发光层的复合几率。
第2：具备较大的三线态能量，其目的就是减少离开发光层的激子数量，从而提高激子转换发光的效率。
根据本发明的一些实施方式，形成所述电子阻挡层的材料包括但不限于芳香族胺衍生物(例如NPB)、螺二芴胺(例如SpMA2)，其中部分电子阻挡材料和空穴注入材料和空穴传输材料的结构类似。
根据本发明的一些实施方式，发光层的发光材料是能够通过接收分别来自空穴传输层和电子传输层的空穴和电子并使空穴和电子结合而发出可见光区域内的光的材料，并且优选对荧光或磷光有良好的量子效率的材料。
根据本发明的一些实施方式，发光层可以包含主体材料和客体材料。
根据本发明的一些实施方式，客体材料优选为经由磷光、荧光、TADF(热激活延迟荧光)、MLCT(金属到配体电荷转移)、HLCT(具有杂化CT态)和三线态-三线态消灭方法中的至少一种方法产生发射的化合物。
根据本发明的一些实施方式，发光层中的客体材料中可以包括苝的衍生物、蒽的衍生物、芴类衍生物、二苯乙烯基芳类衍生物、芳胺类衍生物、有机硅类衍生物、有机硼类衍生物、咔唑-三嗪类衍生物、吖啶类衍生物、含有酮类衍生物、砜基类衍生物、氰基衍生物和氧杂蒽类衍生物，但不限于此。
在本发明的一些优选实施方式中，所述砜基类衍生物具有如下所示的通式：
Figure BDA0002378349590000131
所述酮类衍生物具有如下所示的通式：
Figure BDA0002378349590000132
在上述砜基类衍生物和酮类衍生物的通式中，R20、R21、R22和R23各自独立地选自单键、氢、氘、烷基、苯、二联苯、三联苯、四联苯、萘、苯基萘、蒽、菲、苯并菲、芘、芴、咔唑、噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩、呋喃、苯并呋喃、二苯并呋喃、吲哚、吲哚咔唑、茚并咔唑、吡啶、嘧啶、咪唑、噻唑、喹啉、异喹啉、喹喔啉、喹唑啉、卟啉、咔啉、吡嗪、哒嗪或三嗪，以及它们的取代物表示的基团。
根据本发明的一些实施方式，空穴阻挡层的材料还可以优选为具备如下第1和/或第2个条件的化合物：
第1：具备较深的HOMO能级(绝对值较大)，其目的就是减少离开发光层的空穴数目，从而提高电子和空穴在发光层的复合几率。
第2：具备较大的三线态能量，其目的就是减少离开发光层的激子数量，从而提高激子转换发光的效率。
根据本发明的一些实施方式，形成所述空穴阻挡层的材料例如可以包括含有菲啰啉衍生物(例如Bphen,BCP)，苯并菲衍生物，苯并咪唑衍生物，但不限于此。
电子传输层是接收来自电子注入层的电子并将电子传至发光层的层，并且作为电子传输材料，能够接收来自阴极的电子、使电子移动至发光层并对电子具有高迁移率的材料是合适的。电子传输材料例如包括8-羟基喹啉的Al配合物；包含Alq3的配合物；有机自由基化合物；羟基黄酮-金属配合物等，但不限于此。
根据本发明的一些实施方式，电子注入层是注入来自电极的电子的层，并且电子注入材料优选为这样的化合物：其具有传输电子的能力，具有注入来自阴极的电子的效应，具有将电子注入发光层或发光材料的优异效应，防止发光层中产生的激子移动至空穴注入层，此外还具有优异的薄膜形成能力。电子注入层材料例如包括LiF、CsF、CsCO3、LiQ，但不限于此。
根据本发明的一些实施方式，形成所述阴极材料通常优选具有小功函数的材料，可以使电子顺利注入有机材料层，能够在本公开内容中使用的阴极材料可以选自以下材料的一种或多种，Al、Mg和Ag中的一种或多种。
以下将通过实例对本发明进行详细描述。以下实例中，在没有特别说明的情况下，使用的各种原料均为普通市售品。
在没有特别说明的情况下，下文所述的室温均表示25±1℃。
预备例1：中间体M1的合成：
Figure BDA0002378349590000141
将0.1mol的4-溴-9H-咔唑溶于250ml的1,4-二氧六环溶剂中，通氮气并搅拌，依次加入0.1mol的1-萘硼酸、0.25mol的K2CO3、0.001mol四(三苯基膦)钯，升温至回流反应，5h后HPLC检测原料基本反应完毕，将反应液减压旋干，将残余物通过柱层析得到乳白色固体M1-1(收率:78％)。
将0.05mol的M1-1溶于600ml二氯甲烷溶剂中，搅拌降温至0℃，氩气保护下，将1mol的FeCl3溶于9:1二氯甲烷和硝基甲烷的混合溶液中，将混合溶液逐滴加入到反应液中，1h反应完成，加600ml甲醇和600ml水，然后加二氯甲烷萃取三次，去有机相用无水硫酸钠干燥，将反应液减压旋干，将残余物通过柱层析得到淡黄色固体M1-1(收率：60％)。
预备例2：中间体M2的合成：
Figure BDA0002378349590000151
将0.1mol的中间体M1，0.1mol的4-溴碘苯，1mmol的CuI，0.168mol的碳酸钾和1.5mmol的18-冠-6-醚溶于300ml邻二氯苯溶剂中，加入15ml的DMPU(N,N-二甲基丙烯基脲)，氮气保护下回流反应18h，冷却后加入300ml水和300ml的CH2Cl2,分液，合并有机相并用无水MgSO4干燥，旋干除去溶剂，经柱色谱分离得到白色粉末(收率:33％)。
将0.036mol的中间体M2-1溶于160ml的1,4-二氧六环溶剂中，通氮气下搅拌，依次加入0.036mol的联硼酸频哪醇酯、0.09mol乙酸钾、0.36mmol[1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯，升温至回流反应，4h后HPLC检测原料基本反应完毕，将反应液减压旋干，将残余物通过柱层析得到淡黄色化合物M2(收率:81％)。
预备例3：中间体M3的合成：
Figure BDA0002378349590000152
中间体M3-1的合成：合成方法与中间体M2-1的合成方法相同，得到白色粉末(收率:35％)。
中间体M3的合成：合成方法与中间体M2的合成方法相同，得到淡黄色化合物(收率:83％)。
预备例4：中间体M4的合成：
Figure BDA0002378349590000161
中间体M4-1的合成:合成方法与中间体M2-1的合成方法相同，得到白色粉末(收率:38％)。
中间体M4的合成:合成方法与中间体M2的合成方法相同，得到淡黄色化合物(收率:81％)。
制备例1：化合物1的合成
Figure BDA0002378349590000162
化合物1的合成：将0.05mol的2-溴-4-苯基喹唑啉溶于140ml甲苯溶剂中，加入0.05mol的中间体M-1，0.125mol叔丁醇钠，0.5mmol三(二亚苄基丙酮)二钯、0.5mmol三叔丁基膦，通氮气下搅拌，升温至回流，4h后检测原料反应完毕，将反应液减压旋干，通过柱层析得到淡黄色固体(收率:73％)。
质谱：C36H21N3，理论值：495.17，实测值：495.1。1H-NMR(400MHz，CDCl3)(ppm)δ＝7.01～7.10(2H，m)，7.14～7.21(1H，m)，7.39～7.54(7H，m)，7.61～7.68(2H，m)，7.76～7.86(5H，m)，8.02～8.07(1H，m)，8.10～8.15(1H，m)，8.17～8.18(1H，d)，8.19～8.21(1H，d)。
制备例2：化合物13的合成
Figure BDA0002378349590000171
中间体13-1的合成：将0.05mol的1-萘硼酸溶于90ml的1,4-二氧六环溶剂中，通氮气下搅拌，依次加入0.05mol的4-溴-1-碘苯、0.125mol的K2CO3、0.5mmol四(三苯基膦)钯，升温至回流反应，5h后HPLC检测原料基本反应完毕，将反应液减压旋干，将残余物通过柱层析得到乳白色固体(收率:76％)。
中间体13-2的合成：将0.038mol的中间体13-1加入110ml无水THF中搅拌、N2保护下降温至-78℃，滴加0.0836mol的2.5mol/L的叔丁基锂，保温-78℃1小时升温至室温，保持2小时，再降温至-78℃加入0.038mol的2,4-二氯喹唑啉。升温至室温5h后检测原料反应完毕，向反应液中滴加1mol/L的稀盐酸水溶液，搅拌5小时有固体析出，过滤得到残余物通过柱层析得到黄色固体(收率51％)。
化合物13的合成：将0.03mol的中间体13-2溶于150ml甲苯溶剂中，加入0.03mol的中间体M1，0.075mol叔丁醇钠，0.3mmol三(二亚苄基丙酮)二钯、0.3mmol三叔丁基膦，通氮气下搅拌，升温至回流，4h后检测原料反应完毕，将反应液减压旋干，通过柱层析得到黄色固体(收率:72％)。
质谱：C46H27N3，理论值：621.22，实测值：621.2。1H-NMR(400MHz，CDCl3)(ppm)δ＝6.99～7.08(2H，m)，7.12～7.19(1H，m)，7.20～7.22(1H，m)，7.28～7.56(9H，m)，7.73～7.89(6H，m)，8.08～8.19(3H，m)，8.22～8.30(3H，m)，8.44～8.51(1H，m)，8.90～8.94(1H，m)。
制备例3：化合物21的合成
Figure BDA0002378349590000181
化合物21的合成：将0.05mol的2-溴-4-苯基喹唑啉溶于140ml的1,4-二氧六环溶剂中，通氮气下搅拌，依次加入0.05mol的中间体M2、0.125mol的K2CO3、0.5mmol四(三苯基膦)钯，升温至回流反应，5h后HPLC检测原料基本反应完毕，将反应液减压旋干，将残余物通过柱层析得到黄色固体(收率:74％)。
质谱：C45H25N3，理论值：571.20，实测值：571.1。1H-NMR(400MHz，CDCl3)(ppm)δ＝7.00～7.08(2H，m)，7.13～7.20(1H，m)，7.37～7.55(7H，m)，7.59～7.67(2H，m)，7.74～7.81(4H，m)，7.82～7.85(1H，m)，7.89～7.91(4H，m)，7.95～8.00(1H，m)，8.09～8.13(1H，m)，8.15～8.16(1H，m)，8.18～8.19(1H，m)。
制备例4：化合物30的合成
Figure BDA0002378349590000191
中间体30-1的合成：将0.05mol的9-溴菲加入130ml无水THF中搅拌、N2保护下降温至-78℃，滴加0.11mol的2.5mol/L的叔丁基锂，-78℃保温1小时升温至室温，保持2小时，再降温至-78℃加入0.05mol的2,4-二氯喹唑啉。升温至室温5h后检测原料反应完毕，向反应液中滴加1mol/L的稀盐酸水溶液，搅拌5小时有固体析出，过滤得到残余物通过柱层析得到淡黄色固体(收率48％)。
化合物30的合成：合成方法同化合物21的合成方法，得到黄色固体(收率：70％)。
质谱：C50H29N3，理论值：671.24，实测值：671.2。1H-NMR(400MHz，CDCl3)(ppm)δ＝7.01～7.10(2H，m)，7.15～7.22(1H，m)，7.38～7.72(10H，m)，7.76～7.97(9H，m)，8.11～8.21(4H，m)，8.44～8.46(1H，m)，8.82～8.86(1H，d)，9.06～9.10(1H，d)。
制备例5：化合物59的合成
Figure BDA0002378349590000192
中间体59-1的合成：将0.05mol的2-溴二苯并呋喃加入120ml无水THF中搅拌、N2保护下降温至-78℃，滴加0.11mol的2.5mol/L的叔丁基锂，保温-78℃1小时升温至室温，保持2小时，再降温至-78℃加入0.05mol的2,3-二氯喹唑啉。升温至室温5h后检测原料反应完毕，向反应液中滴加1mol/L的稀盐酸水溶液，搅拌5小时有固体析出，过滤得到残余物通过柱层析得到淡黄色固体(收率：53％)。
化合物59的合成：合成方法同化合物13的合成方法，得到黄色固体(收率：72％)。
质谱：C42H23N3O，理论值：585.18，实测值：585.1。1H-NMR(400MHz，CDCl3)(ppm)δ＝7.01～7.09(2H，m)，7.14～7.21(1H，m)，7.30～7.55(8H，m)，7.64～7.84(7H，m)，7.95～8.00(1H，m)，8.15～8.21(3H，m)，8.72～8.73(1H，m)。
制备例6：化合物71的合成
Figure BDA0002378349590000201
化合物71的合成：合成方法同化合物21的合成方法，得到黄色固体(收率：82％)。
质谱：C42H25N3，理论值：571.20，实测值：571.1。1H-NMR(400MHz，CDCl3)(ppm)δ＝7.01～7.10(2H，m)，7.14～7.21(1H，m)，7.29～7.51(7H，m)，7.654～7.69(3H，m)，7.78～7.86(4H，m)，7.94～7.98(2H，m)，8.01～8.06(2H，m)，8.17～8.21(2H，m)，8.45～8.46(1H，d)，8.48～8.49(1H，d)。
制备例7：化合物108的合成
Figure BDA0002378349590000211
化合物108的合成：合成方法同化合物21的合成方法，得到黄色固体(收率：72％)
质谱：C35H20N2O，理论值：484.16，实测值：484.1。1H-NMR(400MHz，CDCl3)(ppm)δ＝7.01～7.10(2H，m)，7.15～7.22(1H，m)，7.36～7.53(7H，m)，7.57～7.69(2H，m)，7.70～7.78(2H，m)，7.81～7.87(2H，m)，7.99～8.03(1H，m)，8.17～8.18(1H，m)，8.20～8.22(2H，m)。
制备例8：化合物116的合成
Figure BDA0002378349590000212
化合物116的合成：合成方法同化合物13的合成方法，得到黄色固体(收率：78％)
质谱：C37H22N4，理论值：522.18，实测值：522.1。1H-NMR(400MHz，CDCl3)(ppm)δ＝7.00～7.10(2H，m)，7.14～7.21(1H，m)，7.37～7.54(11H，m)，7.81～7.86(2H，m)，8.16～8.21(2H，m)，8.32～8.39(4H，m)。
制备例9：化合物162的合成
Figure BDA0002378349590000221
中间体162-1的合成：将0.1mol的联苯-4-羧酸甲脂和0.03mol的无水氯化铝溶于200ml的二氯甲烷溶剂中，通入氮气冰水浴搅拌温度至0℃，缓慢滴加0.12mol的苯乙酮，12h后检测原料反应完毕，滴加碳酸氢钠调节pH值为8，加入二氯甲烷和水萃取三次，提取有机相减压旋干，得到白色固体中间体162-1(收率：89％)。
中间体162-2的合成：将0.08mol的中间体162-1溶于240ml的乙酸乙酯溶剂中，依次加入0.096mol的尿素、0.08mol的乙醇钠，室温搅拌0.5h，加入0.08mol的POCl3，在氮气保护下升温回流24h，降到室温，减压旋干，加入1.5mol/L的盐酸调节pH值至4，将沉淀物过滤旋干，硅胶色谱柱分离，得到白色固体(收率：50％)。
中间体162-3的合成：将0.035mol中间体162-2溶于120ml二氯甲烷中，滴加三氟甲磺酸酐，室温下反应5h，取有机相减压旋干，将残余物通过柱层析得到淡黄色固体(收率：92％)。
化合物162的合成：将0.032mol的中间体162-3溶于150ml甲苯溶剂中，加入0.032mol的中间体M1，0.08mol叔丁醇钠，0.32mmol三(二亚苄基丙酮)二钯、0.32mmol三叔丁基膦，通氮气下搅拌，升温至回流，4h后检测原料反应完毕，将反应液减压旋干，通过柱层析得到黄色固体(收率:74％)。
质谱：C44H27N3，理论值：597.22，实测值：597.2。1H-NMR(400MHz，CDCl3)(ppm)δ＝7.01～7.10(2H，m)，7.14～7.22(1H，m)，7.38～7.57(11H，m)，7.72～7.78(2H，m)，7.82～7.88(4H，m)，7.91～7.97(2H，m)，8.17～8.18(1H，m)，8.20～8.22(1H，m)，8.27～8.29(1H，m)，8.31～8.34(1H，m)，8.58～8.60(1H，s)。
制备例10：化合物188的合成
Figure BDA0002378349590000231
中间体188-1的合成：1000mL三口瓶中,置换氮气，加入200ml无水THF和58ml(TMS)2NH(0.28mol,2.5eq.)，在搅拌下冷却到0℃，94mL(23.5mmol,2.1eq.)的正丁基锂(2.5M己烷溶液)缓慢滴加到上述搅拌的溶液中。冰水浴撤掉使反应体系缓慢升到室温，并在室温搅拌30min，然后再将反应体系冷却到-78℃，然后将112mmol(1eq.)无水乙酸乙酯缓慢加到反应体系中。加完后在-78℃继续搅拌20min,然后缓慢加入112mmol苯甲酰氯(1eq.)。加完后继续在-78℃下搅拌反应1hr,加入适量6M盐酸淬灭反应，升到室温，加入100ml水，并用稀盐酸调节pH值为1。乙酸乙酯萃取水相三次合并有机相，干燥，减压蒸馏得到白色固体(收率：90％)。
中间体188-2的合成：中间体188-1(0.1mol)溶于240ml的甲苯溶剂中，依次加入0.1mol的二苯并呋喃-4-苯脒盐酸盐，0.01mol对甲苯磺酸，在氮气保护下升温回流24h，降到室温，减压旋干，加入1.5mol/L的盐酸调节pH值至4，将沉淀物过滤旋干，硅胶色谱柱分离，得到白色固体(收率：56％)。
中间体188-3的合成：合成方法同中间体162-3的合成方法，得到淡黄色固体(收率：89％)。
化合物188的合成：合成方法同化合物13的合成方法，得到淡黄色固体(收率：73％)。
质谱：C44H25N3O，理论值：611.20，实测值：611.1。1H-NMR(400MHz，CDCl3)(ppm)δ＝7.02～7.10(2H，m)，7.15～7.21(1H，m)，7.30～7.37(1H，m)，7.38～7.49(6H，m)，7.50～7.57(5H，m)，7.61～7.65(1H，m)，7.81～7.87(2H，m)，7.91～8.00(3H，m)，8.06～8.10(1H，m)，8.17～8.18(2H，m)，8.20～8.21(1H，d)。
器件实施例1
将涂布了ITO透明导电层的玻璃板进行超声处理，在去离子水中冲洗，在丙酮∶乙醇混合溶剂(体积比1∶1)中超声除油，在洁净环境下烘烤至完全除去水分，用紫外光和臭氧清洗，并用低能阳离子束轰击表面；
将上述带有阳极的玻璃基片置于真空腔内，抽真空至1×10-4Pa，在上述阳极层膜上真空蒸镀HAT-CN作为空穴注入层，蒸镀速率为0.1nm/s，蒸镀总膜厚为5nm；接着蒸镀空穴传输层NPB，蒸镀速率为0.1nm/s，厚度为60nm；空穴传输层上真空蒸镀TCTA作为电子阻挡层，蒸镀速率为0.1nm/s，厚度为10nm；
在空穴传输层之上真空蒸镀器件的发光层，发光层包括主体材料和客体材料，利用多源共蒸的方法，调节主体材料化合物1蒸镀速率为0.1nm/s，客体材料(piq)2Ir(acac)蒸镀速率为主体材料的蒸镀速率的10％比例设定，蒸镀总膜厚为30nm；
在发光层之上真空蒸镀器件的空穴阻挡层TPBi，蒸镀速率为0.1nm/s，厚度为5nm；然后蒸镀电子传输层，利用多源共蒸的方法，调节ET-1和ET-2的蒸镀速率均为0.1nm/s，蒸镀总膜厚为30nm；
在电子传输层(ETL)上真空蒸镀厚度为1nm的LiF作为电子注入层，厚度为150nm的Al层作为器件的阴极。
器件实施例2～17
采用与器件实施例1相似的方法制备器件实施例2～17的有机发光器件，所不同的是，将器件实施例1中的化合物1替换成表1中的相应化合物。
器件对比例1
采用与器件实施例1相似的方法制备器件对比例1的有机电致发光器件，所不同的是，将器件实施例1中的化合物1分别替换成RH-1。
Figure BDA0002378349590000251
总结上述器件实施例1-17和器件对比例1的有机电致发光器件的结构为：
ITO/HAT-CN(5nm)/NPB(60nm)/TCTA(10nm)/EML(30nm)/TPBi(5nm)/ET-1:ET-2(重量比1:1，30nm)/LiF(1nm)/Al。
涉及的分子结构如下：
Figure BDA0002378349590000261
测试例1
在亮度2000cd/m2下，测定器件实施例1～17和器件对比例1中制备得到的有机电致发光器件的驱动电压和电流效率，结果见表1。
表1
红光主体材料 驱动电压(V) 效率(cd/A) 亮度(cd/m<sup>2</sup>)
器件实施例1 化合物1 4.38 11.2 2000
器件实施例2 化合物13 4.43 13.2 2000
器件实施例3 化合物21 4.15 10.6 2000
器件实施例4 化合物30 4.34 11.3 2000
器件实施例5 化合物41 4.17 11.6 2000
器件实施例6 化合物59 4.54 10.3 2000
器件实施例7 化合物71 4.49 10.8 2000
器件实施例8 化合物86 4.36 11.9 2000
器件实施例9 化合物93 4.29 12.1 2000
器件实施例10 化合物97 4.58 10.2 2000
器件实施例11 化合物108 4.25 12.5 2000
器件实施例12 化合物116 4.46 10.3 2000
器件实施例13 化合物138 4.63 9.4 2000
器件实施例14 化合物160 4.22 12.8 2000
器件实施例15 化合物162 4.47 9.8 2000
器件实施例16 化合物176 4.21 11.5 2000
器件实施例17 化合物188 4.51 10.6 2000
器件对比例1 RH-1 5.02 9.0 2000
从表1所示的实验结果可以看出，由本发明的化合物作为有机电致发光器件的红光主体材料时，与现有技术相比，具有更低的驱动电压及更高的发光效率。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种含共轭稠环芳香结构的化合物，其特征在于，该化合物具有式(I)所示的结构，
Figure FDA0002378349580000011
其中，在式(I)中，
L1不存在，或者L1为由苯提供的连接基团；
A为由式(A1)、式(A2)、式(A3)、式(A4)、式(A5)、式(A6)或式(A7)所示的结构提供的基团；
Figure FDA0002378349580000012
在式(A1)中，X1和X2中的一者为N，另一者为C-R1，R1为喹啉基、异喹啉基、喹唑啉基、喹喔啉基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的苯基、9-咔唑基、吡啶基、式(a1)所示的结构提供的基团、式(a2)所示的结构提供的基团、式(a3)所示的结构提供的基团、式(a4)所示的结构提供的基团、式(a5)所示的结构提供的基团、式(a6)所示的结构提供的基团、式(a7)所示的结构提供的基团、式(a8)所示的结构提供的基团或式(a9)所示的结构提供的基团；
在式(A7)中，X3和X4中的至少一者为N，任选存在的另一者为C-H，R2和R3各自独立地选自喹啉基、异喹啉基、喹唑啉基、喹喔啉基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的苯基、9-咔唑基、吡啶基、式(a1)所示的结构提供的基团、式(a2)所示的结构提供的基团、式(a3)所示的结构提供的基团、式(a4)所示的结构提供的基团、式(a5)所示的结构提供的基团、式(a6)所示的结构提供的基团、式(a7)所示的结构提供的基团、式(a8)所示的结构提供的基团或式(a9)所示的结构提供的基团；
R1、R2和R3中任选存在的取代基各自独立地选自苯基、萘基、式(a4)所示的结构提供的基团、式(a5)所示的结构提供的基团和二苯胺基中的至少一种；
Figure FDA0002378349580000021
2.根据权利要求1所述的化合物，其中，在式(I)中，
L1不存在，或者L1为由苯提供的连接基团；
A为由式(A1)所示的结构提供的基团；
在式(A1)中，X1和X2中的一者为N，另一者为C-R1，R1为喹啉基、异喹啉基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的苯基、9-咔唑基、吡啶基、式(a1)所示的结构提供的基团、式(a2)所示的结构提供的基团、式(a3)所示的结构提供的基团、式(a4)所示的结构提供的基团、式(a5)所示的结构提供的基团、式(a6)所示的结构提供的基团、式(a7)所示的结构提供的基团、式(a8)所示的结构提供的基团或式(a9)所示的结构提供的基团；
R1中任选存在的取代基各自独立地选自苯基、萘基、式(a4)所示的结构提供的基团、式(a5)所示的结构提供的基团和二苯胺基中的至少一种；
优选地，
式(I)所示结构的化合物选自以下中的任意一种：
Figure FDA0002378349580000031
Figure FDA0002378349580000041
Figure FDA0002378349580000051
Figure FDA0002378349580000061
3.根据权利要求1所述的化合物，其中，在式(I)中，
L1不存在，或者L1为由苯提供的连接基团；
A为由式(A2)所示的结构提供的基团；
优选地，
式(I)所示结构的化合物选自以下中的任意一种：
Figure FDA0002378349580000071
4.根据权利要求1所述的化合物，其中，在式(I)中，
L1不存在，或者L1为由苯提供的连接基团；
A为由式(A3)、式(A4)、式(A5)或式(A6)所示的结构提供的基团；
优选地，
式(I)所示结构的化合物选自以下中的任意一种：
Figure FDA0002378349580000072
Figure FDA0002378349580000081
5.根据权利要求1所述的化合物，其中，在式(I)中，
L1不存在，或者L1为由苯提供的连接基团；
A为由式(A7)所示的结构提供的基团；
在式(A7)中，X3和X4中的至少一者为N，任选存在的另一者为C-H，R2和R3各自独立地选自萘基、取代或未取代的苯基、吡啶基、喹啉基、9-咔唑基、式(a1)所示的结构提供的基团、式(a4)所示的结构提供的基团、式(a5)所示的结构提供的基团、式(a6)所示的结构提供的基团和式(a8)所示的结构提供的基团；
R2和R3中任选存在的取代基各自独立地选自苯基、萘基、式(a4)所示的结构提供的基团、式(a5)所示的结构提供的基团和二苯胺基中的至少一种；
优选地，
式(I)所示结构的化合物选自以下中的任意一种：
Figure FDA0002378349580000091
Figure FDA0002378349580000101
Figure FDA0002378349580000111
Figure FDA0002378349580000121
6.根据权利要求1所述的化合物，其中，式(I)所示结构的化合物选自以下中的任意一种：
Figure FDA0002378349580000122
Figure FDA0002378349580000131
Figure FDA0002378349580000141
Figure FDA0002378349580000151
Figure FDA0002378349580000161
Figure FDA0002378349580000171
Figure FDA0002378349580000181
Figure FDA0002378349580000191
Figure FDA0002378349580000201
7.权利要求1-6中任意一项所述的化合物在有机电致发光器件中的应用。
8.一种含有权利要求1-6中任意一项所述的化合物中的一种或两种以上的化合物的有机电致发光器件，其特征在于，所述化合物存在于该有机电致发光器件的电子传输层、发光层和空穴阻挡层的至少一层中。
9.根据权利要求8所述的有机电致发光器件，其中，所述化合物存在于该有机电致发光器件的发光层中。
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