CN113173934A - 一种有机化合物及其应用、有机电致发光器件 - Google Patents

一种有机化合物及其应用、有机电致发光器件 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种有机化合物及其应用以及包含其的有机电致发光器件，所述化合物具有下式所示的结构。本发明化合物以苯并二噻唑结构为母核，该母核结构具有较强的吸电子能力，同时具有良好的热稳定性，该类材料具有较高的电子传输性能，较好的薄膜稳定性和适合的分子能级，可以被应用在有机电致发光领域，作为电子传输材料使用。

Description

一种有机化合物及其应用、有机电致发光器件
技术领域
本发明涉及有机光电材料技术领域，尤其涉及一种有机化合物及其在有机电致发光器件中的应用，还涉及有机电致发光显示技术领域。
背景技术
有机电致发光(OLED)材料在信息显示材料、有机光电子材料等领域中的应用具有极大的研究价值和美好的应用前景。随着多媒体信息技术的发展，对平板显示器件性能的要求越来越高。目前主要的显示技术有等离子显示器件、场发射显示器件和有机电致发光显示器件(OLED)。其中，OLED具有自身发光、轻薄省电、全固化、视角宽、颜色丰富等一系列优点，与液晶显示器件相比，OLED不需要背光源，视角更宽，功耗低，其响应速度是液晶显示器件的1000倍，因此，OLED具有更广阔的应用前景。
目前常用的电子传输材料如AlQ3由于电子迁移率低，因而导致器件的工作电压较高，耗电严重；部分电子传输材料如LG201三线态能级不高，在使用磷光发光材料作为发光层时，需要增加激子阻挡层，否则效率会降低，还有一些材料如Bephen，容易结晶，导致寿命降低。因此，开发稳定高效的电子传输材料，从而降低驱动电压，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。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种器件表现具有驱动电压低、发光效率高的OLED电子传输材料。
为了达此目的，本发明开发设计了一种具有苯并二噻唑母核结构的化合物，该系列化合物的母核具有较强的吸电子能力，与吸电子基团相连，可以作为电子传输材料使用，同时具有良好的热稳定性，能够很好地应用于OLED器件中。
本发明提供一种有机化合物，所述化合物具有如通式I或通式Ⅱ所示结构：
Figure BDA0003018684450000021
上述通式(I)中，R1～R4各自独立地选自取代或未取代的C6～C60芳基、取代或未取代的C3～C60杂芳基中的一种，R1～R4可以相同，也可以不同；
上述R1～R4中存在取代基时，所述取代基分别独立地选自C1～C20的链状烷基、C3～C20的环烷基、C1～C10的烷氧基、C1～C10的硫代烷氧基、C6～C30芳基氨基、C3～C30杂芳基氨基、C6～C30的芳基、C3～C30的杂芳基中的一种或者至少两种的组合。
优选的，上述R1～R4中至少有一个基团选自取代或未被取代且具有吸电子性质的C3～C60杂芳基，且所述杂芳基通过C原子与通式(Ⅰ)所示的母核相连；优选的，所述R1和R3中至少有一个基团选自取代或未被取代且具有吸电子性质的C3～C60杂芳基。
进一步优选的，上述R1～R4各自独立地选自取代或未取代的C3～C60杂芳基时，所述至少一个杂芳基中的杂原子包括N原子，更优选的，所述杂芳基中的杂原子为N原子。
所述通式(Ⅱ)中，R5～R8各自独立地选自取代或未取代的C6～C60芳基、取代或未取代的C3～C60杂芳基中的一种，R5～R8可以相同，也可以不同；
上述R5～R8中存在取代基时，所述取代基分别独立地选自C1～C20的链状烷基、C3～C20的环烷基、C1～C10的烷氧基、C1～C10的硫代烷氧基、C6～C30芳基氨基、C3～C30杂芳基氨基、C6～C30的芳基、C3～C30的杂芳基中的一种或者至少两种的组合。
优选的，上述R5～R8中至少有一个基团选自取代或未被取代且具有吸电子性质的C3～C60杂芳基，且所述杂芳基通过C原子与通式(Ⅰ)所示的母核相连；优选的，所述R5和R7中至少有一个基团选自取代或未被取代且具有吸电子性质的C3～C60杂芳基。
进一步优选的，上述R5～R8各自独立地选自取代或未取代的C3～C60杂芳基时，所述至少一个杂芳基中的杂原子包括N原子，更优选的，所述杂芳基中的杂原子为N原子。
本说明书中，上述“取代或未取代”的基团，可以取代有一个取代基，也可以取代有多个取代基，当取代基为多个时，可以选自不同的取代基，本发明中涉及到相同的表达方式时，均具有同样的意义，且取代基的选择范围均如上所示不再一一赘述。
在本说明书中，Ca-Cb的表达方式代表该基团具有的碳原子数为a-b，除非特殊说明。本说明书中的各基团在具有取代基的情况下其碳数不包括取代基的碳数在内。
在本说明书中，“各自独立地”表示其主语具有多个时，彼此之间可以相同也可以不同。
本说明书中，对于化学元素的表述包含化学性质相同的同位素的概念，例如，氢(H)则包括1H(氕或作H)、2H(氘或作D)等；碳(C)则包括12C、13C等。
本说明书中，杂芳基中的杂原子通常指选自N、O、S、P、Si和Se中的原子或原子团，优选自N、O、S。
本说明书中，所述取代或未取代的C6-C60芳基包括单环芳基和稠环芳基，优选C6-C30芳基，进一步优选C6-C20芳基。所谓单环芳基是指分子中含有至少一个苯基，当分子中含有至少两个苯基时，苯基之间相互独立，通过单键进行连接，示例性地如：苯基、联苯基、三联苯基等。具体而言，所述联苯基包括2-联苯基、3-联苯基和4-联苯基；所述三联苯基包括对-三联苯基-4-基、对-三联苯基-3-基、对-三联苯基-2-基、间-三联苯基-4-基、间-三联苯基-3-基和间-三联苯基-2-基。稠环芳基是指分子中含有至少两个芳环，且芳环之间并不相互独立而是共用两个相邻的碳原子互相稠合的基团。示例性地如：萘基、蒽基、菲基、茚基、芴基、荧蒽基、三亚苯基、芘基、苝基、
Figure BDA0003018684450000031
基、并四苯基及它们的衍生基团等。所述萘基包括1-萘基或2-萘基；所述蒽基选自1-蒽基、2-蒽基和9-蒽基；所述芴基选自1-芴基、2-芴基、3-芴基、4-芴基和9-芴基；所述芘基选自1-芘基、2-芘基和4-芘基；所述并四苯基选自1-并四苯基、2-并四苯基和9-并四苯基。所述芴的衍生基团选自9,9-二甲基芴基、9,9-二乙基芴基、9,9-二丙基芴基、9,9-二丁基芴基、9,9-二戊基芴基、9,9-二己基芴基、9,9-二苯基芴基、9,9-二萘基芴基、9,9’-螺二芴和苯并芴基。
本说明书中，所述C3～C60杂芳基包括单环杂芳基和稠环杂芳基，优选C3-C30的杂芳基，进一步优选为C4-C20杂芳基，更优选为C5-C12杂芳基。单环杂芳基是指分子中含有至少一个杂芳基，当分子中含有一个杂芳基和其他基团(如芳基、杂芳基、烷基等)时，杂芳基和其他基团之间相互独立，通过单键进行连接，单环杂芳基可举出例如：呋喃基、噻吩基、吡咯基、吡啶基等。稠环杂芳基是指分子中至少含有一个芳杂环和一个具有芳香性的环(芳杂环或芳环)，且二者之间并不相互独立而是共用两个相邻的原子互相稠合的基团。稠环杂芳基的例子可以举出：苯并呋喃基、苯并噻吩基、异苯并呋喃基、吲哚基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基、吖啶基、异苯并呋喃基、异苯并噻吩基、苯并咔唑基、氮杂咔唑基、吩噻嗪基、吩嗪基、9-苯基咔唑基、9-萘基咔唑基、二苯并咔唑基、吲哚并咔唑基等。
作为本发明的优选方案，所述取代的含有杂原子且具有吸电子性质的芳香基团中，取代采用的取代基可以任意选自：烷基(如C1-C5的烷基)、苯基、烷基苯基、萘基、联苯基、苯并基、萘并基，吡啶基、吡咯基、咪唑基、吡唑基、二嗪基、喹啉基、异喹啉基、芴基、氧芴基、硫芴基、咔唑基。取代基的个数选自1～5、优选为1～3的整数。取代基的取代位置可位于碳原子上，也可以位于杂原子上。
本发明中提到的C6～C30芳基氨基可举出例如：苯基氨基、甲基苯基氨基、萘基氨基、蒽基氨基、菲基氨基、联苯基氨基等。
本发明中提到的C3～C30杂芳基氨基可举出例如：吡啶基氨基、嘧啶基氨基、二苯并呋喃基氨基等。
本发明中提到的链状烷基，若无特别说明，包括直链烷基和支链烷基。具体而言，取代或未取代的C1-C30链状烷基，优选为取代或未取代C1-C16的链状烷基，更优选为取代或未取代的C1-C10的链状烷基。取代或未取代的C1-C10的链状烷基可举出例如：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、正己基、正辛基、异丁基、叔丁基、环丙基、环丁基、环戊基、环己基等。
本发明中，所述C3-C20环烷基优选环丙基、环丁基、环戊基、环己基。
上述取代或未取代的C6-C30的芳基优选为由苯基、联苯基、三联苯基、萘基、蒽基、菲基、茚基、芴基及其衍生基团、荧蒽基、三亚苯基、芘基、苝基、
Figure BDA0003018684450000041
基和并四苯基所组成一种或两种以上基团的组合。具体而言，所述联苯基包括2-联苯基、3-联苯基和4-联苯基；所述三联苯基包括对-三联苯基-4-基、对-三联苯基-3-基、对-三联苯基-2-基、间-三联苯基-4-基、间-三联苯基-3-基和间-三联苯基-2-基；所述萘基包括1-萘基或2-萘基；所述蒽基选自1-蒽基、2-蒽基和9-蒽基；所述芴基选自1-芴基、2-芴基、3-芴基、4-芴基和9-芴基；所述芴的衍生基团选自9,9-二甲基芴基、9,9-二乙基芴基、9,9-二丙基芴基、9,9-二丁基芴基、9,9-二戊基芴基、9,9-二己基芴基、9,9-二苯基芴基、9,9-二萘基芴基、螺芴基和苯并芴基；所述芘基选自1-芘基、2-芘基和4-芘基；所述并四苯基选自1-并四苯基、2-并四苯基和9-并四苯基。
上述取代或未取代的C3-C30的杂芳基，优选为呋喃基、噻吩基、吡咯基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、异苯并呋喃基、吲哚基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基、吖啶基、异苯并呋喃基、异苯并噻吩基、吖啶基、吡啶基、苯并咔唑基、氮杂咔唑基、吩噻嗪基、吩嗪基中的一种或两种以上基团的组合。
作为本发明的优选方案，所述R1～R4中以及所述R5～R8中，当选自取代或未被取代且具有吸电子性质的C3～C60杂芳基时，所述杂芳基选自下述基团，其中，虚线代表基团的连接键：
Figure BDA0003018684450000051
更进一步的，本发明的通式化合物优选为下列具体的化合物，但本发明不限于下列所示的具体化合物：
通式I所示的有机化合物选自如下通式I-1～I-20所示的化合物，通式Ⅱ所示的有机化合物选自如下通式Ⅱ-1～Ⅱ-20所示的化合物：
Figure BDA0003018684450000061
Figure BDA0003018684450000071
Figure BDA0003018684450000081
Figure BDA0003018684450000091
作为本发明的另一个方面，还提供了一种如上所述的化合物在有机电致发光器件中的应用。具体说，优选在有机电致发光器件中作为发光层材料的应用，更优选的，在有机电致发光器件中作为电子传输材料。
除了有机电致发光器件，本发明的化合物还可以应用于照明元件、有机薄膜晶体管、有机场效应晶体管、有机薄膜太阳能电池、信息标签、电子人工皮肤片材、片材型扫描器或电子纸。
作为本发明的又一个方面，还提供了一种有机电致发光器件，包括第一电极、第二电极和插入在所述第一电极和第二电极之间的有机层，其特征在于，所述有机层中含有如上所述的式(Ⅰ)或式(Ⅱ)所示的有机化合物，或者含有如上所述的Ⅰ-1至Ⅰ-20、Ⅱ-1至Ⅱ-20中的至少一个所示结构的化合物。
具体而言，本发明的一个实施方案提供了一种有机电致发光器件，包括基板，以及依次形成在所述基板上的第一电极、多个发光功能层和第二电极；所述的发光功能层包括空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层，所述的空穴注入层形成在所述的阳极层上，所述的空穴传输层形成在所述的空穴注入层上，所述的阴极层形成在所述的电子传输层上，所述的空穴传输层与所述的电子传输层之间为发光层；其中，所述的有机层中含有如上所述的通式(Ⅰ)或式(Ⅱ)所示的有机化合物，或者含有如上所述的Ⅰ-1至Ⅰ-20、Ⅱ-1至Ⅱ-20中的至少一个所示结构的化合物。
优选的，本发明的有机电致发光器件中，所述电子传输层中含有如上所述的通式(Ⅰ)或式(Ⅱ)所示的有机化合物，或者含有如上所述的Ⅰ-1至Ⅰ-20、Ⅱ-1至Ⅱ-20中的至少一个所示结构的化合物，所述电子传输层的厚度可以为10～50nm，优选为20～40nm。
本发明还公开了一种显示屏或显示面板，所述显示屏或显示面板中采用如上所述的有机电致发光器件；作为优选，所述显示屏或显示面板为OLED显示器。
本发明还公开了一种电子设备，其中所述电子设备具有显示屏或显示面板，且所述显示屏或显示面板采用如上所述的有机电致发光器件。
本发明的上述有机化合物以苯并二噻唑结构为母核，该母核结构具有较强的吸电子能力，同时具有良好的热稳定性，该结构具有合适的HOMO和LUMO能级和Eg；进一步通过在结构中引入吸电子基团，能够有效地增强电子注入能力，提高电子传输性能。该类材料具有较高的电子传输性能，较好的薄膜稳定性和适合的分子能级，可以被应用在有机电致发光领域，作为电子传输材料使用，可以有效提高器件的光电性能。所述有机电致发光器件可以应用在显示和照明领域。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围，凡其他未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在所属权利要求范围内。
根据本发明提供的制备方法，本领域技术人员可采用已知的常见手段来实现，如进一步选择合适的催化剂、溶剂，确定适宜的反应温度、时间、物料比等，本发明对此不作特别限定。如无特别说明，制备过程中使用的溶剂、催化剂、碱等原料均可以通过公开商业途径或者本领域已知的方法合成得到。
中间体的合成
合成路线如下：
Figure BDA0003018684450000101
(1)在1L的三口瓶中，加入1,4-二溴-2,5-二碘苯(48.8g，0.1mol)、叔丁基硫醇(19.8g，0.22mol)、六甲基二硅基胺基锂(40.1g，0.24mol)、甲苯200mL，反应体系用氮气置换保护后加入三(二亚苄基丙酮)二钯(0.9g，1mmol)、1,1'-双二苯基膦二茂铁(0.6g，1mmol)。升温至110℃反应4小时，停止反应。减蒸掉溶剂，萃取，干燥，过滤，柱层析，旋干溶剂得35.0g白色固体M-1，收率约85％
(2)在氮气保护下，1L三口瓶中加入M-1(41.2g，0.1mol)和THF 200mL，冷却至-78℃，在搅拌下缓慢滴加正丁基锂(88mL，0.22mol)，滴加时间约25mins，滴完用50mL THF冲淋滴液漏斗，滴完保温1小时。然后加入DMF 40mL反应1小时，过量饱和氯化铵淬灭，分液，萃取，干燥，过滤，柱层析，旋干溶剂得21.7g白色固体M-2，收率约70％。
(3)在1L的三口瓶中，加入M-2(31.0g，0.1mol)、盐酸羟胺(13.8g，0.2mol)、无水乙醇200mL，回流反应2小时，有黄色沉淀生成，过滤，固体用无水乙醇重结晶两次，抽滤，干燥，得30.6g淡黄色晶体M-3，收率约90％。
(4)在2L的三口瓶中，加入M-3(34.0g，0.1mol)、多聚磷酸1000mL，室温搅拌反应24小时，加入300mL冰水混合物，煮沸1小时，冷至室温过滤，水洗、干燥、甲苯溶剂柱层析，得13.5g淡黄色晶体M-4，收率约70％。
(5)在1L的三口瓶中，加入M-4(19.2g，0.1mol)、N-溴代丁二酰亚胺(39.2g，0.22mol)、DMF200mL，升温至50℃反应5小时，萃取，干燥，过滤，柱层析，旋干溶剂得26.3g淡黄色固体M，收率约75％。
产物MS(m/e)：349.80；元素分析(C8H2Br2N2S2)：理论值C：27.45％，H：0.58％，N：8.00％；实测值C：27.36％，H：0.51％，N：7.96％。
实施例1化合物I-1的合成
Figure BDA0003018684450000111
合成路线如下：
Figure BDA0003018684450000121
在1L的三口瓶中，加入M1(35.0g，0.1mol)、(4-(吡啶-4-基)苯基)硼酸(39.8g，0.2mol)、碳酸钠(15.9g，0.15mol)、甲苯150mL、乙醇150mL、水150mL，反应体系用氮气置换保护后加入Pd(PPh3)4(11.5g，10mmol)。加热回流反应(体系内温度约78℃)3小时，停止反应。减蒸掉溶剂，二氯甲烷萃取，无水硫酸镁干燥，过滤，石油醚/乙酸乙酯(2:1)柱层析，旋干溶剂，乙酸乙酯打浆，过滤得44.3g浅黄色固体I-1，收率约89％。
产物MS(m/e)：498.10；元素分析(C30H18N4S2)：理论值C：72.27％，H：3.64％，N：11.24％；实测值C：72.31％，H：3.68％，N：11.08％。
实施例2化合物I-3的合成
Figure BDA0003018684450000122
合成路线如下：
Figure BDA0003018684450000123
用(3,5-二(吡啶-4-基)苯基)硼酸代替(4-(吡啶-4-基)苯基)硼酸，选择合适的物料比，其他原料和步骤均和实施例1的合成方法相同，得到51.5g淡黄色固体I-3，收率约79％。
产物MS(m/e)：652.15；元素分析(C40H24N6S2)：理论值C：73.60％，H：3.71％，N：12.87％；实测值C：73.65％，H：3.76％，N：12.70％。
实施例3化合物I-6的合成
Figure BDA0003018684450000131
合成路线如下：
Figure BDA0003018684450000132
用(4-苯基喹唑啉-2-基)硼酸代替(4-(吡啶-4-基)苯基)硼酸，选择合适的物料比，其他原料和步骤均和实施例1的合成方法相同，得到49.8g淡黄色固体I-6，收率约83％。
产物MS(m/e)：600.12；元素分析(C36H20N6S2)：理论值C：71.98％，H：3.36％，N：13.99％；实测值C：72.02％，H：3.39％，N：13.88％。
实施例4化合物I-10的合成
Figure BDA0003018684450000141
合成路线如下：
Figure BDA0003018684450000142
用萘并[2,3-d]恶唑-2-基硼酸代替(4-(吡啶-4-基)苯基)硼酸，选择合适的物料比，其他原料和步骤均和实施例1的合成方法相同，得到40.0g淡黄色固体I-10，收率约76％。
产物MS(m/e)：526.06；元素分析(C30H14N4O2S2)：理论值C：68.43％，H：2.68％，N：10.64％；实测值C：68.47％，H：2.72％，N：10.51％。
实施例5化合物I-13的合成
Figure BDA0003018684450000143
合成路线如下：
Figure BDA0003018684450000151
用(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)硼酸代替(4-(吡啶-4-基)苯基)硼酸，选择合适的物料比，其他原料和步骤均和实施例1的合成方法相同，得到54.9g淡黄色固体I-13，收率约84％。
产物MS(m/e)：654.14；元素分析(C38H22N8S2)：理论值C：69.71％，H：3.39％，N：17.11％；实测值C：69.75％，H：3.44％，N：16.97％。
实施例6化合物I-19的合成
Figure BDA0003018684450000152
合成路线如下：
Figure BDA0003018684450000153
用(4-(4-(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-6-苯基-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)硼酸代替(4-(吡啶-4-基)苯基)硼酸，选择合适的物料比，其他原料和步骤均和实施例1的合成方法相同，得到74.7g淡黄色固体I-19，收率约72％。
产物MS(m/e)：1038.33；元素分析(C68H46N8S2)：理论值C：78.59％，H：4.46％，N：10.78％；实测值C：78.65％，H：4.53％，N：10.55％。
依据实施例1～实施例6的技术方案，只需要简单替换对应的原料，不改变任何实质性操作，可以合成I-1～I-20的其他化合物。
中间体的合成
Figure BDA0003018684450000161
(1)在1L的三口瓶中，加入1,5-二溴-2,4-二碘苯(48.8g，0.1mol)、叔丁基硫醇(19.8g，0.22mol)、六甲基二硅基胺基锂(40.1g，0.24mol)、甲苯200mL，反应体系用氮气置换保护后加入三(二亚苄基丙酮)二钯(0.9g，1mmol)、1,1'-双二苯基膦二茂铁(0.6g，1mmol)。升温至110℃反应4小时，停止反应。减蒸掉溶剂，萃取，干燥，过滤，柱层析，旋干溶剂得35.0g白色固体M-1，收率约85％
(2)在氮气保护下，1L三口瓶中加入M-1(41.2g，0.1mol)和THF 200mL，冷却至-78℃，在搅拌下缓慢滴加正丁基锂(88mL，0.22mol)，滴加时间约25mins，滴完用50mL THF冲淋滴液漏斗，滴完保温1小时。然后加入DMF 40mL反应1小时，过量饱和氯化铵淬灭，分液，萃取，干燥，过滤，柱层析，旋干溶剂得21.7g白色固体M-2，收率约70％。
(3)在1L的三口瓶中，加入M-2(31.0g，0.1mol)、盐酸羟胺(13.8g，0.2mol)、无水乙醇200mL，回流反应2小时，有黄色沉淀生成，过滤，固体用无水乙醇重结晶两次，抽滤，干燥，得30.6g淡黄色晶体M-3，收率约90％。
(4)在2L的三口瓶中，加入M-3(34.0g，0.1mol)、多聚磷酸1000mL，室温搅拌反应24小时，加入300mL冰水混合物，煮沸1小时，冷至室温过滤，水洗、干燥、甲苯溶剂柱层析，得13.1g淡黄色晶体M-4，收率约68％。
(5)在1L的三口瓶中，加入M-4(19.2g，0.1mol)、N-溴代丁二酰亚胺(39.2g，0.22mol)、DMF 200mL，升温至50℃反应5小时，萃取，干燥，过滤，柱层析，旋干溶剂得24.5g淡黄色固体M，收率约70％。
产物MS(m/e)：349.80；元素分析(C8H2Br2N2S2)：理论值C：27.45％，H：0.58％，N：8.00％；实测值C：27.50％，H：0.64％，N：7.85％。
实施例7化合物Ⅱ-2的合成
Figure BDA0003018684450000171
合成路线如下：
Figure BDA0003018684450000172
在1L的三口瓶中，加入M1(35.0g，0.1mol)、[2,2'-联吡啶]-5-基硼酸(40.0g，0.2mol)、碳酸钠(15.9g，0.15mol)、甲苯150mL、乙醇150mL、水150mL，反应体系用氮气置换保护后加入Pd(PPh3)4(11.5g，10mmol)。加热回流反应(体系内温度约78℃)3小时，停止反应。减蒸掉溶剂，二氯甲烷萃取，无水硫酸镁干燥，过滤，石油醚/乙酸乙酯(2:1)柱层析，旋干溶剂，乙酸乙酯打浆，过滤得42.5g浅黄色固体Ⅱ-2，收率约85％。
产物MS(m/e)：500.09；元素分析(C28H16N6S2)：理论值C：67.18％，H：3.22％，N：16.79％；实测值C：67.22％，H：3.26％，N：16.65％。
实施例8化合物Ⅱ-4的合成
Figure BDA0003018684450000181
合成路线如下：
Figure BDA0003018684450000182
用(1,10-菲咯啉-5-基)硼酸代替[2,2'-联吡啶]-5-基硼酸，选择合适的物料比，其他原料和步骤均和实施例1的合成方法相同，得到43.3g淡黄色固体Ⅱ-4，收率约79％。
产物MS(m/e)：548.09；元素分析(C32H16N6S2)：理论值C：70.06％，H：2.94％，N：15.32％；实测值C：70.11％，H：2.99％，N：15.15％。
实施例9化合物Ⅱ-8的合成
Figure BDA0003018684450000183
合成路线如下：
Figure BDA0003018684450000191
用(2,4-二苯基喹唑啉-6-基)硼酸代替[2,2'-联吡啶]-5-基硼酸，选择合适的物料比，其他原料和步骤均和实施例1的合成方法相同，得到55.6g淡黄色固体Ⅱ-8，收率约74％。
产物MS(m/e)：752.18；元素分析(C48H28N6S2)：理论值C：76.57％，H：3.75％，N：11.16％；实测值C：76.61％，H：3.79％，N：11.03％。
实施例10化合物Ⅱ-11的合成
Figure BDA0003018684450000192
合成路线如下：
Figure BDA0003018684450000193
用(1-苯基-1H-萘[2,3-d]咪唑-2-基)硼酸代替[2,2'-联吡啶]-5-基硼酸，选择合适的物料比，其他原料和步骤均和实施例1的合成方法相同，得到48.0g淡黄色固体Ⅱ-11，收率约71％。
产物MS(m/e)：676.15；元素分析(C42H24N6S2)：理论值C：74.53％，H：3.57％，N：12.42％；实测值C：74.58％，H：3.62％，N：12.26％。
实施例11化合物Ⅱ-14的合成
Figure BDA0003018684450000201
合成路线如下：
Figure BDA0003018684450000202
用(4-(4-([(1,1'-联苯]-4-基)-6-苯基-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)硼酸代替[2,2'-联吡啶]-5-基硼酸，选择合适的物料比，其他原料和步骤均和实施例1的合成方法相同，得到82.4g淡黄色固体Ⅱ-14，收率约86％。
产物MS(m/e)：958.27；元素分析(C62H38N8S2)：理论值C：77.64％，H：3.99％，N：11.68％；实测值C：77.69％，H：4.04％，N：11.52％。
实施例12化合物Ⅱ-17的合成
Figure BDA0003018684450000211
合成路线如下：
Figure BDA0003018684450000212
用(4-(4-(二苯并[b，d]呋喃-3-基)-6-苯基-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)硼酸代替[2,2'-联吡啶]-5-基硼酸，选择合适的物料比，其他原料和步骤均和实施例1的合成方法相同，得到78.9g淡黄色固体Ⅱ-17，收率约80％。
产物MS(m/e)：986.22；元素分析(C62H34N8O2S2)：理论值C：75.44％，H：3.47％，N：11.35％；实测值C：75.49％，H：3.52％，N：11.19％。
依据实施例7～实施例12的技术方案，只需要简单替换对应的原料，不改变任何实质性操作，可以合成Ⅱ-1～Ⅱ-20的其他化合物。
本实施例中有机电致发光器件制备过程如下：
器件实施例采用本发明的化合物作电子传输材料
本实施例提供了一组OLED蓝光器件OLED-1至器件OLED-12，器件的结构为：
ITO/HATCN(1nm)/HT01(40nm)/NPB(20nm)/EML(30nm)/I-1+QLi(40nm)/LiF(1nm)/Al。
各功能层材料分子结构如下：
Figure BDA0003018684450000221
(1)将表面涂覆了ITO透明导电薄膜的玻璃基板在清洗液中超声清洗，在去离子水中超声处理，在丙酮∶乙醇混合溶剂(体积比1∶1)混合溶液中超声除油，在洁净环境下烘烤至完全去除水分，用紫外灯进行刻蚀和臭氧处理，并用低能阳离子束轰击表面；
(2)把上述带有阳极的玻璃基片置于真空腔内，抽真空至1×10-5～9×10-3Pa，在上述阳极层膜上真空蒸镀HATCN作为第一空穴注入层，蒸镀速率为0.1nm/s，蒸镀总膜厚为1nm；接着蒸镀第二空穴注入层HT01，蒸镀速率为0.1nm/s，厚度为40nm；然后蒸镀空穴传输层NPB，蒸镀速率为0.1nm/s，蒸镀膜厚为20nm；
(3)在空穴传输层之上真空蒸镀EML作为器件的发光层，EML包括主体材料ADN和染料材料，利用多源共蒸的方法，将作为发光层的主体材料放置在真空气相沉积设备的小室中，将作为掺杂剂的BD01放置在真空气相沉积设备的另一室中，调节主体材料蒸镀速率为0.1nm/s，BD01的浓度为5％，蒸镀总膜厚为30nm；
(4)在发光层上真空蒸镀电子传输层，采取双源共蒸的方式按照1：1的比例蒸镀本发明化合物I-1和QLi，其蒸镀速率为0.1nm/s，总厚度为40nm；
(5)在电子传输层上依次真空蒸镀厚度为1nm的LiF作为电子注入层，厚度为150nm的Al层作为器件的阴极。
按照与上相同的步骤，仅将步骤(4)中的I-1分别替换为I-3、I-6、I-10、I-13、I-19、Ⅱ-2、Ⅱ-4、Ⅱ-8、Ⅱ-11、Ⅱ-14以及Ⅱ-17，分别得到本发明提供的OLED-2～OLED-12。
按照与上相同的步骤，仅将步骤(4)中的I-1替换为商用化的LG201(对比化合物)，得到本发明提供的对比例OLED-13。所述LG201的结构具体为：
Figure BDA0003018684450000231
本发明对上述所得器件OLED-1～OLED-13的性能进行检测，检测结果如表1所示。
表1：OLED器件性能检测结果
Figure BDA0003018684450000232
由上可知，利用本发明提供的式I、式Ⅱ所示有机材料制备成的器件OLED-1～OLED-12的电流效率偏高，且在亮度相同的条件下，工作电压明显比LG201作为电子传输材料的器件OLED-13偏低，是性能良好的电子传输材料。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种有机化合物，具有如式I或式Ⅱ所示结构：
Figure FDA0003018684440000011
式(I)中，R1～R4各自独立地选自取代或未取代的C6～C60芳基、取代或未取代的C3～C60杂芳基中的一种，R1～R4可以相同，也可以不同；
上述R1～R4中存在取代基时，所述取代基分别独立地选自C1～C20的链状烷基、C3～C20的环烷基、C1～C10的烷氧基、C1～C10的硫代烷氧基、C6～C30芳基氨基、C3～C30杂芳基氨基、C6～C30的芳基、C3～C30的杂芳基中的一种或者至少两种的组合；
式(Ⅱ)中，R5～R8各自独立地选自取代或未取代的C6～C60芳基、取代或未取代的C3～C60杂芳基中的一种，R5～R8可以相同，也可以不同；
上述R5～R8中存在取代基时，所述取代基分别独立地选自C1～C20的链状烷基、C3～C20的环烷基、C1～C10的烷氧基、C1～C10的硫代烷氧基、C6～C30芳基氨基、C3～C30杂芳基氨基、C6～C30的芳基、C3～C30的杂芳基中的一种或者至少两种的组合。
2.根据权利要求1所述的有机化合物，所述R1～R4中至少有一个基团选自取代或未被取代且具有吸电子性质的C3～C60杂芳基，且所述杂芳基通过C原子与通式(Ⅰ)所示的母核相连；优选的，所述R1和R3中至少有一个基团选自取代或未被取代且具有吸电子性质的C3～C60杂芳基；
所述R5～R8中至少有一个基团选自取代或未被取代且具有吸电子性质的C3～C60杂芳基，且所述杂芳基通过C原子与通式(Ⅰ)所示的母核相连；优选的，所述R5和R7中至少有一个基团选自取代或未被取代且具有吸电子性质的C3～C60杂芳基。
3.根据权利要求1所述的有机化合物，所述R1～R4各自独立地选自取代或未取代的C3～C60杂芳基时，所述至少一个杂芳基中的杂原子包括N原子，优选的，所述杂芳基中的杂原子为N原子；
所述R5～R8各自独立地选自取代或未取代的C3～C60杂芳基时，所述至少一个杂芳基中的杂原子包括N原子，优选的，所述杂芳基中的杂原子为N原子。
4.根据权利要求1所述的有机化合物，当所述R1～R4中以及所述R5～R8选自取代的且具有吸电子性质的C3～C60杂芳基时，所述杂芳基上的取代基选自：C1～C5烷基、苯基、烷基苯基、萘基、联苯基、苯并基、萘并基，吡啶基、吡咯基、咪唑基、吡唑基、二嗪基、喹啉基、异喹啉基、芴基、氧芴基、硫芴基、咔唑基中的一种或两种的组合；
所述取代基的个数选自1～5的整数，优选取代基的个数为1～3的整数。
5.根据权利要求1所述的有机化合物，所述R1～R4中以及所述R5～R8中，当选自取代或未被取代且具有吸电子性质的C3～C60杂芳基时，所述杂芳基选自下述基团：
Figure FDA0003018684440000021
其中，虚线代表基团的连接键。
6.根据权利要求1所述的有机化合物，具有下述所示的结构：
Figure FDA0003018684440000031
Figure FDA0003018684440000041
Figure FDA0003018684440000051
Figure FDA0003018684440000061
7.权利要求1-6中任一项所述的有机化合物的应用，所述应用为在有机电子器件中作为功能材料，所述有机电子器件包括有机电致发光器件、光学传感器、太阳能电池、照明元件、有机薄膜晶体管、有机场效应晶体管、有机薄膜太阳能电池、信息标签、电子人工皮肤片材、片材型扫描器或电子纸。
8.根据权利要求7所述的有机化合物的应用，所述有机化合物的应用为在有机电致发光器件中作为电子传输材料。
9.一种有机电致发光器件，包括第一电极、第二电极和插入在所述第一电极和第二电极之间的一层或多个发光功能层，其中所述发光功能层中含有权利要求1-6中任一所述的有机化合物。
10.根据权利要求8所述的有机电致发光器件，所述的发光功能层包括空穴传输区、发光层、电子传输区，所述的空穴传输区形成在所述的阳极层上，所述的阴极层形成在所述的电子传输区上，所述的空穴传输区与所述的电子传输区之间为发光层；其中，所述电子传输区中含有权利要求1-6中任一所述的有机化合物。
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