CN113321588B - 含氮化合物、电子元件和电子装置 - Google Patents

含氮化合物、电子元件和电子装置 Download PDF

Info

Publication number
CN113321588B
CN113321588B CN202011308317.3A CN202011308317A CN113321588B CN 113321588 B CN113321588 B CN 113321588B CN 202011308317 A CN202011308317 A CN 202011308317A CN 113321588 B CN113321588 B CN 113321588B
Authority
CN
China
Prior art keywords
carbon atoms
group
nitrogen
containing compound
alkyl
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011308317.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113321588A (zh
Inventor
马占耿
马天天
喻超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shaanxi Lighte Optoelectronics Material Co Ltd
Original Assignee
Shaanxi Lighte Optoelectronics Material Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shaanxi Lighte Optoelectronics Material Co Ltd filed Critical Shaanxi Lighte Optoelectronics Material Co Ltd
Priority to PCT/CN2021/077730 priority Critical patent/WO2021170008A1/zh
Publication of CN113321588A publication Critical patent/CN113321588A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113321588B publication Critical patent/CN113321588B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C211/00—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
    • C07C211/43—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton
    • C07C211/57—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings being part of condensed ring systems of the carbon skeleton
    • C07C211/60—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings being part of condensed ring systems of the carbon skeleton containing a ring other than a six-membered aromatic ring forming part of at least one of the condensed ring systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D209/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings, condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • C07D209/56—Ring systems containing three or more rings
    • C07D209/80—[b, c]- or [b, d]-condensed
    • C07D209/82—Carbazoles; Hydrogenated carbazoles
    • C07D209/86—Carbazoles; Hydrogenated carbazoles with only hydrogen atoms, hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals, directly attached to carbon atoms of the ring system
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D307/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
    • C07D307/77—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom ortho- or peri-condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D307/91—Dibenzofurans; Hydrogenated dibenzofurans
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D327/00—Heterocyclic compounds containing rings having oxygen and sulfur atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D327/02—Heterocyclic compounds containing rings having oxygen and sulfur atoms as the only ring hetero atoms one oxygen atom and one sulfur atom
    • C07D327/06—Six-membered rings
    • C07D327/08—[b,e]-condensed with two six-membered carbocyclic rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D333/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom
    • C07D333/50—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D333/76—Dibenzothiophenes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/02—Silicon compounds
    • C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
    • C07F7/0803—Compounds with Si-C or Si-Si linkages
    • C07F7/081—Compounds with Si-C or Si-Si linkages comprising at least one atom selected from the elements N, O, halogen, S, Se or Te
    • C07F7/0812—Compounds with Si-C or Si-Si linkages comprising at least one atom selected from the elements N, O, halogen, S, Se or Te comprising a heterocyclic ring
    • C07F7/0816—Compounds with Si-C or Si-Si linkages comprising at least one atom selected from the elements N, O, halogen, S, Se or Te comprising a heterocyclic ring said ring comprising Si as a ring atom
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/615—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
    • H10K85/624—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene containing six or more rings
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/615—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
    • H10K85/626—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene containing more than one polycyclic condensed aromatic rings, e.g. bis-anthracene
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/631—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine
    • H10K85/633—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine comprising polycyclic condensed aromatic hydrocarbons as substituents on the nitrogen atom
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/631—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine
    • H10K85/636—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine comprising heteroaromatic hydrocarbons as substituents on the nitrogen atom
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6572—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only nitrogen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. phenanthroline or carbazole
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6574—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only oxygen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. cumarine dyes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6576—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only sulfur in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. benzothiophene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2603/00—Systems containing at least three condensed rings
    • C07C2603/56—Ring systems containing bridged rings
    • C07C2603/58—Ring systems containing bridged rings containing three rings
    • C07C2603/60—Ring systems containing bridged rings containing three rings containing at least one ring with less than six members
    • C07C2603/66—Ring systems containing bridged rings containing three rings containing at least one ring with less than six members containing five-membered rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2603/00—Systems containing at least three condensed rings
    • C07C2603/56—Ring systems containing bridged rings
    • C07C2603/90—Ring systems containing bridged rings containing more than four rings
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

本申请属于有机材料技术领域，提供了一种含氮化合物、电子元件和电子装置，该含氮化合物的结构如化学式1所示，其中，L选自化学式1‑1所示的基团，该含氮化合物能够改善电子元件和电子装置的性能。
Figure DDA0002788972240000011

Description

含氮化合物、电子元件和电子装置
技术领域
本申请涉及有机材料技术领域，尤其涉及一种含氮化合物、应用该含氮化合物的电子元件和包括该电子元件的电子装置。
背景技术
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。
举例而言，当电子元件为有机电致发光器件时，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。当阴阳两极施加电压时，两电极产生电场，在电场的作用下，阴极侧的电子向电致发光层移动，阳极侧的空穴也向发光层移动，电子和空穴在电致发光层结合形成激子，激子处于激发态向外释放能量，进而使得电致发光层对外发光。
在实现电致发光或者光电转化的电子元器件中，位于阳极和能量转化层之间的膜层的空穴传输性能，对电子元器件的性能具有重要的影响。如CN110467536A、KR1020130086757A、CN110183333A等公开了可以在有机电致发光器件中制备空穴传输层的材料。然而，依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。
背景技术部分描述的上述信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此它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
本申请的目的在于提供一种含氮化合物、电子元件和电子装置，以改善有电子元件和电子装置的性能。
为实现上述发明目的，本申请采用如下技术方案：
本申请的第一方面提供一种含氮化合物，该含氮化合物的结构如化学式1所示：
Figure BDA0002788972220000011
其中，L选自化学式1-1所示的基团；
R1、R2彼此相同或不同，各自独立地选自：氘、卤素基团、氰基、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6-20的芳基、碳原子数为3-20的杂芳基、碳原子数为1-10的烷氧基、碳原子数为1-10的烷硫基、碳原子数为3-12的三烷基硅基；
R3选自氘、卤素基团、氰基、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1-10的烷氧基、碳原子数为1-10的烷硫基、碳原子数为3-12的三烷基硅基；
n1为R1的数量，n1选自0、1、2、3或4，当n1大于1时，任意两个R1相同或不同；
n2为R2的数量，n2选自0、1、2或3，当n2大于1时，任意两个R2相同或不同；
n3为R3的数量，n3选自0、1、2、3或4，当n3大于1时，任意两个R3相同或不同；
Ar1、Ar2、Ar3彼此相同或不同，各自独立地选自碳原子数为6-40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；
Ar1、Ar2、Ar3中的取代基彼此相同或不同，各自独立地选自：氘、卤素基团、氰基、碳原子数为6-20的芳基、碳原子数为3-18的杂芳基、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1-10的烷氧基、碳原子数为1-10的烷硫基、碳原子数为3-12的三烷基硅基；在Ar1、Ar2、Ar3中，当同一个原子上具有两个取代基时，任选地，两个取代基相互连接以与它们共同连接的原子一起形成5-13元的饱和或不饱和环。
本申请的第二方面提供一种电子元件，该电子元件包括相对设置的阳极和阴极，以及设于所述阳极和所述阴极之间的功能层；其中，所述功能层包含第一方面所述的含氮化合物。按照本申请的一种实施方式，所述电子元件为有机电致发光器件。按照本申请的另一种实施方式，所述电子元件为光电转化器件。
本申请的第三方面提供一种电子装置，该电子装置包括第二方面所述的电子元件。
本申请的含氮化合物包括通过苯环相互连接的两个芳香胺基团，且其中一个芳香胺基团中包括金刚烷螺合的芴基，这样的结构设计使得电子云密度分布更加合理，使化合物具有高的空穴迁移率。另外，在双芳香胺结构的四个芳香取代基中择一为金刚烷螺合的芴基，提高分子结构整体的非对称性，非对称的结构带来低的结晶性和良好的成膜能力。例如将该含氮化合物应用于有机电致器件发光层的空穴传输层时，能有提升器件效率以及寿命。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施方式，本申请的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
图1是本申请一种实施方式的有机电致发光器件的结构示意图。
图2是本申请一种实施方式的光电转化器件的结构示意图。
图3是本申请一种实施方式的电子装置的结构示意图。
图4是本申请另一种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；321、空穴传输层；322、电子阻挡层；330、有机发光层；340、空穴阻挡层；350、电子传输层；360、电子注入层；370、光电转化层；400、第一电子装置；500、第二电子装置。
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。
第一方面，本申请提供一种含氮化合物，该含氮化合物的结构如化学式1所示：
Figure BDA0002788972220000031
其中，L选自化学式1-1所示的基团；
R1、R2彼此相同或不同，各自独立地选自：氘、卤素基团、氰基、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6-20的芳基、碳原子数为3-20的杂芳基、碳原子数为1-10的烷氧基、碳原子数为1-10的烷硫基、碳原子数为3-12的三烷基硅基；
R3选自氘、卤素基团、氰基、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1-10的烷氧基、碳原子数为1-10的烷硫基、碳原子数为3-12的三烷基硅基；
n1为R1的数量，n1选自0、1、2、3或4，当n1大于1时，任意两个R1相同或不同；
n2为R2的数量，n2选自0、1、2或3，当n2大于1时，任意两个R2相同或不同；
n3为R3的数量，n3选自0、1、2、3或4，当n3大于1时，任意两个R3相同或不同；
Ar1、Ar2、Ar3彼此相同或不同，各自独立地选自碳原子数为6-40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；
Ar1、Ar2、Ar3中的取代基彼此相同或不同，各自独立地选自：氘、卤素基团、氰基、碳原子数为6-20的芳基、碳原子数为3-18的杂芳基、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1-10的烷氧基、碳原子数为1-10的烷硫基、碳原子数为3-12的三烷基硅基；在Ar1、Ar2、Ar3中，当同一个原子上具有两个取代基时，任选地，两个取代基相互连接以与它们共同连接的原子一起形成5-13元的饱和或不饱和环。
在本申请中，术语“任选地”意味着随后所描述的事件或者环境可以但不必发生，该说明包括该事情或者环境发生或者不发生的场合。例如，“任选地，两个取代基××形成环；”意味着这两个取代基可以形成环但不是必须形成环，包括：两个取代基形成环的情景和两个取代基不形成环的情景。
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 BDA0002788972220000041
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，Ar1、Ar2和Ar3的碳原子数，指的是所有碳原子数。举例而言，若Ar1选自碳原子数为20的取代的芳基，则芳基及其上的取代基的所有碳原子数为20。
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，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，芳基中不含有B、N、O、S、P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 BDA0002788972220000042
基等。
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、-CN、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，二苯并呋喃基取代的苯基、二苯并噻吩基取代的苯基、吡啶基取代的苯基、咔唑基取代的苯基等。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，指的是芳基和取代基的总碳原子数为18。
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。
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、-CN、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、苯基取代的吡啶基等。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。
本申请中，不定位连接键是指从环体系中伸出的单键
Figure BDA0002788972220000051
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 BDA0002788972220000052
再举例而言，如下式(X')中所示地，式(X')所表示的菲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 BDA0002788972220000053
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，如下式(Y)中所示地，式(Y)所表示的取代基R'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 BDA0002788972220000054
本申请中，碳原子数3-10的环烷基可以作为芳基、杂芳基的取代基，其具体实例包括但不限于环戊基、环己基、金刚烷基等。
本申请中，碳原子数为1-10的烷基可以包括碳原子数为1-10的直链烷基和碳原子数为3-10的支链烷基，碳原子数例如可以为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10，碳原子数为1-10的烷基的具体实例包括但不限于甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基等。
本申请中，卤素包括氟、氯、溴、碘。
本申请中，碳原子数为1-10的烷氧基的碳原子数例如可以为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10，烷氧基的具体实例包括但不限于甲氧基、乙氧基、正丙氧基等。
本申请中，卤代烷基例如可以为氟代烷基，碳原子数例如可以为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10，具体实例包括但不限于，三氟甲基。
本申请中，三烷基硅基的具体实例包括但不限于三甲基硅基、三乙基硅基、乙基二甲基硅基等。
本申请中，作为取代基的芳基的碳原子数为6-20或6-18，碳原子数例如可以为6、10、12、14、18、20等。作为取代基的芳基的具体实例包括但不限于，苯基、萘基、联苯基、蒽基、菲基等。
本申请中，作为取代基的杂芳基的碳原子数为3-20，碳原子数例如可以为3、4、5、7、8、9、12、18等。作为取代基的杂芳基的具体实例包括但不限于，吡啶基、喹啉基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基、N-苯基咔唑基等。
本申请中，该含氮化合物的结构可以选自化学式1-A至化学式1-D所组成的组：
Figure BDA0002788972220000061
本申请中，
Figure BDA0002788972220000062
的结构具体可以如下所示：
Figure BDA0002788972220000063
按照一种具体的实施方案，
Figure BDA0002788972220000064
为
Figure BDA0002788972220000065
本申请中，当Ar1、Ar2和Ar3上具有取代基时，取代基的数量可以为一个或两个以上(即一个或更多个)；当取代基数量为两个以上时，取代基可以相同，也可以不相同。在一种示例性的实施方式中，在Ar1、Ar2、Ar3中，同一个原子上具有两个取代基，两个取代基相互连接以与它们共同连接的原子一起形成5-13元的饱和脂肪族环或芳香环(包括芳环、杂芳环)。
可选地，Ar1、Ar2和Ar3各自独立地选自碳原子数为6-25的取代或未取代的芳基、碳原子数为4-25的取代或未取代的杂芳基。例如，Ar1、Ar2和Ar3各自独立地选自碳原子数为6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25的取代或未取代的芳基，或者选自碳原子数4、5、8、9、11、12、16、18、20、21、22、23、24、25的取代或未取代的杂芳基。
可选地，Ar1、Ar2、Ar3中的取代基各自独立地选自：氘、氟、氰基、碳原子数为1-4的烷基、碳原子数为1-4的卤代烷基、碳原子数为5-10的环烷基、碳原子数为6-15的芳基、碳原子数为5-12的杂芳基、碳原子数为1-4的烷氧基、碳原子数为1-4的烷硫基、碳原子数为3-7的三烷基硅基。Ar1、Ar2、Ar3中的取代基的具体实例分别包括但不限于，氘、氟、氰基、甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔丁基、环戊基、环己基、苯基、萘基、吡啶基、喹啉基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基、甲氧基、乙氧基、甲硫基、乙硫基、三甲基硅基、三氟甲基等。
按照一种实施方式，Ar1、Ar2和Ar3可以各自独立地选自化学式i-1至化学式i-14所示的基团所组成的组：
Figure BDA0002788972220000071
其中，M1选自单键或者
Figure BDA0002788972220000072
G1～G5各自独立地选自N或C(F1)，且G1～G5中至少一个选自N；当G1～G5中的两个以上选自C(F1)时，任意两个F1相同或者不相同；
G6～G13各自独立地选自N或C(F2)，且G6～G13中至少一个选自N；当G6～G13中的两个以上选自C(F2)时，任意两个F2相同或者不相同；
G14～G23各自独立地选自N或C(F3)，且G14～G23中至少一个选自N；当G14～G23中的两个以上选自C(F3)时，任意两个F3相同或者不相同；
H1选自氢、氘、氟、氯、溴、氰基、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1～10的烷氧基、碳原子数为1～10的烷硫基；
H2～H9、H21各自独立地选自：氢、氘、氟、氯、溴、氰基、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1～10的烷氧基、碳原子数为1～10的烷硫基、碳原子数为3～18的杂芳基；
H10～H20、F1～F3各自独立地选自：氢、氘、氟、氯、溴、氰基、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1～10的烷氧基、碳原子数为1～10的烷硫基、碳原子数为6～18的芳基、碳原子数为3～18的杂芳基；
h1～h21以hk表示，H1～H21以Hk表示，k为变量，表示1～21的任意整数，hk表示取代基Hk的个数；其中，当k选自5或者17时，hk选自1、2或者3；当k选自2、7、8、12、15、16、18或者21时，hk选自1、2、3或者4；当k选自1、3、4、6、9或者14时，hk选自1、2、3、4或者5；当k为13时，hk选自1、2、3、4、5或者6；当k选自10或者19时，hk选自1、2、3、4、5、6或者7；当k为20时，hk选自1、2、3、4、5、6、7或者8；当k为11时，hk选自1、2、3、4、5、6、7、8或9；且当hk大于1时，任意两个Hk相同或者不相同；
K1选自O、S、Se、N(H22)、C(H23H24)、Si(H23H24)；其中，H22、H23、H24各自独立地选自：碳原子数为6～18的芳基、碳原子数为3～18的杂芳基、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为3～10的环烷基，或者上述H23和H24相互连接以与它们共同连接的原子一起形成5～13元的饱和或不饱和环；
K2选自单键、O、S、Se、N(H25)、C(H26H27)、Si(H26H27)；其中，H25、H26、H27各自独立地选自：碳原子数为6～18的芳基、碳原子数为3～18的杂芳基、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为3～10的环烷基，或者上述H26和H27相互连接以与它们共同连接的原子一起形成5～13元的饱和或不饱和环。
本申请中，化学式i-10和化学式i-11中，当K2表示单键时，化学式i-10和化学式i-11具体的结构分别如下所示：
Figure BDA0002788972220000081
本申请中，上述H23与H24、上述H26与H27两组中，每组中的两个基团相互连接所形成的环可以是5-13元的饱和或不饱和环。可选地，H23与H24、H26与H27两组中，每组中的两个基团相互连接所形成的环可以为5-13元的饱和脂肪族环或芳香环。按照一种实施方式，H23与H24、H26与H27两组可以分别形成5-8元的饱和脂肪族单环或者形成10-13元芳香环。举例来讲，化学式i-10中，当K2和M1均为单键，H19为氢，h19＝7，K1为C(H23H24)，H23与H24相互连接以与它们共同连接的原子(C)一起形成5元的饱和脂肪族单环时，化学式i-10即为
Figure BDA0002788972220000091
同样地，化学式i-10也可以为
Figure BDA0002788972220000092
即H23与H24相互连接以与它们共同连接的原子一起形成13元的芳香环。
化学式i-13和化学式i-14中，F2至F3可以以Fx表示，其中的x为变量，表示2或3。举例来讲，当x为2时，Fx是指F2。应当理解地是，当不定位连接键连接到C(Fx)上时，C(Fx)中的Fx不存在。例如，在化学式i-13中，当
Figure BDA0002788972220000093
连接到G12时，G12只能表示C原子，即化学式i-13的结构具体为：
Figure BDA0002788972220000094
按照一种实施方式，Ar1选自取代或者未取代的Z1，Ar2为取代或者未取代的Z2，Ar3为取代或者未取代的Z3，其中，未取代的Z1、Z2和Z3各自独立地选自如下基团所组成的组：
Figure BDA0002788972220000095
在该实施方式中，取代的Z1、取代的Z2和取代的Z3各自独立地具有一个或者两个以上取代基，且取代基独立地选自氘、氰基、氟、碳原子数为1-4的烷基、碳原子数为1-4的卤代烷基、碳原子数为5-10的环烷基、碳原子数为1-4的烷氧基、碳原子数为1-4的烷硫基、碳原子数为3-7的三烷基硅基。当取代基的数量为两个以上时，任意两个取代基相同或者不相同。
可选地，取代的Z1、取代的Z2和取代的Z3各自独立地具有一个或者两个以上取代基，且取代基独立地选自氘、氰基、氟、碳原子数为1-4的烷基、碳原子数为5-10的环烷基、碳原子数为1-4的烷氧基、碳原子数为1-4的烷硫基、碳原子数为3-7的三烷基硅基。当取代基的数量为两个以上时，任意两个取代基相同或者不相同。
可选地，Ar1、Ar2和Ar3各自独立地选自如下基团所组成的组：
Figure BDA0002788972220000101
可选地，Ar1、Ar2和Ar3各自独立地选自如下基团所组成的组：
Figure BDA0002788972220000111
在一些具体的实施方式中，Ar2和Ar3各自独立地选自如下基团所组成的组：
Figure BDA0002788972220000121
在一些具体的实施方式中，Ar1选自如下基团所组成的组：
Figure BDA0002788972220000131
在一种实施方式中，Ar1可以选自碳原子数为6-15的芳基或碳原子数为5-18的杂芳基。可选地，Ar1选自碳原子数为6-14的芳基或碳原子数为8-12的杂芳基。
本申请中，可选地，R1、R2各自独立地选自：氘、氟、氰基、碳原子数为1-4的烷基、碳原子数为1-4的卤代烷基、碳原子数为5-10的环烷基、碳原子数为6-15的芳基、碳原子数为3-15的杂芳基、碳原子数为1-4的烷氧基、碳原子数为1-4的烷硫基、碳原子数为3-7的三烷基硅基。
进一步可选地，R1、R2各自独立地选自：氘、氟、氰基、碳原子数为1-4的烷基、碳原子数为5-10的环烷基、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1-4的烷氧基、碳原子数为1-4的烷硫基、碳原子数为3-7的三烷基硅基。
在本申请中，R1、R2的具体实例分别包括但不限于，氘、氟、氰基、甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔丁基、环戊基、环己基、苯基、萘基、吡啶基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基、甲氧基、乙氧基、甲硫基、乙硫基、三甲基硅基。
可选地，n1选自0、1或2，n2选自0或1。进一步可选地，n1+n2≤2。
本申请中，可选地，R3选自氘、氟、氰基、碳原子数为1-4的烷基、碳原子数为1-4的卤代烷基、碳原子数为1-4的烷氧基、碳原子数为1-4的烷硫基、碳原子数为3-7的三烷基硅基。R3的具体实例包括但不限于，氘、氟、氰基、甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔丁基、甲氧基、乙氧基、甲硫基、乙硫基、三甲基硅基、三氟甲基。
可选地，n3选自0、1或2。
本申请中，可选地，所述含氮化合物具体可以选自如下化合物所组成的组：
Figure BDA0002788972220000132
Figure BDA0002788972220000141
Figure BDA0002788972220000151
Figure BDA0002788972220000161
Figure BDA0002788972220000171
Figure BDA0002788972220000181
Figure BDA0002788972220000191
Figure BDA0002788972220000201
Figure BDA0002788972220000211
Figure BDA0002788972220000221
Figure BDA0002788972220000231
Figure BDA0002788972220000241
Figure BDA0002788972220000251
本申请对提供的含氮化合物的合成方法没有特别限定，本领域技术人员可以根据本申请提供的含氮化合物结合合成例的制备方法确定合适的合成方法。换言之，本申请的合成例部分示例性地提供了含氮化合物的制备方法，所采用的原料可通过商购获得或本领域熟知的方法获得。本领域技术人员可以根据这些示例性合成例的制备方法得到本申请提供的所有含氮化合物，在此不再详述制备该含氮化合物的所有具体制备方法，本领域技术人员不应理解为对本发明的限制。
第二方面，本申请提供一种电子元件，用于实现光电转换或者电光转化。所述电子元件包括相对设置的阳极和阴极，以及设于所述阳极和所述阴极之间的功能层；所述功能层包含本申请的含氮化合物。
按照一种实施方式，电子元件为一种有机电致发光器件。如图1所示，有机电致发光器件包括相对设置的阳极100和阴极200，以及设于阳极100和阴极200之间的功能层300；功能层300包含本申请所提供的含氮化合物。
可选地，功能层300包括空穴传输层321，空穴传输层321包含本申请所提供的含氮化合物。其中，空穴传输层321既可以为本申请所提供的含氮化合物组成，也可以由本申请所提供的含氮化合物和其他材料共同组成。本申请提供的含氮化合物可以应用于有机电致发光器件的空穴传输层321，可以有效改善有机电致发光器件的发光效率和寿命，同时保证器件兼具较低的驱动电压。
在一种示例性的实施方式中，有机电致发光器件可以包括依次层叠设置的阳极100、空穴传输层321、电子阻挡层322、作为能量转化层的有机发光层330、电子传输层350和阴极200。
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。
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。
可选地，在有机发光层330和电子传输层350之间还可以设置有空穴阻挡层340。
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，电子阻挡层322包括一种或多种电子阻挡材料，电子阻挡材料例如可以选自咔唑多聚体或者其他类型化合物，本申请对此不特殊的限定。在本申请的一些实施方式中，电子阻挡层322由化合物TCTA组成。
可选地，有机发光层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的空穴和注入有机发光层330的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。
有机发光层330的主体材料例如可以为金属螯合类化合物、双苯乙烯基衍生物、芳香族胺衍生物、二苯并呋喃衍生物等，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的主体材料可以为4,4'-N,N'-dicarbazole-biphenyl(简称为“CBP”)。
有机发光层330的客体材料例如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(piq)2(acac)。
可选地，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，电子传输材料例如可以选自苯并咪唑衍生物、恶二唑衍生物、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TPO和LiQ组成。
可选地，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。在一种实施方式中，空穴注入层310可以由HAT-CN组成。
可选地，电子注入层360例如可以由镱(Yb)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。
按照另一种实施方式，电子元件可以为一种光电转化器件，如图2所示，该光电转化器件可以包括相对设置的阳极100和阴极200，以及设于阳极100和阴极200之间的功能层300；功能层300包含本申请所提供的含氮化合物。
可选地，功能层300包括空穴传输层321，空穴传输层321包含本申请所提供的含氮化合物。其中，空穴传输层321既可以为本申请所提供的含氮化合物组成，也可以由本申请所提供的含氮化合物和其他材料共同组成。
可选地，如图2所示，光电转化器件可包括依次层叠设置的阳极100、空穴传输层321、电子阻挡层322、作为能量转化层的光电转化层370、电子传输层350和阴极200。本申请提供的含氮化合物可以应用于光电转化器件的空穴传输层321，可以有效改善光电转化器件的发光效率和寿命，提高光电转化器件的开路电压。
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。
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。
可选地，在光电转化层370和电子传输层350之间还可以设置有空穴阻挡层340。
按照一种具体的实施方式，光电转化器件可以为太阳能电池，尤其是可以为有机薄膜太阳能电池。在本申请的一种实施方式中，如图2所示，太阳能电池可以包括依次层叠设置的阳极100、空穴传输层321、电子阻挡层322、光电转化层370、电子传输层350和阴极200，其中，空穴传输层321包含有本申请的含氮化合物。
第三方面，本申请提供一种电子装置，该电子装置包括上述电子元件。由于该电子装置具有上述电子元件实施方式所描述的任意一种电子元件，因此具有相同的有益效果，本申请在此不再赘述。
按照一种实施方式，如图3所示，本申请提供的电子装置为第一电子装置400，该电子装置包括上述有机电致发光器件。第一电子装置400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。
按照另一种实施方式，如图4所示，本申请提供的电子装置为第二电子装置500，该电子装置包括上述光电转化器件。第二电子装置500可以为太阳能发电设备、光检测器、指纹识别设备、光模块、CCD相机或则其他类型的电子装置。
以下，通过实施例对本申请进一步详细说明。但是，下述实施例仅是本申请的例示，而并非限定本申请。
合成例：化合物合成
1、原料A至D的合成
Figure BDA0002788972220000271
1)原料A的合成：
Figure BDA0002788972220000272
在氮气保护下，将2-溴-4-氟-1-碘苯(30g，0.1mol)，对氯苯硼酸(17.2g，0.11mol)加入500ml三口瓶中，再加入甲苯180ml，乙醇120ml，水120ml，Pd(pph3)4(1.15g，0.001mol)，TBAB(3.22g，0.1mol)，碳酸钾(27.642g，0.2mol)，升温至回流，反应4h，反应结束，而后冷却至室温，反应液使用水洗后加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液减压除去溶剂；使用甲苯对粗品进行重结晶提纯，得到白色固体原料A(19.41g，收率68％)。
2)原料B的合成：
Figure BDA0002788972220000281
在氮气保护下，将4-溴-3-碘苯甲醚(31.29g，0.1mol)，对氯苯硼酸(17.2g，0.11mol)加入500ml三口瓶中，再加入甲苯180ml，乙醇120ml，水120ml，Pd(pph3)4(1.15g，0.001mol)，TBAB(3.22g，0.1mol)，碳酸钾(27.642g，0.2mol)，升温至回流，反应4h，反应结束，而后冷却至室温，反应液使用水洗后加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液减压除去溶剂；使用甲苯对粗品进行重结晶提纯，得到白色固体原料B(20.83g，收率70％)。
3)原料C和D的合成
参照原料A的方法合成原料C和D，不同的是，将2-溴-4-氟-1-碘苯替换为各原料I，从而相应得到原料C和D。原料I的具体结构、原料C和D的收率如表1所示。
表1
Figure BDA0002788972220000282
2、中间体1-A-I的合成
1)中间体1-A-1的合成：
(1)
Figure BDA0002788972220000283
在氮气保护下，称取2-溴-4-氯联苯(142g，530mmol)，THF(852mL)于2L三口圆底烧瓶内，在-80℃至-90℃下溶解至澄清后，量取n-BuLi(254.75mL，浓度为2.5mol/L)逐滴缓慢滴加至反应体系中，在-80℃至-90℃下反应50min后，称取金刚烷酮(63.78g，42.45mmol)，用THF(260mL)将金刚烷酮溶解后，逐滴缓慢滴加至反应体系中，在-80℃至-90℃下恒温反应1h，待反应结束后，自然升温至室温，向反应液倒入5wt％盐酸至pH<7，充分搅拌后，加入二氯甲烷(DCM)进行萃取，合并有机相，水洗至中性，用无水硫酸镁进行干燥，过滤后减压除去溶剂，将所得油状物，加入至有正庚烷的烧瓶内，加热回流至澄清溶液，置于-20℃下重结晶，得到白色中间体l-A(122g，收率68％)。
(2)
Figure BDA0002788972220000291
在氮气保护下，称取中间体l-A(122g，360mmol)，并量取冰乙酸(1.5L)，在55℃下搅拌，待原料完全溶清后，滴入浓硫酸(3.08mL，浓度为98％)，继续升温至60℃，搅拌30min后，待反应液自然降温至室温，倒入去离子水2L，充分搅拌后过滤，将滤饼用去离子水淋洗至中性，放入真空干燥箱内于60℃烘料1h，用DCM将其溶解，加入无水硫酸钠干燥30min，过滤后减压除去溶剂，加入正庚烷，加入蒸出DCM，将粗产物置于-20℃重结晶，过滤后于真空干燥箱内烘料，得中间体l-A-1(104.8g，收率91％)。
2)其他中间体1-A-I的合成
参照中间体1-A-1的合成方法分别合成表2中的各中间体1-A-I，不同的是，使用各原料II分别代替2-溴-4’-氯联苯。其中，所采用的主要原料及相应的中间体结构、及中间体合成的总收率结果如表2所示。
表2
Figure BDA0002788972220000292
Figure BDA0002788972220000301
3、中间体1-B-I的合成
1)中间体1-B-1的合成：
Figure BDA0002788972220000302
在氮气保护下，将中间体l-A-1(104.8g，326.6mmol)、4-氨基联苯(58g，342.9mmol)、三(二亚苄基丙酮)二钯(2.99g，3.26mmol)、2-二环己基磷-2’,6’-二甲氧基联苯(2.68g，6.53mmol)以及叔丁醇钠(47.08g，489.9mmol)加入甲苯(800ml)中，加热至回流(105-108℃)，搅拌0.5h；而后冷却至室温，反应液使用水洗后加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液减压除去溶剂；使用甲苯对粗品进行重结化合物晶提纯，得到白色固体中间体l-B-1(100.75g，收率68％)。
2)其他中间体1-B-I合成
参照中间体1-B-1的合成方法合成表3中的各中间体1-B-I，不同的是，调整各中间体1-A-I，使用各原料III代替2-氨基联苯。其中，所采用的主要原料及相应的中间体结构、合成收率结果如表3所示。
表3
Figure BDA0002788972220000303
Figure BDA0002788972220000311
4、中间体1-C-I的合成
1)中间体1-C-1的合成：
Figure BDA0002788972220000312
在氮气保护下，将中间体l-B-1(100.75g，222.09mmol)、对氯溴苯(59.42g，310.36mmol)、三(二亚苄基丙酮)二钯(2.033g，2.22mmol)、2-二环己基磷-2’,6’-二甲氧基联苯(1.82g,4.44mmol)以及叔丁醇钠(32.015g，333.14mmol)加入甲苯(800mL)中，加热至回流(105-108℃)，搅拌1h；而后冷却至室温，反应液使用水洗后加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液减压除去溶剂；使用甲苯对粗品进行重结晶提纯，得到白色固体中间体l-C-1(86g，收率68.6％)。
2)其他中间体1-C-I合成
参照中间体1-C-1的合成方法合成表4中各中间体1-C-I，不同的是，调整各中间体1-B-I，并以原料IV代替对氯溴苯。其中，所采用的主要原料及相应的中间体结构、合成收率结果如表4所示。
表4
Figure BDA0002788972220000321
Figure BDA0002788972220000331
5、中间体2-A-I的合成：
1)2-A-1的合成
Figure BDA0002788972220000332
在氮气保护下，将苯胺(19.557g，210mmol)、2-溴萘(41.41g，200mmol)、三(二亚苄基丙酮)二钯(1.83g，2mmol)、2-二环己基磷-2’,6’-二甲氧基联苯(1.64g，4mmol)以及叔丁醇钠(28.83g，300mmol)加入甲苯(320mL)中，加热至回流(105-108℃)，搅拌1h；而后冷却至室温，反应液使用水洗后加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液减压除去溶剂；使用甲苯对粗品进行重结晶提纯，得到中间体2-A-1(28.946g，收率66％)。
2)其它中间体2-A-I的合成
参照中间体2-A-1的合成方法合成表5各中间体2-A-I，不同的是，使用原料V代替苯胺，使用原料VI代替2-溴萘。其中，所采用的主要原料及相应的中间体结构、合成收率结果如表5所示。
表5
Figure BDA0002788972220000333
Figure BDA0002788972220000341
Figure BDA0002788972220000351
Figure BDA0002788972220000361
6、化合物的合成
化合物61的合成：
Figure BDA0002788972220000362
在氮气保护下，将中间体l-C-1(64g，113mmol)、中间体2-A-2(27.8g，113mmol)、三(二亚苄基丙酮)二钯(1.03g，1.1mmol)、2-二环己基磷-2’,6’-二甲氧基联苯(0.93g，2.2mmol)以及叔丁醇钠(16.3g,170mmol)加入甲苯(640mL)中，加热至回流(105-108℃)，搅拌1h；而后冷却至室温，反应液使用水洗后加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液减压除去溶剂；使用甲苯对粗品进行重结晶提纯，得到白色固体化合物61(52.62g，收率60％)，质谱：m/z＝773.4[M+H]+。化合物61的核磁数据，1HNMR(400MHz,CD2Cl2):8.04(d,1H)，7.90(s,1H),7.78-7.75(m,4H),7.56(m,5H)，7.48-7.39(m,8H),7.37-7.20(m,8H),7.12-6.90(m,7H),2.91(d,2H),2.61(d,2H),2.16(s,1H),1.90(s,3H),1.77(d,2H),1.69(d,2H),1.60(s,2H)ppm。
2)其他化合物的合成
参照化合物61的合成方法合成其他化合物，不同的是，调整各中间体1-C-I，调整各中间体2-A-I。其中，所采用的主要原料及相应的化合物结构、合成收率、质谱结果如表6所示。
表6
Figure BDA0002788972220000363
Figure BDA0002788972220000371
Figure BDA0002788972220000381
Figure BDA0002788972220000391
Figure BDA0002788972220000401
Figure BDA0002788972220000411
化合物239的核磁数据，1HNMR(400MHz,CD2Cl2):8.30(d,1H)，8.03(s,1H),8.00-7.85(m,3H),7.75(d,1H),7.65-7.54(m,7H),7.37-7.20(m,8H),7.10-6.90(m,9H),2.90(d,2H),2.62(d,2H),2.16(s,1H),1.90(s,3H),1.77(d,2H),1.69(d,2H),1.60(s,2H)ppm。
有机电致发光器件制备及评估
实施例1
将化合物61作为空穴传输层(HTL)材料用于有机电致发光器件。
将含镀有金属Ag的光反射层和ITO阳极(厚度为15nm)的基板切割成40mm×40mm×0.7mm的尺寸，采用光刻工序，将其制备成具有阴极、阳极以及绝缘层图案的实验基板(发光像素点尺寸为3mm×3mm)，利用紫外臭氧以及O2:N2等离子进行表面处理，以增加阳极(实验基板)的功函数的和清除浮渣；
在上述阳极上蒸镀10nm厚度的HAT-CN(CAS号:105598-27-4)，以形成空穴注入层(HIL)；
接着，在空穴注入层上蒸镀化合物61以形成厚度为80nm的空穴传输层(HTL)；
在上述空穴传输层上真空蒸镀TCTA(CAS号:139092-78-7)，以形成10nm厚度的电子阻挡层(EBL)；
在上述电子阻挡层上蒸镀4,4'-N,N'-dicarbazole-biphenyl(CBP)(CAS号:58328-31-7)，同时将Ir(piq)2(acac)作为掺杂剂以5％(重量比)进行掺杂，以形成厚度25nm的发光层(EML)；
在上述发光层上按1：1的重量比蒸镀TPO(CAS号:1456769-77-9)和LiQ(CAS号:850918-68-2)，以形成30nm电子传输层(ETL)；
在上述电子传输层蒸镀鐿(Yb)，以形成厚度1.5nm的电子注入层(EIL)；
然后，在上述电子注入层上，以1：10的重量比混合蒸镀镁(Mg)和银(Ag)，形成厚度11nm的阴极；
最后，在上述阴极上蒸镀65nm厚度的N,N'-二[4-[二(3-甲基苯基)氨基]苯基]-N,N'-二苯基-联苯-4,4'-二胺(DNTPD)(CAS号:199121-98-7)，作为有机覆盖层(CPL)。
蒸镀完成的器件在氮气手套箱中用紫外线固化树脂封装。
其中，制备有机电致发光器件时，所使用的主要材料结构如下：
Figure BDA0002788972220000421
实施例2～36
除了在形成空穴传输层(HTL)时各自使用表7中列举的化合物替代实施例1的化合物61以外，利用与实施例1相同的方法制作有机电致发光器件。举例来讲，实施例2采用化合物65制作有机电致发光器件，实施例3采用化合物63制作有机电致发光器件，按此顺序依次制备实施例4～36的器件。
比较例1～3
除了在形成空穴传输层(HTL)时分别使用NPB(CAS号:123847-85-8)、化合物A、化合物B替代实施例1的化合物61以外，利用与实施例1相同的方法制作有机电致发光器件。即，比较例1中使用NPB制作有机电致发光器件，比较例2中使用化合物A制作有机电致发光器件，比较例3中使用化合物B制作有机发光器件。其中，NPB、化合物A和化合物B的结构分别如下所示：
Figure BDA0002788972220000431
对上述实施例和比较例的有机电致发光器件的性能(IVL和寿命)进行分析，结果如表7所示。其中，驱动电压、发光效率、外量子效率、色坐标是在恒定电流密度10mA/cm2下进行测试，T95器件寿命在恒定电流密度15mA/cm2下进行测试。
表7
Figure BDA0002788972220000432
Figure BDA0002788972220000441
参照表7的结果，在同等CIE水平的情况下，实施例1～36有机电致发光器件的电流效率为6.2-6.7Cd/A，比比较例1～3中电流效率中最高的(5.9Cd/A)的提高了5.1％-12.0％；实施例1～36有机电致发光器件的外量子效率为12.6-13.8％，比比较例1～3中外量子效率最高的(11.9％)的提高了5.9％-16.0％；实施例1～36有机电致发光器件的T95寿命为284-326h，比比较例1～3中T95寿命最高的(220h)至少提高了29％。另外，与比较例1～3相比，实施例1～36有机电致发光器件也至少降低了0.12V。可见，本申请的含氮化合物作为空穴传输材料，使得器件在保证较低驱动电压情况下，能进一步改善器件的效率和寿命。

Claims (13)

1.一种含氮化合物，其特征在于，所述含氮化合物的结构如化学式1所示：
Figure FDA0003997596140000011
其中，L选自化学式1-1所示的基团；
R1、R2彼此相同或不同，各自独立地选自：氘、卤素基团、氰基、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1-10的烷氧基；
R3选自氘、氰基、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1-10的烷氧基；
n1为R1的数量，n1选自0、1、2、3或4，当n1大于1时，任意两个R1相同或不同；
n2为R2的数量，n2选自0、1、2或3，当n2大于1时，任意两个R2相同或不同；
n3为R3的数量，n3选自0、1、2、3或4，当n3大于1时，任意两个R3相同或不同；
Ar1、Ar2、Ar3彼此相同或不同，各自独立地选自碳原子数为6-25的取代或未取代的芳基、碳原子数为4-25取代或未取代的杂芳基；
Ar1、Ar2、Ar3中的取代基彼此相同或不同，各自独立地选自氘、卤素基团、氰基、碳原子数为6-20的芳基、碳原子数为3-18的杂芳基、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1-10的烷氧基。
2.根据权利要求1所述的含氮化合物，其特征在于，Ar1、Ar2和Ar3各自独立地选自化学式i-1至化学式i-11所示的基团所组成的组：
Figure FDA0003997596140000012
Figure FDA0003997596140000021
其中，M1选自单键或者
Figure FDA0003997596140000022
H1选自氢、氘、氟、氯、溴、氰基、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1～10的烷氧基；
H2～H9、H21各自独立地选自：氢、氘、氟、氯、溴、氰基、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1～10的烷氧基、碳原子数为3～18的杂芳基；
H10～H20各自独立地选自：氢、氘、氟、氯、溴、氰基、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；
h1～h21以hk表示，H1～H21以Hk表示，k为变量，表示1～21的任意整数，hk表示取代基Hk的个数；其中，当k选自5或者17时，hk选自1、2或者3；当k选自2、7、8、12、15、16、18或者21时，hk选自1、2、3或者4；当k选自1、3、4、6、9或者14时，hk选自1、2、3、4或者5；当k为13时，hk选自1、2、3、4、5或者6；当k选自10或者19时，hk选自1、2、3、4、5、6或者7；当k为20时，hk选自1、2、3、4、5、6、7或者8；当k为11时，hk选自1、2、3、4、5、6、7、8或9；且当hk大于1时，任意两个Hk相同或者不相同；
K1选自O、S、N(H22)、C(H23H24)；其中，H22、H23、H24各自独立地选自：碳原子数为6～18的芳基、碳原子数为3～18的杂芳基、碳原子数为1～10的烷基；
K2选自单键。
3.根据权利要求1所述的含氮化合物，其特征在于，Ar1为取代或者未取代的Z1，Ar2为取代或者未取代的Z2，Ar3为取代或者未取代的Z3，其中，未取代的Z1、Z2和Z3各自独立地选自如下基团所组成的组：
Figure FDA0003997596140000023
Figure FDA0003997596140000031
取代的Z1、Z2和Z3各自独立地具有一个或者两个以上取代基，且取代基独立地选自氘、氰基、氟、碳原子数为1-4的烷基、碳原子数为1-4的卤代烷基、碳原子数为1-4的烷氧基。
4.根据权利要求3所述的含氮化合物，其特征在于，取代的Z1、Z2和Z3各自独立地具有一个或者两个以上取代基，且取代基独立地选自氘、氰基、氟、碳原子数为1-4的烷基、碳原子数为1-4的烷氧基。
5.根据权利要求1所述的含氮化合物，其特征在于，Ar1、Ar2和Ar3各自独立地选自如下取代基所组成的组：
Figure FDA0003997596140000032
Figure FDA0003997596140000041
6.根据权利要求5所述的含氮化合物，其特征在于，Ar1、Ar2和Ar3各自独立地选自如下取代基所组成的组：
Figure FDA0003997596140000042
Figure FDA0003997596140000051
7.根据权利要求1所述的含氮化合物，其特征在于，R1、R2各自独立地选自：氘、氟、氰基、碳原子数为1-4的烷基、碳原子数为1-4的卤代烷基、碳原子数为1-4的烷氧基；
n1选自0、1或2，n2选自0或1。
8.根据权利要求1所述的含氮化合物，其特征在于，R3选自氘、氰基、碳原子数为1-4的烷基、碳原子数为1-4的卤代烷基、碳原子数为1-4的烷氧基；
n3选自0或1。
9.根据权利要求1所述的含氮化合物，其特征在于，所述含氮化合物选自如下化合物所组成的组：
Figure FDA0003997596140000052
Figure FDA0003997596140000061
Figure FDA0003997596140000071
Figure FDA0003997596140000081
Figure FDA0003997596140000091
Figure FDA0003997596140000101
Figure FDA0003997596140000111
Figure FDA0003997596140000121
Figure FDA0003997596140000131
Figure FDA0003997596140000141
Figure FDA0003997596140000151
Figure FDA0003997596140000161
Figure FDA0003997596140000171
10.一种电子元件，其特征在于，包括相对设置的阳极和阴极，以及设于所述阳极和所述阴极之间的功能层；
所述功能层包含权利要求1～9中任一项所述的含氮化合物。
11.根据权利要求10所述的电子元件，其特征在于，所述功能层包括空穴传输层，所述空穴传输层包括所述含氮化合物。
12.根据权利要求10或11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化器件。
13.一种电子装置，其特征在于，包括权利要求10～12中任一项所述的电子元件。
CN202011308317.3A 2020-02-28 2020-11-20 含氮化合物、电子元件和电子装置 Active CN113321588B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2021/077730 WO2021170008A1 (zh) 2020-02-28 2021-02-24 含氮化合物、电子元件和电子装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010131346 2020-02-28
CN2020101313460 2020-02-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113321588A CN113321588A (zh) 2021-08-31
CN113321588B true CN113321588B (zh) 2023-04-07

Family

ID=77413301

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011308317.3A Active CN113321588B (zh) 2020-02-28 2020-11-20 含氮化合物、电子元件和电子装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113321588B (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107078226A (zh) * 2014-11-18 2017-08-18 保土谷化学工业株式会社 有机电致发光器件
KR20170136980A (ko) * 2016-06-02 2017-12-12 주식회사 엘지화학 화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자
CN109593042A (zh) * 2018-12-24 2019-04-09 陕西莱特迈思光电材料有限公司 一种有机电致发光材料及包含其的有机电致发光器件
KR20190118514A (ko) * 2018-04-10 2019-10-18 주식회사 엘지화학 다환 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20190118515A (ko) * 2018-04-10 2019-10-18 주식회사 엘지화학 다환 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
CN110467536A (zh) * 2019-06-14 2019-11-19 陕西莱特光电材料股份有限公司 含氮化合物、有机电致发光器件和光电转化器件
WO2020159279A1 (ko) * 2019-02-01 2020-08-06 주식회사 엘지화학 다환 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
CN111699191A (zh) * 2018-10-18 2020-09-22 株式会社Lg化学 杂环化合物及包含其的有机发光器件

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101708176B1 (ko) * 2015-12-31 2017-02-20 머티어리얼사이언스 주식회사 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107078226A (zh) * 2014-11-18 2017-08-18 保土谷化学工业株式会社 有机电致发光器件
KR20170136980A (ko) * 2016-06-02 2017-12-12 주식회사 엘지화학 화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자
KR20190118514A (ko) * 2018-04-10 2019-10-18 주식회사 엘지화학 다환 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20190118515A (ko) * 2018-04-10 2019-10-18 주식회사 엘지화학 다환 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
CN111699191A (zh) * 2018-10-18 2020-09-22 株式会社Lg化学 杂环化合物及包含其的有机发光器件
CN109593042A (zh) * 2018-12-24 2019-04-09 陕西莱特迈思光电材料有限公司 一种有机电致发光材料及包含其的有机电致发光器件
WO2020159279A1 (ko) * 2019-02-01 2020-08-06 주식회사 엘지화학 다환 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
CN110467536A (zh) * 2019-06-14 2019-11-19 陕西莱特光电材料股份有限公司 含氮化合物、有机电致发光器件和光电转化器件

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
光电功能导向的星型结构有机化合物的设计、合成及其性能研究;刘源;《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(博士)工程科技Ⅰ辑》;20180615(第06期);B014-46 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113321588A (zh) 2021-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113501800B (zh) 有机电致发光材料、电子元件及电子装置
CN111777517B (zh) 一种含氮化合物以及使用其的电子元件和电子装置
CN113773207B (zh) 有机化合物及包含其的电子元件和电子装置
CN111875505B (zh) 含氮化合物、有机电致发光器件和电子装置
CN112079730B (zh) 一种含氮化合物以及使用其的电子元件和电子装置
CN111892505B (zh) 含氮化合物、电子元件和电子装置
CN113321589B (zh) 含氮化合物、电子元件和电子装置
CN113651826B (zh) 一种含氮化合物以及使用其的电子元件和电子装置
CN112759582B (zh) 一种含氮化合物以及使用其的电子元件和电子装置
JP7105388B1 (ja) 窒素含有化合物、電子部品及び電子装置
CN113121408B (zh) 含氮化合物、电子元件和电子装置
CN113480540A (zh) 一种有机化合物以及使用其的电子元件和电子装置
CN115784904B (zh) 含氮化合物和电子元件及电子装置
CN114989069A (zh) 含氮化合物和电子元件及电子装置
CN111303113B (zh) 有机化合物、电子器件及电子装置
CN112239475B (zh) 含氮化合物、电子元件和电子装置
CN115650899B (zh) 含氮化合物、电子元件和电子装置
CN113651703B (zh) 有机化合物、电子元件和电子装置
CN115557937A (zh) 含氮化合物及包含其的有机电致发光器件和电子装置
CN115368294A (zh) 有机化合物及包含其的电子元件和电子装置
CN113321588B (zh) 含氮化合物、电子元件和电子装置
CN114736198B (zh) 一种有机化合物以及使用其的电子元件和电子装置
WO2021170008A1 (zh) 含氮化合物、电子元件和电子装置
CN114133369A (zh) 含氮化合物、电子元件及电子装置
CN114497424A (zh) 有机电致发光器件及包括其的电子装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant