CN113735893B - 一种有机化合物以及使用其的电子元件和电子装置 - Google Patents

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Abstract

本申请属于有机材料领域，涉及一种有机化合物以及使用其的电子元件和电子装置，所述有机化合物具有化学式1所示的结构，所述有机化合物应用于有机电致发光器件中，可显著改善器件的性能。

Description

一种有机化合物以及使用其的电子元件和电子装置
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以及使用其的电子元件和电子装置。
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。
现有的有机电致发光器件中，最主要的问题为寿命和效率，随着显示器的大面积化，驱动电压也随之提高，发光效率及寿命也需要提高。目前对有机电致发光器件提高性能的研究包括：降低器件的驱动电压、提高器件的发光效率、提高器件的使用寿命等。为了实现有机电致发光器件的性能的不断提升，开发稳定高效的有机空穴传输材料，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
本公开的目的是提供一种有机化合物以及使用其的电子元件和电子装置，所述有机化合物可以改善器件的性能。
本申请的第一方面提供一种有机化合物，其具有化学式1所示的结构：
其中，环B选自金刚烷、降冰片、环己烷；
L1和L3相同或不同，且各自独立地选自取代或未取代的亚苯基、取代或未取代的亚萘基，所述亚苯基和亚萘基上的取代基各自独立地选自氘、卤素基团、氰基、碳原子数为1～5的烷基、碳原子数为1～5的卤代烷基；
Ar选自碳原子数为6～30的取代或未取代的芳基、碳原子数为5～30的取代或未取代的杂芳基；
L2选自单键、碳原子数为6～30的取代或未取代的亚芳基、碳原子数5～30的取代或未取代的亚杂芳基；
Ar和L2中的取代基各自独立地选自氘、卤素基团、氰基、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为3～10的环烷基、碳原子数为6～20的芳基、碳原子数为5～20的杂芳基；
R1和R2相同或不同，且各自独立地选自氘、卤素基团、氰基、碳原子数为1～5的烷基、碳原子数为6～12的芳基、碳原子数为3～12的杂芳基；
n1是R1的个数；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是R2的个数；n2选自0、1、2或3，当n2大于1时，任意两个R2相同或不同。。
本申请的化合物将环烷烃螺芴与芳胺和三苯基硅基结合，芳胺和环烷烃螺芴用亚苯基或亚萘基连接在一起，一方面，环烷烃螺芴的共轭程度大，可以有效提高空穴传输能力，即空穴迁移率，且三苯基硅基与三芳胺的N之前的亚苯基或亚萘基，使得材料具有较深的HOMO能级，提高空穴传输层与发光层之间的匹配性，能有效提高器件的效率；另一方面，芳胺和环烷烃螺芴之间的亚苯基和亚萘基可以有效调节分子的堆叠程度，调控分子构型，使材料具有更稳定的无定形态和改善成膜性，提升器件寿命。
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，并不能限制本公开。
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。
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第一电子装置的结构示意图。
图3是本申请一种实施方式的光电转化器件的结构示意图。
图4是本申请一种实施方式的第二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 321、第一空穴传输层 322、第二空穴传输层 330、有机发光层
340、电子传输层 350、电子注入层 360、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公开将更加全面和完整，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公开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，其具有化学式1所示的结构：
其中，环B选自金刚烷、降冰片、环己烷；
L1和L3相同或不同，且各自独立地选自取代或未取代的亚苯基、取代或未取代的亚萘基，所述亚苯基和亚萘基上的取代基各自独立地选自氘、卤素基团、氰基、碳原子数为1～5的烷基、碳原子数为1～5的卤代烷基；
Ar选自碳原子数为6～30的取代或未取代的芳基、碳原子数为5～30的取代或未取代的杂芳基；
L2选自单键、碳原子数为6～30的取代或未取代的亚芳基、碳原子数5～30的取代或未取代的亚杂芳基；
Ar和L2中的取代基各自独立地选自氘、卤素基团、氰基、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为3～10的环烷基、碳原子数为6～20的芳基、碳原子数为5～20的杂芳基；
R1和R2相同或不同，且各自独立地选自氘、卤素基团、氰基、碳原子数为1～5的烷基、碳原子数为6～12的芳基、碳原子数为3～12的杂芳基；
n1是R1的个数；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是R2的个数；n2选自0、1、2或3，当n2大于1时，任意两个R2相同或不同。
本申请中，环B可以选自：
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)。举例来讲，“取代或未取代的芳基”是指具有取代基Rc的芳基或者没有取代的芳基。其中上述的取代基即Rc例如可以为氘、卤素基团、氰基、杂芳基、芳基、烷基、卤代烷基、环烷基等。
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。
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L1为碳原子数为12的取代的亚芳基，则亚芳基及其上的取代基的所有碳原子数为12。
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。芳基中不含有B、N、O、S、P、Se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、苯并[9,10]菲基、芘基、苯并荧蒽基、基等。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。
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、卤代烷基等基团取代。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。
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、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-苯基咔唑基、N-吡啶基咔唑基、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-苯基咔唑基、N-吡啶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。
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、卤代烷基等基团取代。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，作为取代基的芳基的碳原子数可以为6～20，例如碳原子数可以为6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20，作为取代基的芳基的具体实例包括但不限于，苯基、联苯基、萘基、芴基、蒽基、基。
本申请中，作为取代基的杂芳基的碳原子数可以为5～20，例如碳原子数可以为5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20，作为取代基的杂芳基的具体实例包括但不限于，吡啶基、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、异喹啉基。
本申请中，碳原子数为1～10的烷基可以包括碳原子数1至10的直链烷基和碳原子数3至10的支链烷基。烷基的碳原子数例如可以为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10，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、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、正己基、正庚基、正辛基、2-乙基己基、壬基、癸基、3,7-二甲基辛基等。
本申请中，卤素基团例如可以为氟、氯、溴、碘。
本申请中，卤代烷基的具体实例包括但不限于，三氟甲基。
本申请中，碳原子数为3～10的环烷基的碳原子数例如可以为3、4、5、6、7、8、10。环烷基的具体实例包括但不限于，环戊基、环己基、金刚烷基。
在本申请的一种实施方式中，L1和L3各自独立地选自取代或未取代的基团W，所述未取代的基团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具有一个或两个以上的取代基，所述基团W的取代基各自独立地选自氘、氟、氰基、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、三氟甲基。
可选地，L1和L3各自独立地选自如下基团组成的组：
进一步可选地，L1和L3各自独立地选自如下基团组成的组：
在本申请的一种实施方式中，L2选自单键、碳原子数为6～20取代或未取代的亚芳基、碳原子数为5～20的亚杂芳基。例如，L2选自单键，碳原子数为6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20取代或未取代的亚芳基，碳原子数为5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20的亚杂芳基。
可选地，L2中的取代基各自独立地选自氘、氟、氰基、碳原子数为1～5的烷基、碳原子数为6～12的芳基。
可选地，L2选自单键、碳原子数为6～15取代或未取代的亚芳基、碳原子数为5～12的取代或未取代的亚杂芳基。
可选地，L2中的取代基各自独立地选自氘、氟、氰基、碳原子数为1～5的烷基、苯基。
可选地，L2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、取代或未取代的亚芴基、取代或未取代的亚咔唑基、取代或未取代的亚二苯并呋喃基、取代或未取代的亚二苯并噻吩基。
可选地，L2中的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。
可选地，L2选自取代或未取代的基团V，所述未取代的基团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具有一个或两个以上的取代基，所述基团V的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。
可选地，L2选自单键或者如下基团所组成的组：
进一步可选地，L2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，Ar选自碳原子数为6～20的取代或未取代的芳基、碳原子数为12～18的取代或未取代的杂芳基。例如，Ar选自碳原子数为6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20的取代或未取代的芳基，碳原子数为12、13、14、15、16、17、18的取代或未取代的杂芳基。
可选地，Ar中的取代基选自氘、氟、氰基、碳原子数为1～5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5～12的杂芳基。
可选地，Ar选自取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的联苯基、取代或未取代的三联苯基、取代或未取代的菲基、取代或未取代的芴基、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、取代或未取代的咔唑基。
可选地，Ar中的取代基选自氘、氟、氰基、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、环己基、金刚烷基、苯基、萘基、联苯基、咔唑基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基。
可选地，Ar选自取代或未取代的基团T，所述未取代的基团T选自如下基团所组成的组：
其中，表示化学键；取代的基团T具有一个或两个以上的取代基，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、环己基、金刚烷基、苯基、萘基、联苯基、咔唑基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基。
可选地，Ar选自如下基团所组成的组：
进一步可选地，Ar选自如下基团所组成的组：
在本申请的一种实施方式中，R1和R2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、吡啶基、咔唑基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基。
可选地，所述有机化合物选自如下化合物所形成的组：
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/>
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本申请的第二方面提供一种电子元件，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有机化合物。
可选地，所述电子元件可以是有机电致发光器件或光电转换器件。
可选地，所述功能层包括空穴传输层，所述空穴传输层包含本申请的有机化合物。
进一步可选地，所述电子元件为有机电致发光器件，所述空穴传输层包括第一空穴传输层和第二空穴传输层，相对于所述第二空穴传输层，所述第一空穴传输层更靠近所述阳极，其中，所述第二空穴传输层包含本申请的有机化合物。
在一种实施方式中，如图1所示，有机电致发光器件可以包括层叠设置的阳极100、第一空穴传输层321、第二空穴传输层322、有机发光层330、电子传输层340和阴极200。其中，所述第一空穴传输层321和第二空穴传输层322构成空穴传输层320。
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，第一空穴传输层321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。例如，第一空穴传输层321可以由化合物NPB组成，第二空穴传输层322可以含有本申请的化合物。
可选地，有机发光层330可以由单一发光层材料组成，也可以包括主体材料和掺杂材料。可选地，有机发光层330由主体材料和掺杂材料组成，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掺杂材料，进而使得掺杂材料能够发光。
有机发光层330的主体材料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，有机发光层330的主体材料可以为RH-1。
有机发光层330的掺杂材料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的掺杂材料可以为Ir(dmpq)2acac。
电子传输层340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但不限于，TPBi、LiQ、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。在本申请的一种实施方式中，电子传输层材料可以由ET-1和LiQ组成。
本申请中，阴极200可以包括阴极材料，其是有助于电子注入材料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但不限于，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。优选包括包含镁和银的金属电极作为阴极。
可选地，如图1所示，在阳极100和空穴传输层321之间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。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。例如，空穴注入层310可以为HAT-CN。
可选地，如图1所示，在阴极200和电子传输层340之间可以设置有电子注入层350，以增强向电子传输层340注入电子的能力。电子注入层350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。例如，电子注入层350可以包含Yb。
可选地，所述有机电致发光器件可以为红光器件、蓝光器件或者绿光器件。
按照另一种实施方式，电子元件可以为光电转化器件。如图3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有机化合物。
按照一种具体的实施方式，如图3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320、光电转化层360、电子传输层340和阴极200。
可选地，所述空穴传输层包含有本申请的有机化合物。
可选地，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。举例而言，在本申请的一种实施方式中，太阳能电池可以包括依次层叠设置的阳极、空穴传输层、有机发光层、电子传输层和阴极，其中，空穴传输层包含有本申请的有机化合物。
本申请的第三方面提供一种电子装置，包括本申请第二方面提供的电子元件。
按照一种实施方式，如图2所示，所述电子装置为第一电子装置400，包括上述有机电致发光器件。第一电子装置400例如可以为显示装置、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，所述电子装置为第二电子装置500，包括上述光电转化器件。第二电子装置500例如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。
下面结合合成实施例来具体说明本申请的有机化合物的合成方法，但是本公开并不因此而受到任何限制。
本申请中未提到的合成方法的化合物的都是通过商业途径获得的原料产品。
合成实施例
1、中间体IM a-1的合成
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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，加入对氯苯硼酸(11.61g，75mmol)、邻溴碘苯(20.00g，70.6mmol)、120mL的甲苯、40mL的乙醇、40mL的水、碳酸钾(19.54g，141.3mmol)、四丁基溴化铵(2.28g，7.07mmol)，搅拌加热至60℃后迅速加入四(三苯基膦)钯(0.41g，0.35mmol)，加毕继续升温至60～65℃回流反应12h，反应结束后，冷却至室温。用甲苯萃取分离有机相，使用无水硫酸镁干燥有机相，过滤后将滤液减压蒸馏浓缩；使用正庚烷进行重结晶，得到IM a-1(12.29g，收率65％)。
参照IM a-1的方法合成表1所列的IM a-x，不同之处在于，使用原料1代替对氯苯硼酸，其中，使用的主要原料、合成的中间体及其收率如表1所示。
表1
2、中间体IM b-1的合成
向装有机械搅拌、温度计、恒压滴加漏斗的三口瓶中通氮气(0.100L/min)置换15min，加入IM a-1(12.29g，45.94mmol)、98mL的四氢呋喃，搅拌10min至IM a-1溶解后，降温至-85℃～-90℃，保温滴加2.5M的正丁基锂溶液(18.4mL)，滴加结束后保温1h，取样检测，待锂盐反应完成后，然后滴加2-金刚烷酮(6.90g，45.94mol)的THF(62mL)溶液，滴加过程中保持温度为-85℃～-90℃，滴加结束后，保温1h，升温至室温，加水淬灭，停止反应。反应结束后，萃取，水洗至中性，合并有机相，使用无水硫酸镁进行干燥，过滤，减压除去溶剂，得到油状物的IM b-1(10.90g，收率70％)。
参照IM b-1的方法合成表2所列的IM b-y，不同之处在于，使用IM a-x代替IM a-1，其中，使用的主要原料、合成的中间体及其收率如表2所示。
表2
参照上述IM a-1和IM b-1的方法合成表3所列的IM b-y，不同之处在于，使用原料2代替对氯苯硼酸，使用原料3代替2-金刚烷酮，其中，使用的主要原料、合成的中间体及其收率如表3所示。
表3
3、中间体IM 1-1的合成
向装有机械搅拌、温度计、恒压滴加漏斗的三口瓶中通氮气(0.100L/min)置换15min，加入IM b-1(10.90g，32.16mmol)、87.2mL的二氯甲烷，保温20～25℃，滴加0.32g的浓硫酸，滴加完毕后，自然升温至室温20～30℃反应5h。反应结束后，加水淬灭，进行萃取，合并有机相，使用无水硫酸镁进行干燥，过滤，减压除去溶剂；所得粗品使用乙醇/乙酸乙酯系统进行重结晶提纯，得到IM 1-1(8.77g，收率85％)。
参照IM 1-1的方法合成表4所列的IM 1-x，不同之处在于，使用IM b-y代替IM b-1，其中，使用的主要原料、合成的中间体及其收率如表4所示。
表4
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4、中间体IM 1-1-1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IM 1-1(10.00g，31.2mmol)、双联硼酸頻哪醇酯(11.87g，47mmol)、100mL的1,4-二氧六环、6.12g的乙酸钾，搅拌加热至60℃后迅速加入0.30g的x-PHOS、0.29g的Pd2(dba)3，加毕继续升温至90～95℃回流反应4h，反应结束后，冷却至室温。用甲苯萃取分离有机相，使用无水硫酸镁干燥有机相，过滤后将滤液减压蒸馏浓缩；使用正庚烷进行重结晶，得到IM1-1-1(11.18g，收率87％)。
参照IM 1-1-1的方法合成表5所列的IM 1-1-x，不同之处在于，使用IM 1-x代替中间体IM1-1，其中，使用的主要原料、合成的中间体及其收率如表5所示。
表5
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5、中间体IM A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IM 1-1-1(11.18g，27.1mmol)、4-氯-1-碘苯(6.79g，28.48mmol)、67mL的甲苯、23mL的乙醇、23mL的水、碳酸钾(7.49g，54.2mmol)、四丁基溴化铵(0.87g，2.7mmol)，搅拌加热至60℃后迅速加入四(三苯基膦)钯(0.16g，0.14mmol)，加毕继续升温至60～65℃回流反应5h，反应结束后，冷却至室温。用甲苯萃取分离有机相，使用无水硫酸镁干燥有机相，过滤后将滤液减压蒸馏浓缩；使用5倍体积的乙酸乙酯重结晶，得到IM A(8.61g，收率80％)。
参照IM A的方法合成下表6所列的IM X，不同之处在于，使用IM 1-1-x代替IM 1-1-1，使用原料4代替4-氯-1-碘苯，其中使用的主要原料、合成的中间体及其收率如表6所示。
表6
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6、中间体IM 2-1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IMA(12.37g，31.2mmol)、4-氨基联苯(5.27g，31.2mmol)、80mL的甲苯、叔丁醇钠(5.99g，62.3mmol)，搅拌，加热升温至60～70℃，缓慢加入0.15g的x-phos、0.14g的Pd2(dba)3，加毕，继续升温至100～105℃回流反应1h，反应结束后，冷却至室温。用甲苯萃取分离有机相，使用无水硫酸镁干燥有机相，过滤，减压除去溶剂，使用甲苯对粗品进行重结晶，得到IM 2-1(14.85g，收率90％)。
参照IM 2-1的方法合成表7所列的IM 2-x，不同之处在于，使用IM X代替IM A，使用原料5代替4-氨基联苯，其中，使用的主要原料、合成的中间体及其收率如表7所示。
表7
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7、中间体IM 3-1的合成
向装有机械搅拌、温度计、恒压滴加漏斗的三口瓶中通氮气(0.100L/min)置换15min，加入1,4-二溴萘(10.00g，35mmol)、60mL的四氢呋喃，搅拌10min至反应物溶解后，降温至-85℃～-90℃，保温滴加2.5M的正丁基锂溶液12.14mL，滴加结束后保温1h，取样检测，待锂盐反应完成后，然后滴加三苯基氯硅烷(9.21g，31.2mmol)的THF(20mL)溶液，滴加过程中保持温度为-85℃～-90℃，滴加结束后，升温至室温反应2h，加水淬灭，停止反应。反应结束后，萃取，水洗至中性，合并有机相，使用无水硫酸镁进行干燥，过滤，减压除去溶剂浓干，用正庚烷打浆固化、过滤、烘干得到IM 3-1(11.66g，收率80％)。
8、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IM 2-1(14.85g，28mmol)、4-溴四苯基硅烷(11.65g，28mmol)、102mL的甲苯、叔丁醇钠(5.39g，56mmol)，搅拌，加热升温至70～80℃，缓慢加入0.12g的s-phos、0.13g的Pd2(dba)3，加毕，继续升温至100～105℃回流反应1h，反应结束后，冷却至室温。用甲苯萃取分离有机相，使用无水硫酸镁干燥有机相，过滤，减压除去溶剂，使用甲苯-正庚烷体系对粗品过柱后进行重结晶，得到化合物2(19.38g，收率80％)，质谱(m/z)＝864.40[M+H]+。
参照化合物2的方法合成表8所列的化合物，不同之处在于，使用IM 2-x代替IM 2-1，使用原料6代替4-溴四苯基硅烷，其中，使用的主要原料、合成的化合物及其收率、质谱如表8所示。
表8
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部分化合物核磁数据如下表9所示
表9
有机电致发光器件的制备和性能评估
实施例1
红色有机电致发光器件
将厚度为的阳极ITO基板切割成40mm(长)×40mm(宽)×0.7mm(厚)的尺寸，采用光刻工序，将其制备成具有阳极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(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HAT-CN(结构式见下文)以形成厚度为的空穴注入层(HIL)；并在空穴注入层上方真空蒸镀化合物NPB，以形成厚度为/>的第一空穴传输层(HTL1)。
在第一空穴传输层(HTL1)上真空蒸镀化合物2，形成厚度为的第二空穴传输层(HTL2)。
在第二空穴传输层(HTL2)上，将RH-1∶Ir(dmpq)2acac以95％∶5％的比例进行共同蒸镀，形成厚度为的红色发光层(EML)。
将化合物ET-1(结构式见下文)和LiQ(结构式见下文)以1∶1的重量比进行混合，并可通过真空蒸镀工艺形成厚的电子传输层(ETL)。随后，将Yb蒸镀在电子传输层上以形成厚度为/>的电子注入层(EIL)。
将镁(Mg)和银(Ag)以1∶9的蒸镀速率混合，真空蒸镀在电子注入层(EIL)上，形成厚度为的阴极。
此外，在上述阴极上作为保护层蒸镀一层厚度为的CP-1(结构式见下文)，形成覆盖层(CPL)，从而完成有机发光器件的制造。
其中，HAT-CN、NPB、RH-1、Ir(dmpq)2acac、ET-1、LiQ、CP-1、化合物A、化合物B的结构式如下：
实施例2-18
除了在第二空穴传输层(HTL2)时，采用表10中所示的化合物替代化合物2以外，采用与实施例1相同的方法制作红色有机电致发光器件。
比较例1～2
利用化合物A、化合物B代替化合物2形成第二空穴传输层(HTL2)，采用与实施例1相同的方法制作红色有机电致发光器件。
其中，IVL(电流、电压、亮度)数据是在10mA/cm2电流密度下的测试结果、T95寿命是20mA/cm2电流密度下的测试结果。
表10：红色有机电致发光器件的性能测试结果
根据上述表10的结果可知，作为发光层的化合物的实施例1～18与已公知的化合物所对应的器件比较例1～2相比有机电致发光器件的发光效率(Cd/A)至少提高了11.1％，寿命最少提高了13.0％。因此本申请化合物具有兼顾提高发光效率及提高寿命的特点。由上述数据可知，采用本申请的有机化合物作为有机电致发光器件的第二空穴传输层，该有机电致发光器件的发光效率(Cd/A)以及寿命(T95)都有显著的提高。因此，在第二空穴传输层中使用本申请的有机化合物可制备得到高发光效率、长寿命的有机电致发光器件。当L1为萘时，有机电致发光器件的寿命表现相对更好一些。
应可理解的是，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。

Claims (10)

1.一种有机化合物，其特征在于，所述有机化合物具有化学式1所示的结构：
其中，环B选自金刚烷、降冰片、环己烷；
L1选自取代或未取代的亚萘基，L3选自取代或未取代的亚苯基、取代或未取代的亚萘基，
所述亚苯基和亚萘基上的取代基各自独立地选自氘、卤素基团、氰基、碳原子数为1～5的烷基；
Ar选自取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的联苯基、取代或未取代的三联苯基、取代或未取代的菲基、取代或未取代的芴基、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、取代或未取代的咔唑基；
L2选自单键、取代或未取代的亚苯基；
Ar和L2中的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；
R1和R2相同或不同，且各自独立地选自氘、卤素基团、氰基、碳原子数为1～5的烷基、碳原子数为6～12的芳基、碳原子数为3～12的杂芳基；
n1是R1的个数；n1选自0；
n2是R2的个数；n2选自0。
2.根据权利要求1所述的有机化合物，其中，L1选自取代或未取代的基团
其中，表示化学键；取代的基团/>具有一个或两个以上的取代基，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、三氟甲基；
L3选自取代或未取代的基团W，所述未取代的基团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具有一个或两个以上的取代基，所述基团W的取代基各自独立地选自氘、氟、氰基、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、三氟甲基。
3.根据权利要求1所述的有机化合物，其中，L1选自如下基团组成的组：
L3选自如下基团组成的组：
4.根据权利要求1所述的有机化合物，其中，Ar选自取代或未取代的基团T，所述未取代的基团T选自如下基团所组成的组：
其中，表示化学键；取代的基团T具有一个或两个以上的取代基，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。
5.根据权利要求1所述的有机化合物，其中，Ar选自如下基团所组成的组：
6.根据权利要求1所述的有机化合物，其中，所述有机化合物选自如下化合物所形成的组：
7.一种电子元件，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，所述功能层包括空穴传输层，所述空穴传输层包含权利要求1～6中任一项所述的有机化合物。
8.根据权利要求7所述的电子元件，其中，所述电子元件为有机电致发光器件或光电转换器件。
9.根据权利要求7所述的电子元件，其中，所述电子元件为有机电致发光器件，所述空穴传输层包括第一空穴传输层和第二空穴传输层，所述第一空穴传输层相对所述第二空穴传输层更靠近所述阳极，其中，所述第二空穴传输层包含所述的有机化合物。
10.一种电子装置，包括权利要求7～9中任一项所述的电子元件。
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