CN113845517B - 一种菲并五元杂环类有机电致发光材料及其应用和器件 - Google Patents

一种菲并五元杂环类有机电致发光材料及其应用和器件 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种菲并五元杂环类有机电致发光材料及其应用和器件。该有机电致发光材料通过对菲并五元杂环核心结构引入给电子型基团或电子传输型基团，提供了具有高荧光量子效率及扭曲空间构型的化合物，将其作为有机电致发光器件的发光客体或电子传输材料，能有效提高器件的发光效率，发出更纯净的绿光，在启动电压、电流效率、寿命上具有比现有技术的化合物更显著的优势。

Description

一种菲并五元杂环类有机电致发光材料及其应用和器件
技术领域
本发明属于光电材料应用科技领域，具体涉及一种菲并五元杂环类有机电致发光材料及其应用和器件。
背景技术
有机电致发光器件(OLED)包括两电极及两电极之间的有机电致发光材料，通过对两电极施加电压，可以使得有机电致发光材料主动发光。有机电致发光器件具有能耗低、色域广、轻薄等特点，在平板显示及照明领域具有广阔应用前景。
通常，OLED器件由多个不同的有机功能层组成，其中，发光层的设计及不同有机功能层的组合对器件的性能发挥着关键影响，发光层载流子不平衡及各有机功能层能级不匹配等问题，容易导致载流子界面淬灭和有机层本体老化，从而影响器件的发光效率和寿命稳定性。
近年来，具有双传输特性的发光材料和高迁移率的电子传输材料受到了广泛关注，菲并五元杂环结构具有较高的量子效率及较好的刚性且固态下三重态能级较低，因此，通过选择合适的基团及适当的键连方式，可以制备出性能优异的发光及电子传输型材料，由此制备发光效率更高、更稳定的有机电致发光器件。
发明内容
本发明旨在开发一种以菲并五元杂环为核心的OLED材料，解决材料层内电子/空穴迁移不匹配的问题，进而显著提高器件在发光效率、寿命、色坐标等方面的综合性能。
本发明第一个方面提供了一种菲并五元杂环类有机电致发光材料，其化合物结构通式如式(1)所示：
其中，X和Y分别独立地选自N、N(R0)、O或S，且X和Y中的一个为N，X和Y中的另一个选自N(R0)、O或S；
虚线表示单键，位于五元环中心轴线的左侧或右侧，构成五元杂环中的一个双键；
L选自单键，未取代的或由C1～20的烷烃基、C1～20的烷氧基、腈基、硝基、氟基取代的亚苯基，未取代的或由C1～20的烷烃基、C1～20的烷氧基、腈基、硝基、氟基取代的亚联苯基，未取代的或由C1～20的烷烃基、C1～20的烷氧基、腈基、硝基、氟基取代的亚萘基；
R0选自C1～20的烷基、C6～50的芳基、C3～50的杂芳基；
Ar为含有N、O、S、P中的至少一种原子的C3-C50的杂环基团。
进一步的，L用以下结构式表示：
进一步的，R0选自未取代的或由氟基、硝基、氰基、C1-C6的烷基、C1-C6的烷氧基、萘基取代的苯基，未取代的或由氟基、硝基、氰基、C1-C6的烷基、C1-C6的烷氧基、苯基取代的联苯基，未取代的或由氟基、硝基、氰基、C1-C6的烷基、C1-C6的烷氧基、苯基取代的萘基，未取代的或由氟基、硝基、氰基、C1-C6的烷基、C1-C6的烷氧基、苯基取代的二苯并呋喃基，未取代的或由氟基、硝基、氰基、C1-C6的烷基、C1-C6的烷氧基、苯基取代的二苯并噻吩基，未取代的或由氟基、硝基、氰基、C1-C6的烷基、C1-C6的烷氧基、苯基取代的芴基，未取代的或由氟基、硝基、氰基、C1-C6的烷基、C1-C6的烷氧基、苯基取代的咔唑基，未取代的或由氟基、硝基、氰基、C1-C6的烷基、C1-C6的烷氧基、苯基取代的二苯胺基。
进一步的，Ar为用以下A1-A2或者B1-B6所示结构式表示的基团：
其中，Q选自O、S、C(R14)(R15)、N(R16)或S(＝O)2中的一种；
X1选自O、S、C(R17)(R18)或N(R19)中的一种；
Z为C、CH或N，Z为N的个数为1、2或3，且相邻2个Z不同时为N，Z为C时，为Ar桥接L的取代位点或R7-R11的取代位点；
R1、R2、R4分别独立的选自氢，氟基，硝基，氰基，C1～6的烷烃基，未取代的或由氟基、硝基、氰基、C1～6的烷烃基、萘基取代的苯基，未取代的或由氟基、硝基、氰基、C1～6的烷烃基、苯基取代的联苯基，未取代的或由氟基、硝基、氰基、C1～6的烷烃基、苯基取代的萘基，未取代的或由氟基、硝基、氰基、C1-C6的烷基、C1-C6的烷氧基、苯基取代的咔唑基，未取代的或由氟基、硝基、氰基、C1-C6的烷基、C1-C6的烷氧基、苯基取代的二苯胺基；
R3、R14-R19分别独立的选自C1～20的烷基，未取代的或由氟基、硝基、氰基、C1～20的烷烃基、萘基取代的苯基，未取代的或由氟基、硝基、氰基、C1～20的烷烃基、苯基取代的联苯基，未取代的或由氟基、硝基、氰基、C1～20的烷烃基、苯基取代的萘基；
R5-R13分别独立的选自氢，氟基，硝基，氰基，C1-C6的烷烃基，未取代的或由氟基、硝基、氰基、C1-C6的烷烃基、萘基取代的苯基，未取代的或由氟基、硝基、氰基、C1-C6的烷烃基、苯基取代的联苯基，未取代的或由氟基、硝基、氰基、C1-C6的烷烃基、苯基取代的萘基，未取代的或由氟基、硝基、氰基、C1-C6的烷基、C1-C6的烷氧基、苯基取代的二苯并呋喃基，未取代的或由氟基、硝基、氰基、C1-C6的烷基、C1-C6的烷氧基、苯基取代的二苯并噻吩基，未取代的或由氟基、硝基、氰基、C1-C6的烷基、C1-C6的烷氧基、苯基取代的芴基，未取代的或由氟基、硝基、氰基、C1-C6的烷基、C1-C6的烷氧基、苯基取代的咔唑基，未取代的或由氟基、硝基、氰基、C1-C6的烷基、C1-C6的烷氧基、苯基取代的二苯胺基。
进一步的，A1可进一步的表示为：
其中，Q为O、S、C(CH3)2、N(R20)或S(＝O)2，R20选自苯基、甲苯基、叔丁基苯基、氰基苯基、硝基苯基、氟代苯基、联苯基、三联苯基、萘基；
A2可进一步的表示为：
其中，Q为O、S、C(CH3)2、N(R20)或S(＝O)2，R20选自苯基、甲苯基、联苯基、萘基。
进一步的，B1可进一步的表示为：
其中，Z为CH或N，Z为N的个数为1、2或3；
B2可进一步的表示为：
其中，每一个R7分别独立的选自氢、甲基、叔丁基、氟基、氰基、硝基、苯基、联苯基、萘基苯基、萘基；
B3可进一步的表示为：
其中，每一个R8分别独立的选自氢、甲基、叔丁基、氟基、氰基、硝基、苯基、联苯基、萘基苯基、萘基；
B4可进一步的表示为：
其中，X1分别独立的选自O、S、C(CH3)2、N(R21)，R21选自苯基、甲苯基、叔丁基苯基、氰基苯基、硝基苯基、氟代苯基、联苯基、三联苯基、萘基；
B5可进一步的表示为：
B6可进一步的表示为：
优选的，式1选自下述化合物：
/>
/>
进一步的，用作有机电致发光器件的发光层和/或电子传输层。
优选的，Ar选自A1、A2时，用作有机电致发光器件的发光层，Ar选自B1-B6时，用作机电致发光器件的电子传输层。
本发明第二个方面提供了一种有机电致发光器件，其为具有一对电极和在其间所夹持的至少一层有机层的有机电致发光器件，有机层至少包括电子传输层和发光层，电子传输层和/或发光层含上述的菲并五元杂环类有机电致发光材料。
本申请中，利用吖啶类、吩噁嗪类、吩噻嗪类等电子给体取代菲并五元杂环核心结构，形成了D-A型化合物，菲并五元杂环核心结构具有较强的刚性及较强的吸电子特性，搭配具有一定刚性的给电子基团，形成扭曲的空间构型，化合物电子/空穴传输能力平衡良好，且化合物材料HOMO-LUMO的重叠及激发态分子的振动驰豫有效减少，将该化合物作为发光客体所制得器件具有良好的荧光发光特性及稳定的工作长寿命。本申请还利用三嗪类、杂萘类等电子传输型基团对菲并五元杂环核心结构进行修饰，所获化合物材料电子迁移能力大大提高，且由于核心结构与取代基之间在空间上形成的一定角度的扭曲，化合物分子间的紧密堆集有效减少，从而化合物真空蒸镀成膜良好，将其作为电子传输型材料所制得器件在启动电压、电流效率、光色及寿命等方面的综合性能上具有显著的优势。
具体实施方式
应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
中间体1:合成9-氯菲并[3,4-d]噁唑
S1.在250mL反应瓶中，加入苯并[d]噁唑-7-基硼酸(13.04g,80mmol)、2-溴-5-氯苯甲醛(19.31g,88mmol)、碳酸钾(22.08g,160mmol)、150mL体积比为2:1:1的甲苯/乙醇/水混合溶剂，通入氮气排空气，然后，加入四(三苯基膦)钯(0.46g,0.4mmol)，加热至85℃，搅拌反应8h左右，然后冷却至室温，过滤，滤液分液，有机相浓缩，与滤饼一起用乙醇和/或四氢呋喃进行纯化，即可得到14.43g中间体a1，收率70％；
S2.在500mL反应瓶中，加入甲氧基甲基三苯基氯化膦(20.57g,60mmol)、叔丁醇钾(6.73g,60mmol)，200mL四氢呋喃，降温至0℃下搅拌反应0.5小时，然后加入中间体a1(10.31g,40mmol)，室温下搅拌反应2小时，加水猝灭反应，用乙酸乙酯萃取，水洗，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩后通过柱色谱即可得到9.83g中间体b1，产率86％；
S3.在100mL反应瓶中，加入中间体b1(5.71g,20mmol)、氯化镍(0.13g,1mmol)、60mL1,2-二氯乙烷，室温下搅拌反应2小时，过滤，滤液浓缩，然后通过柱色谱分离即可得到4.06g中间体1，收率80％。
质谱仪MALDI-TOF-MS(m/z)＝253.6796，理论分子量：253.6850，元素分析：理论值：C15H8N(％)：C71.02；H3.18；N5.52；实测值：C71.04；H3.19；N5.50。
中间体2:合成9-氯-1-苯基-1氢-菲并[3,4-d]咪唑
S1.将中间体1中步骤S1的苯并[d]噁唑-7-基硼酸替换为(1-苯基-1氢-苯并咪唑-7-基)硼酸(19.04g,80mmol)，其他合成过程按照中间体1的步骤S1，即可得到17.57g中间体a2，收率66％；
S2.将中间体1中步骤S2的中间体a1替换为中间体a2(13.31g,40mmol)、其他合成过程按照中间体1的步骤S2，即可得到11.98g中间体b2，收率83％；
S3.将中间体1中步骤S3的中间体b1替换为中间体b2(7.22g,20mmol)、其他合成过程按照中间体1的步骤S3，即可得到5.20g中间体2，收率79％。
质谱仪MALDI-TOF-MS(m/z)＝328.7953，理论分子量：328.7990，元素分析：理论值：C21H13N2(％)：C76.71；H3.99；N8.52；实测值：C76.70；H3.98；N8.54。
中间体3:合成10-氯菲并[4,3-d]噻唑
S1.将中间体1中步骤S1的苯并[d]噁唑-7-基硼酸替换为苯并噻唑-4-基硼酸(14.32g,80mmol)、2-溴-5-氯苯甲醛替换为2-溴-4-氯苯甲醛(19.31g,88mmol)，其他合成过程按照中间体1的步骤S1，即可得到14.01g中间体a3，收率64％；
S2.将中间体1中步骤S2的中间体a1替换为中间体a3(10.95g,40mmol)，其他合成过程按照中间体1的步骤S2，即可得到9.66g中间体b3，收率80％；
S3.将中间体1中步骤S3的中间体b1替换为中间体b3(6.04g,20mmol)、其他合成过程按照中间体1的步骤S3，即可得到5.47g中间体3，收率84％。
质谱仪MALDI-TOF-MS(m/z)＝269.7503，理论分子量：269.7460，元素分析：理论值：C15H8N(％)：C66.79；H2.99；N5.19；实测值：C66.80；H3.00；N5.17。
按照中间体1、中间体2及中间体3的合成方法，以基本相同的合成方法(相同的反应摩尔比与反应条件)，即可制备得到：
合成实施例1：合成化合物(1-1)
S1.在50mL反应瓶中，加入9-氯菲并[3,4-d]噁唑(2.54g,10mmol)、(4'-(10氢-吩噁嗪-10-基)-[1,1'-联苯基]-4-基)硼酸(3.79g,10mmol)、碳酸钾(2.76g,20mmol)、25mL体积比为2:1:1的甲苯/乙醇/水混合溶剂，通入氮气排空气，然后，加入四(三苯基膦)钯(0.06g,0.05mmol)，加热至85℃，搅拌反应8h左右，然后冷却至室温，过滤，滤液分液，有机相浓缩，与滤饼一起用10:1的石油醚与二氯甲烷在硅胶柱中淋洗，浓缩，即可得到4.14g化合物(1-1)，收率75％。
质谱仪MALDI-TOF-MS(m/z)＝552.6287，理论分子量：552.6330，元素分析：理论值：C39H24N2(％)：C84.76；H4.38；N5.07；实测值：C84.74；H4.39；N5.09。
合成实施例2：合成化合物(1-4)
S1.将合成实施例1步骤S1的9-氯菲并[3,4-d]噁唑替换为10-氯菲并[4,3-d]噁唑(2.54g,10mmol)、(4'-(10氢-吩噁嗪-10-基)-[1,1'-联苯基]-4-基)硼酸替换成(4-(5,5-双氧-3-苯基-10氢-噻吩嗪-10-基)苯基)硼酸(4.27g,10mmol)，其他合成过程按照合成实施例1步骤S1，即可得到4.69g化合物(1-4)，收率78％。
质谱仪MALDI-TOF-MS(m/z)＝600.6885，理论分子量：600.6920，元素分析：理论值：C39H24N2(％)：C77.98；H4.03；N4.66；实测值：C77.99；H4.01；N4.65。
合成实施例3：合成化合物(1-14)
S1.在50mL反应瓶中，加入10-氯菲并[3,4-d]噻唑(2.70g,10mmol)、N3,N3,N7,N7-四苯基-10氢-吩噻嗪-3,7-二元胺(6.40g,12mmol)、碳酸钾(2.76g,20mmol)和30mL N,N-二甲基乙酰胺。通入氮气，加入碘化亚铜0.19g(1mmol)和邻菲啰啉0.36g(2mmol)，加热回流搅拌8h，将温度冷却至室温，加水，分液，有机相减压蒸馏，乙醇纯化，即可得到6.29g化合物(1-14)，收率82％。
质谱仪MALDI-TOF-MS(m/z)＝766.9769，理论分子量：766.9810，元素分析：理论值：C51H34N4(％)：C79.87；H4.47；N7.31；实测值：C79.85；H4.47；N7.33。
合成实施例4：合成化合物(1-19)
S1.将合成实施例1步骤S1的9-氯菲并[3,4-d]噁唑替换为9-氯-1-苯基-1氢-菲并[3,4-d]咪唑(3.29g,10mmol)、(4'-(10氢-吩噁嗪-10-基)-[1,1'-联苯基]-4-基)硼酸替换成(6-(9,9-二甲基吖啶-10(9氢)-基)萘-2-基)硼酸(3.79g,10mmol)，其他合成过程按照合成实施例1步骤S1，即可得到4.52g化合物(1-19)，收率72％。
质谱仪MALDI-TOF-MS(m/z)＝627.7964，理论分子量：627.7910，元素分析：理论值：C46H33N3(％)：C88.01；H5.30；N6.69；实测值：C88.03；H5.28；N6.69。
合成实施例5：合成化合物(1-25)
S1.将合成实施例1步骤S1的9-氯菲并[3,4-d]噁唑替换为10-氯-3-苯基-3氢-菲并[3,4-d]咪唑(3.29g,10mmol)、(4'-(10氢-吩噁嗪-10-基)-[1,1'-联苯基]-4-基)硼酸替换成(4-(10-([1,1'-联苯]-4-基)吩嗪-5(10氢)-基)苯基)硼酸(4.54g,10mmol)，其他合成过程按照合成实施例1步骤S1，即可得到5.20g化合物(1-25)，收率74％。
质谱仪MALDI-TOF-MS(m/z)＝702.8558，理论分子量：702.8610，元素分析：理论值：C51H34N4(％)：C87.15；H4.88；N7.97；实测值：C87.14；H4.88；N7.99。
合成实施例6：合成化合物(1-31)
S1.将合成实施例1步骤S1的(4'-(10氢-吩噁嗪-10-基)-[1,1'-联苯基]-4-基)硼酸替换成(7-(10-苯基-10氢-噻吩嗪-2-基)萘-2-基)硼酸(4.54g,10mmol)，其他合成过程按照合成实施例1步骤S1，即可得到4.33g化合物(1-31)，收率70％。
质谱仪MALDI-TOF-MS(m/z)＝618.7581，理论分子量：618.7540，元素分析：理论值：C43H26N2(％)：C83.47；；H4.24；N4.53；实测值：C83.47；H4.26；N4.51。
合成实施例7：合成化合物(1-35)
S1.将合成实施例1步骤S1的9-氯菲并[3,4-d]噁唑替换为10-氯菲并[4,3-d]噻唑(2.69g,10mmol)、(4'-(10氢-吩噁嗪-10-基)-[1,1'-联苯基]-4-基)硼酸替换成(4-(10-([1,1'-二苯基]-4-基)-10氢-噻吩嗪-2-基)苯基)硼酸(4.55g,10mmol)，其他合成过程按照合成实施例1步骤S1，即可得到4.90g化合物(1-35)，收率76％。
质谱仪MALDI-TOF-MS(m/z)＝644.7873，理论分子量：644.7920，元素分析：理论值：C45H28N2(％)：C83.82；H4.38；N4.34；实测值：C83.84；H4.36；N4.33。
合成实施例8：合成化合物(1-42)
S1.将合成实施例1步骤S1的9-氯菲并[3,4-d]噁唑替换为9-氯-3-苯基-3氢-菲并[3,4-d]咪唑(3.29g,10mmol)、(4'-(10氢-吩噁嗪-10-基)-[1,1'-联苯基]-4-基)硼酸替换成(3-(9,9-二甲基-10-(萘-2-基)-9,10-二氢吖啶-2-基)苯基)硼酸(4.55g,10mmol)，其他合成过程按照合成实施例1步骤S1，即可得到5.07g化合物(1-42)，收率72％。
质谱仪MALDI-TOF-MS(m/z)＝703.8861，理论分子量：703.8890，元素分析：理论值：C52H37N3(％)：C88.73；H 5.30；N5.97；实测值：C88.72；H 5.31；N5.99。
合成实施例9：合成化合物(2-1)
S1.将合成实施例1步骤S1的(4'-(10氢-吩噁嗪-10-基)-[1,1'-联苯基]-4-基)硼酸替换成(4-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)硼酸(3.53g,10mmol)，其他合成过程按照合成实施例1步骤S1，即可得到3.90g化合物(2-1)，收率74％。
质谱仪MALDI-TOF-MS(m/z)＝526.5947，理论分子量：526.5990，元素分析：理论值：C36H22N4(％)：C82.11；H4.21；N10.64；实测值：C82.13；H4.20；N10.62。
合成实施例10：合成化合物(2-10)
S1.将合成实施例1步骤S1的9-氯菲并[3,4-d]噁唑替换为9-氯菲并[4,3-d]噁唑(2.54g,10mmol)、(4'-(10氢-吩噁嗪-10-基)-[1,1'-联苯基]-4-基)硼酸替换成(2-氰基-4-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)硼酸(3.78g,10mmol)，其他合成过程按照合成实施例1步骤S1，即可得到3.81g化合物(2-10)，收率69％。
质谱仪MALDI-TOF-MS(m/z)＝551.6136，理论分子量：551.6090，元素分析：理论值：C37H21N5(％)：C80.57；H3.84；N12.70；实测值：C80.58；H3.82；N12.71。
合成实施例11：合成化合物(2-13)
S1.将合成实施例1步骤S1的9-氯菲并[3,4-d]噁唑替换为9-氯-1-苯基-1氢-菲并[3,4-d]咪唑(3.29g,10mmol)、(4'-(10氢-吩噁嗪-10-基)-[1,1'-联苯基]-4-基)硼酸替换成(4-(1-氰基异喹啉-5-基)苯基)硼酸(2.74g,10mmol)，其他合成过程按照合成实施例1步骤S1，即可得到4.08g化合物(2-13)，收率78％。
质谱仪MALDI-TOF-MS(m/z)＝522.6074，理论分子量：522.6110，元素分析：理论值：C37H22N4(％)：C85.04；H 4.24；N10.72；实测值：C85.02；H 4.24；N10.74。
合成实施例12：合成化合物(2-16)
S1.将合成实施例1步骤S1的9-氯菲并[3,4-d]噁唑替换为10-氯-3-苯基-3氢-菲并[3,4-d]咪唑(3.29g,10mmol)、(4'-(10氢-吩噁嗪-10-基)-[1,1'-联苯基]-4-基)硼酸替换成(7-(4-苯基萘-1-基)喹唑啉-4-基)硼酸(2.74g,10mmol)，其他合成过程按照合成实施例1步骤S1，即可得到4.69g化合物(2-16)，收率75％。
质谱仪MALDI-TOF-MS(m/z)＝624.7508，理论分子量：624.7470，元素分析：理论值：C45H28N4(％)：C86.51；H4.52；N8.97；实测值：C86.52；H4.54；N8.95。
合成实施例13：合成化合物(2-21)
S1.将合成实施例1步骤S1的9-氯菲并[3,4-d]噁唑替换为9-氯菲并[3,4-d]噻唑(2.70g,10mmol)、(4'-(10氢-吩噁嗪-10-基)-[1,1'-联苯基]-4-基)硼酸替换成(3-([1,1'-联苯基]-4-基)喹喔啉-2-基)硼酸(2.74g,10mmol)，其他合成过程按照合成实施例1步骤S1，即可得到3.66g化合物(2-21)，收率71％。
质谱仪MALDI-TOF-MS(m/z)＝515.6305，理论分子量：515.6340，元素分析：理论值：C35H21N3(％)：C81.53；H4.11；N8.15；实测值：C81.51；H4.10；N8.17。
合成实施例14：合成化合物(2-24)
S1.将合成实施例1步骤S1的9-氯菲并[3,4-d]噁唑替换为10-氯菲并[3,4-d]噁唑(2.54g,10mmol)、(4'-(10氢-吩噁嗪-10-基)-[1,1'-联苯基]-4-基)硼酸替换成(4-(苯并呋喃[2,3-b]吡啶-6-基)苯基)硼酸(2.89g,10mmol)，其他合成过程按照合成实施例1步骤S1，即可得到3.56g化合物(2-24)，收率77％。
质谱仪MALDI-TOF-MS(m/z)＝462.5113，理论分子量：462.5080，元素分析：理论值：C32H18N2(％)：C83.10；H3.92；N6.06；实测值：C83.12；H3.91；N6.04。
合成实施例15：合成化合物(2-30)
S1.将合成实施例1步骤S1的9-氯菲并[3,4-d]噁唑替换为10-氯菲并[3,4-d]噻唑(2.70g,10mmol)、(4'-(10氢-吩噁嗪-10-基)-[1,1'-联苯基]-4-基)硼酸替换成(4-(9-(4-氟苯基)-9氢-嘧啶并[4,5-b]吲哚-4-基)苯基)硼酸(3.83g,10mmol)，其他合成过程按照合成实施例1步骤S1，即可得到4.12g化合物(2-30)，收率72％。
质谱仪MALDI-TOF-MS(m/z)＝572.6577，理论分子量：572.6614，元素分析：理论值：C37H21N4(％)：C77.60；H3.70；N9.78；实测值：C77.60；H3.68；N9.80。
合成实施例16：合成化合物(2-35)
S1.将合成实施例1步骤S1的9-氯菲并[3,4-d]噁唑替换为10-氯菲并[4,3-d]噻唑(2.70g,10mmol)、(4'-(10氢-吩噁嗪-10-基)-[1,1'-联苯基]-4-基)硼酸替换成(6-(5氢-吡咯[3,2-b:5,4-c']二吡啶-5-基)萘-2-基)硼酸(3.39g,10mmol)，其他合成过程按照合成实施例1步骤S1，即可得到3.91g化合物(2-35)，收率74％。
质谱仪MALDI-TOF-MS(m/z)＝528.6375，理论分子量：528.6330，元素分析：理论值：C35H20N4(％)：C79.52；H3.81；N10.60；实测值：C79.50；H3.82；N10.59。
合成实施例17：合成化合物(2-38)
S1.将合成实施例1步骤S1的9-氯菲并[3,4-d]噁唑替换为9-氯-1-phenyl-1氢-菲并[3,4-d]咪唑(3.29g,10mmol)、(4'-(10氢-吩噁嗪-10-基)-[1,1'-联苯基]-4-基)硼酸替换成(4'-(二苯基磷酰基)-[1,1'-联苯]-4-基)硼酸(3.98g,10mmol)，其他合成过程按照合成实施例1步骤S1，即可得到4.53g化合物(2-38)，收率70％。
质谱仪MALDI-TOF-MS(m/z)＝646.7256，理论分子量：646.7298，元素分析：理论值：C45H31N2(％)：C83.57；H4.83；N4.33；实测值：C83.58；H4.81；N4.35。
器件实施例1
本发明所提供的菲并五元杂环化合物作为发光层客体材料进行的器件制备可按照本方法进行。
在高真空条件下，在相继经过清洗剂和去离子水超声波清洗的氧化铟锡(ITO)玻璃衬底上进行蒸镀。
首先，蒸镀一层10nm的三氧化钼(MoO3)作为空穴注入层；
其次，蒸镀一层70nm的4,4'-环己基二[N,N-二(4-甲基苯基)苯胺](TAPC)作为空穴传输层；
再在上述空穴传输层上，混合蒸镀30nm本发明所提供的菲并五元杂环化合物与4,4'-二(9-咔唑)联苯(CBP)，作为发光层材料，其中，本发明所提供的菲并五元杂环化合物掺杂浓度为6％(以质量分数计)；
随后蒸镀40nm的3,3'-[5'-[3-(3-吡啶基)苯基][1,1':3',1”-三联苯]-3,3”-二基]二吡啶(TmPyPB)作为电子传输层；
最后在电子传输层上真空蒸镀一层1nm的氟化锂(LiF)和100nm的镁银合金(Mg/Ag)分别作为电子注入层和阴极。
具体结构为：ITO/MoO3(10nm)/TAPC(70nm)/CBP:6％wt本发明提供的菲并五元杂环化合物(30nm)/TmPyPB(40nm)/LiF(1nm)/Mg:Ag(100nm)。
分别采用本发明所提供的菲并五元杂环化合物1-1、1-4、1-14、1-19、1-25、1-31、1-35、1-54作为发光客体材料完成有机发光器件A-1至A-8的制备，并对制备的发光器件进行性能检测。
表1有机电致发光器件性能表征
从上表1的数据可看出，利用吖啶类、吩噁嗪类、吩噻嗪类等电子给体取代本申请中的菲并五元杂环核心结构，形成的D-A型化合物，表现出优异的荧光电致发光特性。本申请中的菲并五元杂环核心结构与取代侧基均具有较强的刚性，且可以形成扭曲的空间构型，这一方面可以有效减少化合物材料HOMO-LUMO的重叠，符合热活化延迟荧光分子的特点，另一方面可以有效减小激发态分子振动驰豫而造成的非辐射跃迁的损失。通过调整取代基种类及取代位点，化合物可以获得更加平衡的空穴/电子传输速率和化学稳定性，进而将其作为发光层的客体材料应用至有机电致发光器件时，器件在启动电压、电流效率、寿命等方面的性能显著提高。
器件实施例2
本发明所提供的菲并五元杂环化合物作为电子传输材料进行的器件制备可按照本方法进行。
在高真空条件下，在相继经过清洗剂和去离子水超声波清洗的氧化铟锡(ITO)玻璃衬底上进行蒸镀。
首先，蒸镀一层10nm的三氧化钼(MoO3)作为空穴注入层，
其次，蒸镀一层70nm的4,4'-环己基二[N,N-二(4-甲基苯基)苯胺](TAPC)作为空穴传输层，
再在上述空穴传输层上，混合蒸镀30nm三(2-苯基吡啶)合铱(Ir(ppy)3)与4,4'-二(9-咔唑)联苯(CBP)作为发光层材料，Ir(ppy)3的掺杂浓度为6％(以质量分数计)，
随后，蒸镀40nm的本发明所提供的菲并五元杂环化合物作为电子传输层，
最后，在电子传输层上真空蒸镀一层1nm的氟化锂(LiF)和100nm的镁银合金(Mg/Ag)分别作为电子注入层和阴极。
具体结构为：ITO/MoO3(10nm)/TAPC(70nm)/CBP:6％wt Ir(ppy)3(30nm)/本发明所提供的菲并五元杂环化合物(40nm)/LiF(1nm)/Mg:Ag(100nm)。
分别采用本发明所提供的菲并五元杂环化合物2-1、2-10、2-13、2-16、2-21、2-24、2-30、2-35、2-36及对比物3-1、3-2作为电子传输材料完成有机发光器件B-1至B-11的制备，并对制备的发光器件进行性能检测。
表2有机电致发光器件性能表征
从上表2的数据可看出，利用电子传输型基团取代本申请中的菲并五元杂环核心结构，化合物电子传输性能表现良好。菲并五元杂环核心结构电子传输能力良好，引入三嗪类、氮杂萘类等电子传输型基团对该核心结构进行修饰，化合物材料电子迁移能力大大提高，且核心结构与取代基之间在空间上形成的一定角度的扭曲，可以有效减少分子间的紧密堆集，从而化合物真空蒸镀成膜良好。将本申请的化合物作为电子传输材料制备得到的有机电致发光器件，相比于具有同样器件结构的以对菲并五元杂环核心结构引入苯基的化合物3-1及3-2分别作为电子传输材料制备的器件，在启动电压、电流效率、光色及寿命等方面的综合性能上具有显著的优势。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种菲并五元杂环类有机电致发光材料，其特征在于：其化合物结构通式如式(1)所示：
其中，X和Y分别独立地选自N、N(R0)、O或S，且X和Y中的一个为N，X和Y中的另一个选自N(R0)、O或S；
虚线表示单键，位于五元环中心轴线的左侧或右侧，构成五元杂环中的一个双键；
R0为苯基；
Ar为含有N、O、S、P中的至少一种原子的C3-C50的杂环基团；
L用以下结构式表示：
或单键。
2.一种菲并五元杂环类有机电致发光材料，其特征在于，其化合物结构通式如式(1)所示：
其中，X和Y分别独立地选自N、N(R0)、O或S，且X和Y中的一个为N，X和Y中的另一个选自N(R0)、O或S；
虚线表示单键，位于五元环中心轴线的左侧或右侧，构成五元杂环中的一个双键；
R0为苯基；
L用以下结构式表示：
或单键；
Ar为用以下A1-A2或者B1-B6所示结构式表示的基团：
其中，Q选自O、S、C(R14)(R15)、N(R16)或S(＝O)2中的一种；
X1选自O、S、C(R17)(R18)或N(R19)中的一种；
Z为C、CH或N，Z为N的个数为1、2或3，且相邻2个Z不同时为N，Z为C时，为Ar桥接L的取代位点或R7-R11的取代位点；
R1、R2、R4分别独立的选自氢，氟基，硝基，氰基，C1～6的烷烃基，未取代的或由氟基、硝基、氰基、C1～6的烷烃基、萘基取代的苯基，未取代的或由氟基、硝基、氰基、C1～6的烷烃基、苯基取代的联苯基，未取代的或由氟基、硝基、氰基、C1～6的烷烃基、苯基取代的萘基，未取代的或由氟基、硝基、氰基、C1-C6的烷基、C1-C6的烷氧基、苯基取代的咔唑基，未取代的或由氟基、硝基、氰基、C1-C6的烷基、C1-C6的烷氧基、苯基取代的二苯胺基；
R3、R14-R19分别独立的选自C1～20的烷基，未取代的或由氟基、硝基、氰基、C1～20的烷烃基、萘基取代的苯基，未取代的或由氟基、硝基、氰基、C1～20的烷烃基、苯基取代的联苯基，未取代的或由氟基、硝基、氰基、C1～20的烷烃基、苯基取代的萘基；
R5-R13分别独立的选自氢，氟基，硝基，氰基，C1-C6的烷烃基，未取代的或由氟基、硝基、氰基、C1-C6的烷烃基、萘基取代的苯基，未取代的或由氟基、硝基、氰基、C1-C6的烷烃基、苯基取代的联苯基，未取代的或由氟基、硝基、氰基、C1-C6的烷烃基、苯基取代的萘基，未取代的或由氟基、硝基、氰基、C1-C6的烷基、C1-C6的烷氧基、苯基取代的二苯并呋喃基，未取代的或由氟基、硝基、氰基、C1-C6的烷基、C1-C6的烷氧基、苯基取代的二苯并噻吩基，未取代的或由氟基、硝基、氰基、C1-C6的烷基、C1-C6的烷氧基、苯基取代的芴基，未取代的或由氟基、硝基、氰基、C1-C6的烷基、C1-C6的烷氧基、苯基取代的咔唑基，未取代的或由氟基、硝基、氰基、C1-C6的烷基、C1-C6的烷氧基、苯基取代的二苯胺基。
3.根据权利要求2所述的一种菲并五元杂环类有机电致发光材料，其特征在于：所述A1表示为：
其中，Q为O、S、C(CH3)2、N(R20)或S(＝O)2，R20选自苯基、甲苯基、叔丁基苯基、氰基苯基、硝基苯基、氟代苯基、联苯基、三联苯基、萘基；
所述A2表示为：
其中，Q为O、S、C(CH3)2、N(R20)或S(＝O)2，R20选自苯基、甲苯基、联苯基、萘基。
4.根据权利要求2所述的一种菲并五元杂环类有机电致发光材料，其特征在于：所述B1表示为：
其中，Z为CH或N，Z为N的个数为1、2或3；所述B2表示为：
其中，每一个R7分别独立的选自氢、甲基、叔丁基、氟基、氰基、硝基、苯基、联苯基、萘基苯基、萘基；
所述B3表示为：
其中，每一个R8分别独立的选自氢、甲基、叔丁基、氟基、氰基、硝基、苯基、联苯基、萘基苯基、萘基；
所述B4表示为：
其中，X1分别独立的选自O、S、C(CH3)2、N(R21)，R21选自苯基、甲苯基、叔丁基苯基、氰基苯基、硝基苯基、氟代苯基、联苯基、三联苯基、萘基；
所述B5表示为：
所述B6表示为：
5.菲并五元杂环类有机电致发光材料，其特征在于，选自下述化合物：
/>
/>
6.一种根据权利要求1-5任一所述的一种菲并五元杂环类有机电致发光材料的应用，其特征在于：用作有机电致发光器件的发光层和/或电子传输层。
7.一种根据权利要求2-4任一所述的一种菲并五元杂环类有机电致发光材料的应用，其特征在于：Ar选自A1、A2时，用作有机电致发光器件的发光层，Ar选自B1-B6时，用作机电致发光器件的电子传输层。
8.一种有机电致发光器件，其为具有一对电极和在其间所夹持的至少一层有机层的有机电致发光器件，其特征在于：所述有机层至少包括电子传输层和发光层，电子传输层和/或发光层含有权利要求1-5任一所述的一种菲并五元杂环类有机电致发光材料。
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