CN114249759A - 硼杂z型并苯衍生物及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种硼杂Z型并苯衍生物及其制备方法与应用，属于有机电致发光技术领域。解决了现有技术中稳定的有机硼化合物数量较少、合成难度大、性能仍需优化等技术问题。本发明的硼杂Z型并苯衍生物具有良好的电子及空穴传输能力、热稳定性；且玻璃态转化温度较高，具有良好的真空蒸镀成膜性。本发明的硼杂Z型并苯衍生物在有机电致发光器件中，可用作发光层材料，其制得的有机电致发光二极管器件具有驱动电压低、外量子效率较高、寿命较长等特点。在有机电致发光领域有着很好地发展前景。
Description
技术领域
本发明属于有机电致发光技术领域，具体涉及一种硼杂Z型并苯衍生物及其制备方法与应用，尤其涉及该硼杂Z型并苯衍生物在电致发光器件中的应用。
背景技术
在三十年前，邓青云教授首次发现了有机小分子薄膜具有双层电致发光的现象。有机电致发光器件具有色彩丰富、视野宽、自发光，以及易于实现超薄超轻等突出优点，因而受到了广泛关注，取得了长足的发展。近年来，有机电致发光器件已经在电子产品中得以应用，这得益于新型高性能有机发光材料的创制。
有机电致发光的基本原理可描述为以下三个步骤：载流子的注入；载流子传输和累积；载流子复合生成激子，激子失活发光。根据器件工作原理以及材料设计要求，目前的有机发光材料虽然得以应用，但是实现高稳定性、高效蓝光和深红光的有机发光材料仍然具有挑战，其种类和数量都很稀少。目前实现该类材料的途径，主要是设计磷光材料和热活化延迟荧光材料，而后者能够同时利用单线态和三线态激子进行发光，因而具有实现高内量子效率的发光器件。此外，热活化延迟荧光材料的价格低廉，更利于其商业化应用于电子器件和产品中。
硼原子具有特征的空p轨道，因而含有硼原子的有机硼化合物具有缺电子性质、路易斯酸性、良好的电荷传输能力和优异的发光性质。近年来，基于硼原子的热活化延迟荧光材料备受关注，其设计策略主要是两种方式，一是以含有硼原子的单元作为拉电子单元，构建扭曲的推拉电子结构实现热活化延迟特性；二是将硼原子和氮原子同时引入到共轭结构中，利用硼原子和氮原子的电子轨道共轭，实现热活化延迟特性。采用这两种方式构建的有机硼发光材料，以及基于四配位发展的经典发光材料，其发光光谱覆盖了从深蓝光到近红外光的光谱范围。但是，兼具高稳定性、高电荷传输能力、强发光性质的有机硼发光材料，其分子设计更具挑战，导致材料体系单一且性能仍然不能满足实际应用，限制了这类发光材料的发展。
发明内容
有鉴于此，为解决现有技术中稳定的有机硼化合物数量较少、合成难度大、性能仍需优化等技术问题，本发明提供一种有机双硼化合物，即硼杂Z型并苯衍生物及其制备方法，及其在有机电致发光器件中的应用。
本发明解决上述技术问题采取的技术方案如下。
本发明提供一种硼杂Z型并苯衍生物，结构式为以下结构中的一种：
本发明还提供一种上述硼杂Z型并苯衍生物的制备方法，所述硼杂Z型并苯衍生物的结构式为1-4，包括以下步骤：
惰性气氛保护下，将中间体1d溶于第一有机溶剂中，降温至0℃，逐滴滴加化合物A，反应30mins后升至室温下反应2h，反应结束后，减压下除去第一有机溶剂，柱层析分离，得到硼杂Z型并苯衍生物；
所述中间体1d的结构式为：
所述化合物A为2,4,6-三甲基苯溴化镁、(4-(二苯基氨基)-2,6-二甲基苯基)溴化镁、(4-(9H-咔唑-9-基)-2,6-二甲基苯基)溴化镁或(4-(9,9-二甲基吖啶-10(9H)-基)-2,6-二甲基苯基)溴化镁；
所述中间体1d与化合物A的化学反应当量为1:2。
进一步的，采用200-300目硅胶作为固定相，体积比为1:3的二氯甲烷和石油醚作为洗脱剂进行柱层析分离。
本发明还提供另一种上述硼杂Z型并苯衍生物的制备方法，所述硼杂Z型并苯衍生物的结构式为5-8，包括以下步骤：
步骤一、惰性气氛保护下，将中间体1d溶于第一有机溶剂中，得到第一混合液；
步骤二、惰性气氛保护下，将化合物B溶于第二有机溶剂中，降温至0℃，逐滴滴加正丁基锂溶液，减压下除去第二有机溶剂，得到的固体溶于第一有机溶剂中，得到第二混合液；
步骤三、降温至0℃，将第二混合液逐滴滴加至第一混合液中，反应30mins后升至室温下反应16h，反应结束后，减压下除第一去有机溶剂，洗涤、干燥，得到硼杂Z型并苯衍生物；
所述中间体1d的结构式为：
所述化合物B为10-(4-溴-3,5-二异丙基苯基)-10H-苯恶嗪、9-(4-溴-3,5-二异丙基苯基)-3,6-二叔丁基-9H-咔唑、4'-溴-N,N-双(4-(叔丁基)苯基)-3',5'-二异丙基-[1,1'-联苯]-4-胺或10-溴-1,8-双(均三甲基苯氧基)蒽；
所述中间体1d与化合物B的化学反应当量为1:2，中间体1d与正丁基锂的化学反应当量为1:1.05。
进一步的，所述洗涤为依次用水、甲醇、正己烷洗涤。
本发明还提供再一种上述硼杂Z型并苯衍生物的制备方法，所述硼杂Z型并苯衍生物的结构式9-16，包括以下步骤：
惰性气氛保护下，将化合物C和中间体1d分别溶于第一有机溶剂中，得到第二混合液和第一混合液，将第二混合液加入第一混合液中，升温至90℃反应12h，反应结束后，减压下除去第一有机溶剂，真空梯度升华，得到硼杂Z型并苯衍生物。
所述中间体1d的结构式为：
所述化合物C为8-羟基喹啉、2-(2-羟基苯基)苯并噻唑、2-(2-羟基苯基)吡啶、4-(二苯胺)-2-(吡啶-2-基)苯酚、4-(9,9-二甲基吖啶-10(9H)-基)-2-(吡啶-2-基)苯酚、4-(10H-苯恶嗪-10-基)-2-(吡啶-2-基)苯酚为、4-(9H-咔唑-9-基)-2-(吡啶-2-基)苯酚或4-(3,6-二叔丁基-9H-咔唑-9-基)-2-(吡啶-2-基)苯酚；
所述中间体1d与化合物C的化学反应当量为1:2.5。
进一步的，所述第一有机溶剂均为甲苯，第二有机溶剂为乙醚。
进一步的，所述中间体1d通过以下方法制备：惰性气氛保护下，将前体1c与三溴化硼混合，升温至90℃反应10h，减压下除去剩余的三溴化硼，得到中间体1d；
所述前体1c的结构式为：
所述前体1c与三溴化硼的化学反应当量为1:20。
本发明还提供上述硼杂Z型并苯衍生物在制备有机电致发光器件中的应用，所述有机电致发光器件包括发光层，发光层以硼杂Z型并苯衍生物作为发光材料或掺杂材料。
进一步的，所述有机电致发光器件，包括自下而上依次设置的基底层、阳极层、有机发光功能层和阴极层；
所述有机发光功能层包括发光层，以及空穴注入层、空穴传输层、空穴阻挡层、电子阻挡层、电子传输层中的任意一种或者多种，空穴注入层、空穴传输层、发光层、空穴阻挡层、电子阻挡层、电子传输层自下而上依次设置。
更进一步的，所述发光层以硼杂Z型并苯衍生物作为掺杂材料构建，掺杂量为3wt％-20wt％，优选掺杂量为8wt％。
更进一步的，所述发光层以硼杂Z型并苯衍生物作为掺杂材料构建，主体材料为MCBP、CBP或mCP，优选mCP。
本发明的原理为：利用硅杂Z型并苯衍生物作为硼杂Z型并苯衍生物的前体，两个硅原子的引入可以实现有机双硼化合物的精准合成，并且可以很好地实现两个硼原子分散在π骨架中。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明的硼杂Z型并苯衍生物具有良好的电子及空穴传输能力、热稳定性；且玻璃态转化温度较高，具有良好的真空蒸镀成膜性。
本发明的硼杂Z型并苯衍生物在有机电致发光器件中，可用作发光层材料，其制得的有机电致发光二极管器件具有驱动电压低、外量子效率较高、寿命较长等特点。在有机电致发光领域有着很好地发展前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例18-38及对比例1-9所采用的器件结构示意图；
图中，1为ITO玻璃，2为空穴注入层，3为第一空穴传输层，4为第二空穴传输层，5为发光层，6为电子传输层，7为电子注入层，8为金属阴极。
图2为本发明实施例1制备的前体1c的单晶结构图，俯视图(上)，侧视图(下)；
图3为本发明实施例1制备的前体1c的紫外可见吸收、发射光谱；
图4为本发明实施例2制备的硼杂Z型并苯衍生物紫外可见吸收光谱和荧光光谱；
图5为本发明实施例9制备的硼杂Z型并苯衍生物的紫外可见吸收光谱和荧光光谱。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本发明的硼杂Z型并苯衍生物，结构式为以下结构中的一种：
本发明的硼杂Z型并苯衍生物的制备方法，硼杂Z型并苯衍生物的结构式为1-4，包括以下步骤：
步骤一、惰性气氛保护下，将前体1c与三溴化硼混合，升温至90℃反应10h，减压下除去剩余的三溴化硼，得到中间体1d；
步骤二、惰性气氛保护下，将中间体1d溶于第一有机溶剂中，降温至0℃，逐滴滴加化合物A，反应30mins后升至室温下反应2h，反应结束后，减压下除去第一有机溶剂，柱层析分离，得到硼杂Z型并苯衍生物。
本发明的硼杂Z型并苯衍生物的制备方法，硼杂Z型并苯衍生物的结构式为5-8，包括以下步骤：
步骤一、惰性气氛保护下，将前体1c与三溴化硼混合，升温至90℃反应10h，减压下除去剩余的三溴化硼，得到中间体1d；
步骤二、惰性气氛保护下，将中间体1d溶于第一有机溶剂中，得到第一混合液；
步骤三、惰性气氛保护下，将化合物B溶于第二有机溶剂中，降温至0℃，逐滴滴加正丁基锂溶液，减压下除去第二有机溶剂，得到的固体溶于第一有机溶剂中，得到第二混合液；
步骤四、降温至0℃，将第二混合液逐滴滴加至第一混合液中，反应30mins后升至室温下反应16h，反应结束后，减压下除第一去有机溶剂，洗涤、干燥，得到硼杂Z型并苯衍生物。
本发明的硼杂Z型并苯衍生物的制备方法，硼杂Z型并苯衍生物的结构式9-16，包括以下步骤：
步骤一、惰性气氛保护下，将前体1c与三溴化硼混合，升温至90℃反应10h，减压下除去剩余的三溴化硼，得到中间体1d；
步骤二、惰性气氛保护下，将化合物C和中间体1d分别溶于第一有机溶剂中，得到第二混合液和第一混合液，将第二混合液加入第一混合液中，升温至90℃反应12h，反应结束后，减压下除去第一有机溶剂，真空梯度升华，得到硼杂Z型并苯衍生物。
上述技术方案中，前体1c的结构式为：
前体1c与三溴化硼的化学反应当量为1:20；
中间体1d的结构式为：
化合物A为2,4,6-三甲基苯溴化镁、(4-(二苯基氨基)-2,6-二甲基苯基)溴化镁、(4-(9H-咔唑-9-基)-2,6-二甲基苯基)溴化镁或(4-(9,9-二甲基吖啶-10(9H)-基)-2,6-二甲基苯基)溴化镁；中间体1d与化合物A的化学反应当量为1:2；采用200-300目硅胶作为固定相，体积比为1:3的二氯甲烷和石油醚作为洗脱剂进行柱层析分离。
化合物B为10-(4-溴-3,5-二异丙基苯基)-10H-苯恶嗪、9-(4-溴-3,5-二异丙基苯基)-3,6-二叔丁基-9H-咔唑、4'-溴-N,N-双(4-(叔丁基)苯基)-3',5'-二异丙基-[1,1'-联苯]-4-胺或10-溴-1,8-双(均三甲基苯氧基)蒽；中间体1d与化合物B的化学反应当量为1:2，中间体1d与正丁基锂的化学反应当量为1:1.05；洗涤为依次用水、甲醇、正己烷洗涤；
化合物C为8-羟基喹啉、2-(2-羟基苯基)苯并噻唑、2-(2-羟基苯基)吡啶、4-(二苯胺)-2-(吡啶-2-基)苯酚、4-(9,9-二甲基吖啶-10(9H)-基)-2-(吡啶-2-基)苯酚、4-(10H-苯恶嗪-10-基)-2-(吡啶-2-基)苯酚为、4-(9H-咔唑-9-基)-2-(吡啶-2-基)苯酚或4-(3,6-二叔丁基-9H-咔唑-9-基)-2-(吡啶-2-基)苯酚；中间体1d与化合物C的化学反应当量为1:2.5；
第一有机溶剂均为甲苯，第二有机溶剂为乙醚。
本发明的硼杂Z型并苯衍生物的合成路线为：
本发明还提供上述的硼杂Z型并苯衍生物在制备有机电致发光器件中的应用。
上述技术方案中，有机电致发光器件，包括自下而上依次设置的基底层、阳极层、有机发光功能层和阴极层，有机发光功能层包括发光层，还包括空穴注入层、空穴传输层、空穴阻挡层、电子阻挡层、电子传输层中的任意一种或者多种，且空穴注入层、空穴传输层、发光层、空穴阻挡层、电子阻挡层、电子传输层自下而上依次设置。基底层、阳极层、空穴注入层、空穴传输层、发光层、空穴阻挡层、电子阻挡层、电子传输层和阴极层的厚度没有特殊限制，可采用本领域技术人员常用厚度范围。一般空穴注入层6-15nm、空穴传输层30-60nm、发光层10-30nm、电子传输层30-40nm，电子注入层为1-5nm，阴极层为70-90nm。
上述技术方案中，发光层以硼杂Z型并苯衍生物作为掺杂材料构建，掺杂量为3wt％-20wt％，优选掺杂量为8wt％；主体材料为MCBP、CBP或mCP，优选mCP。
在本发明中所使用的术语，一般具有本领域普通技术人员通常理解的含义，除非另有说明。为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合实施例对本发明作进一步的详细介绍。
在以下实施例中，未详细描述的各种过程和方法是本领域中公知的常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂、装置、仪器、设备等，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
以下结合实施例进一步说明本发明。
实施例1
硼杂Z型并苯衍生物前体1c的制备：
步骤一、将对二溴苯(2g,8.48mmol)，联硼酸频那醇酯(4.74g,18.65mmol)，甲氧基(环辛二烯)合铱二聚体(56.2mg,0.08mmol)，4,4'-二叔丁基-2,2'-联砒啶(48.2mg,0.25mmol)，投入干燥的带有冷凝管的反应瓶中，进行三次以上抽真空、通氩气的抽换气操作后，注入干燥的环己烷溶剂(30ml)充分溶解，随后升温至85℃反应5h。反应结束后减压下除去大量溶剂，加入正己烷洗涤，抽滤，得到白色固体粉末，记作反应物1a。产量3.42g，产率82％。
质谱分析确定的分子离子(C18H26B2Br2O4)质量为：486.0475(计算值为：486.0384)。理论元素含量(％)C18H26B2Br2O4：C,44.32；H,5.37；B,4.43；Br,32.76；O,13.12；实测元素含量(％)：C,44.31；H,5.35。
步骤二、将反应物1a(1.2g,2.45mmol)，1,8-二溴萘(1.76g,6.15mmol)，四三苯基膦钯(284mg,0.25mmol)，碳酸钾(3.40g,24.58mmol)投入干燥的带有冷凝管的反应瓶中，进行三次以上抽真空、通氩气的抽换气操作后，依次注入干燥的甲苯(24mL)，通气除氧的乙醇(12mL)，通气除氧的水(12mL)。随后升温至90℃反应10h。反应结束后，将反应混合物投入水中，用二氯甲烷(20mL)萃取水相三次，所得的二氯甲烷相水洗一次后合并有机相。减压除去二氯甲烷后，粗品依次用甲醇、二氯甲烷洗涤一次，得淡黄白色固体，记作反应物1b。产量936.3mg，产率58％。
质谱分析确定的分子离子(C26H15Br3)质量为：567.6654(计算值为：567.8683)。理论元素含量(％)C26H14Br4：C,48.34；H,2.18；Br,49.48；实测元素含量(％)：C,48.38；H,2.23。
步骤三、将反应物1b(600mg,0.93mmol)投入严格烘烤的带有冷凝管的反应瓶中，进行三次以上抽真空、通氩气的抽换气操作后，溶于45mL干燥的乙醚中。反应体系降温至0℃稳定片刻后，逐滴滴加正丁基锂溶液(2.3ml,3.72mmol)，反应2h。随后在0℃下逐滴滴加二氯二甲基硅烷(0.22mL,1.86mmol)，反应30minss后升至室温(25℃)下反应1h。反应结束后，将反应混合物投入水中，用二氯甲烷(20mL)萃取水相三次，所得的二氯甲烷相水洗一次后合并有机相后用无水硫酸钠干燥。减压除去二氯甲烷后，粗品用正己烷溶液洗涤一次，得黄色粉末，记作前体1c。产量295.8mg，产率72％。
质谱分析确定的分子离子(C30H27Si2 +)质量为：443.1620(计算值为：443.1646)。理论元素含量(％)C30H26Si2：C,81.39；H,5.92；Si,12.69；实测元素含量(％)：C,81.42；H,5.87。
化合物1-4均采用RouteA合成；化合物5-8均采用RouteB合成；化合物9-16均采用RouteC合成。
实施例2
化合物1的合成：将前体1c(95mg,0.21mmol)投入严格烘烤的带有冷凝管的反应瓶中，进行三次以上抽真空、通氩气的抽换气操作后，加入三溴化硼(0.43ml,4.5mmol)，随后升温至90℃反应10h。随后减压下除去剩余的三溴化硼，得到中间体1d，溶解分散于干燥的甲苯溶液(6ml)。反应体系降至0℃稳定片刻后，逐滴滴加2,4,6-三甲基苯溴化镁(0.84ml,84mmol)，反应30minss后升至室温(25℃)下反应2h。反应结束后，减压下除去甲苯溶剂，粗品采用200-300目硅胶作为固定相，二氯甲烷：石油醚＝1:3(体积比)作为洗脱剂进行柱层析分离，可获得黄色粉末即为化合物1。
质谱分析确定的分子离子(C44H36B2)质量为：586.4528(计算值为：586.3003)。理论元素含量(％)C44H36B2：C,90.12；H,6.19；B,3.69；实测元素含量(％)：C,90.06；H,6.20。
实施例3
化合物2的合成：按照实施例2的反应条件及工艺，使用前体1c和(4-(二苯基氨基)-2,6-二甲基苯基)溴化镁为原料，得到橙色粉末即为化合物2。
质谱分析确定的分子离子(C66H50B2N2)质量为：892.4255(计算值为：892.4160)。理论元素含量(％)C66H50B2N2：C,88.79；H,5.65；B,2.42；N,3.14；实测元素含量(％)：C,88.57；H,5.36；N,3.02。
实施例4
化合物3的合成：按照实施例2的反应条件及工艺，使用前体1c和(4-(9H-咔唑-9-基)-2,6-二甲基苯基)溴化镁为原料，得到橙色粉末即为化合物3。
质谱分析确定的分子离子(C66H46B2N2)质量为：888.4866(计算值为：888.3847)。理论元素含量(％)C66H46B2N2：C,89.20；H,5.22；B,2.43；N,3.15；实测元素含量(％)：C,89.18；H,5.32；N,3.15。
实施例5
化合物4的合成：按照实施例2的反应条件及工艺，使用前体1c和(4-(9,9-二甲基吖啶-10(9H)-基)-2,6-二甲基苯基)溴化镁为原料，得到红色粉末即为化合物4。
质谱分析确定的分子离子(C72H58B2N2)质量为：972.4399(计算值为：972.4786)。理论元素含量(％)C72H58B2N2：C,88.98；H,6.01；B,2.22；N,2.88；实测元素含量(％)：C,88.76；H,6.47；N,2.33。
实施例6
化合物5的合成：将前体1c(95mg,0.21mmol)投入严格烘烤的带有冷凝管的反应瓶中，进行三次以上抽真空、通氩气的抽换气操作后，加入三溴化硼(0.43ml,4.5mmol)，随后升温至90℃反应10h。随后减压下除去剩余的三溴化硼，得到中间体1d，溶解分散于干燥的甲苯溶液(8ml)。反应体系降至0℃。
将反应物10-(4-溴-3,5-二异丙基苯基)-10H-苯恶嗪(226.2mg,0.54mmol)投入严格烘烤的带有冷凝管的反应瓶中，进行三次以上抽真空、通氩气的抽换气操作后，溶于15mL干燥的乙醚中。反应体系降温至0℃稳定片刻后，逐滴滴加正丁基锂溶液(0.35ml,0.56mmol)，室温25℃反应30mins。随后减压下除去乙醚溶剂，得棕黄色固体，溶解分散于干燥的甲苯溶液(6ml)。将其逐滴滴加至1d的甲苯溶液中，反应30minss后升至室温(25℃)下反应16h。反应结束后，减压下除去甲苯溶液，粗产品依次用水、甲醇、正己烷洗涤，得红色固体即为化合物5。
质谱分析确定的分子离子(C74H62B2N2O2)质量为：1032.5023(计算值为：1032.4997)。理论元素含量(％)C74H62B2N2O2：C,86.05；H,6.05；B,2.09；N,2.71；O,3.10；实测元素含量(％)：C,86.05；H,6.88；N,2.91。
实施例7
化合物6的合成：按照实施例6的反应条件及工艺，使用前体1c和9-(4-溴-3,5-二异丙基苯基)-3,6-二叔丁基-9H-咔唑为原料，得到橙色粉末即为化合物6。
质谱分析确定的分子离子(C90H94B2N2)质量为：1224.7759(计算值为：1224.7603)。理论元素含量(％)C90H94B2N2：C,88.22；H,7.73；B,1.76；N,2.29；实测元素含量(％)：C,88.25；H,7.76；N,2.30。
实施例8
化合物7的合成：按照实施例6的反应条件及工艺，使用前体1c和4'-溴-N,N-双(4-(叔丁基)苯基)-3',5'-二异丙基-[1,1'-联苯]-4-胺为原料，得到橙色粉末即为化合物7。
质谱分析确定的分子离子(C102H106B2N2)质量为：1380.6842(计算值为：1380.8542)。理论元素含量(％)C102H106B2N2：C,88.67；H,7.73；B,1.56；N,2.03；实测元素含量(％)：C,88.66；H,7.73；N,2.18。
实施例9
化合物8的合成：按照实施例6的反应条件及工艺，使用前体1c和10-溴-1,8-双(均三甲基苯氧基)蒽为原料，得到黑紫色粉末即为化合物8。
质谱分析确定的分子离子(C90H60B2O4)质量为：1226.4783(计算值为：1226.4702)。理论元素含量(％)C90H60B2O4：C,88.09；H,4.93；B,1.76；O,5.22；实测元素含量(％)：C,88.10；H,5.12。
实施例10
化合物9的合成：将前体1c(95mg,0.21mmol)投入严格烘烤的带有冷凝管的反应瓶中，进行三次以上抽真空、通氩气的抽换气操作后，加入三溴化硼(0.43ml,4.5mmol)，随后升温至90℃反应10h。随后减压下除去剩余的三溴化硼，得到中间体1d，溶解分散于干燥的甲苯溶液(8ml)。
将反应物8-羟基喹啉(27.7mg,0.19mmol)投入严格烘烤的反应瓶中，进行三次以上抽真空、通氩气的抽换气操作后，溶于6mL干燥的甲苯溶液。随后将其转移到1d的甲苯溶液中，随后升温至90℃反应12h。反应结束后，减压下除去甲苯溶液。混合物通过真空梯度升华得到黄色固体，即为化合物9。
质谱分析确定的分子离子(C44H26B2N2O2)质量为：636.2299(计算值为：636.2180)。理论元素含量(％)C44H26B2N2O2：C,83.05；H,4.12；B,3.40；N,4.40；O,5.03；实测元素含量(％)：C,83.12；H,4.35；N,4.56。
实施例11
化合物10的合成：按照实施例10的反应条件及工艺，使用前体1c和2-(2-羟基苯基)苯并噻唑为原料，得到橙红色固体即为化合物10。
质谱分析确定的分子离子(C52H30B2N2O2S2)质量为：800.1855(计算值为：800.1935)。理论元素含量(％)C52H30B2N2O2S2：C,78.02；H,3.78；B,2.70；N,3.50；O,4.00；S,8.01；实测元素含量(％)：C,78.15；H,3.66；N,3.46；S,8.11。
实施例12
化合物11的合成：按照实施例10的反应条件及工艺，使用前体1c和2-(2-羟基苯基)吡啶为原料，得到淡黄色固体即为化合物11。
质谱分析确定的分子离子(C48H30B2N2O2)质量为：688.1952(计算值为：688.2493)。理论元素含量(％)C48H30B2N2O2：C,83.75；H,4.39；B,3.14；N,4.07；O,4.65；实测元素含量(％)：C,84.20；H,4.88；N,3.96。
实施例13
化合物12的合成：按照实施例10的反应条件及工艺，使用前体1c和4-(二苯胺)-2-(吡啶-2-基)苯酚为原料，得到黄色固体即为化合物12。
质谱分析确定的分子离子(C72H48B2N4O2)质量为：1022.4270(计算值为：1022.3963)。理论元素含量(％)C72H48B2N4O2：C,84.55；H,4.73；B,2.11；N,5.48；O,3.13；实测元素含量(％)：C,84.47；H,4.86；N,5.45。
实施例14
化合物13的合成：按照实施例10的反应条件及工艺，使用前体1c和4-(9,9-二甲基吖啶-10(9H)-基)-2-(吡啶-2-基)苯酚为原料，得到橙色固体即为化合物13。
质谱分析确定的分子离子(C78H56B2N4O2)质量为：1102.4688(计算值为：1102.4589)。理论元素含量(％)C78H56B2N4O2：C,84.94；H,5.12；B,1.96；N,5.08；O,2.90；实测元素含量(％)：C,84.77；H,5.25；N,4.97。
实施例15
化合物14的合成：按照实施例10的反应条件及工艺，使用前体1c和4-(10H-苯恶嗪-10-基)-2-(吡啶-2-基)苯酚为原料，得到橙色固体即为化合物14。
质谱分析确定的分子离子(C72H44B2N4O4)质量为：1050.3650(计算值为：1050.3549)。理论元素含量(％)C72H44B2N4O4：C,82.30；H,4.22；B,2.06；N,5.33；O,6.09；实测元素含量(％)：C,82.15；H,4.20；N,5.29。
实施例16
化合物15的合成：按照实施例10的反应条件及工艺，使用前体1c和4-(9H-咔唑-9-基)-2-(吡啶-2-基)苯酚为原料，得到橙色固体即为化合物15。
质谱分析确定的分子离子(C72H44B2N4O2)质量为：1018.4799(计算值为：1018.3650)。理论元素含量(％)C72H44B2N4O2：C,84.88；H,4.35；B,2.12；N,5.50；O,3.14；实测元素含量(％)：C,84.75；H,4.66；N,5.48。
实施例17
化合物16的合成：按照实施例10的反应条件及工艺，使用前体1c和4-(3,6-二叔丁基-9H-咔唑-9-基)-2-(吡啶-2-基)苯酚为原料，得到橙色固体即为化合物16。
质谱分析确定的分子离子(C88H76B2N4O2)质量为：1018.4799(计算值为：1018.3650)。理论元素含量(％)C88H76B2N4O2：C,85.02；H,6.16；B,1.74；N,4.51；O,2.57；实测元素含量(％)：C,84.99；H,6.22；N,4.53。
实施例18-38及对比例1-9
实施例18-38的有机电致发光器件中，包括从下至上依次设置的ITO玻璃1、空穴注入层2、第一空穴传输层3、第二空穴传输层4、发光层5、电子传输层6、电子注入层7和为金属阴极8。将ITO玻璃1在5％浓度的ITO溶液中超声30mins，再依次放入去离子水、丙酮溶液和异丙醇溶液中超声洗涤两次后，保存在异丙醇溶液中。每次使用前，ITO玻璃表面用丙酮棉球和异丙醇棉球擦拭，烘干后用等离子体处理5mins。再利用真空镀膜设备在其真空蒸镀系统的真空度达到5×10-4Pa以下时开始蒸镀，沉积速率由赛恩斯膜厚仪监测。最后采用PR650光谱扫描亮度计和Keithley K 2400数字源表系统对所制备器件的电压、电流、亮度以及发光光谱等性质进行同步测试。
实施例18-38的有机电致发光器件中，空穴注入层2采用HATCN，第一空穴传输层3采用DBBA、第二空穴传输层4采用TCTA，发光层5(EML)由本发明中的化合物非掺杂薄膜或掺杂薄膜构成、电子传输层6则采用TPBI，电子注入层7为LiF，金属阴极8为Al。实施例18-34的有机电致发光器件结构为[ITO/HATCN(8nm)/DBBA(50nm)/TCTA(15nm)/EML(n)/TPBI(40nm)/LiF(2nm)/Al(90nm)]，n代表化合物序号。选用掺杂发光层制备器件时，主体材料为mCP，掺杂发光材料则为本发明化合物，掺杂浓度为8％(重量百分比浓度)。实施例结果见表1。
对比例1-9采用的器件结构为[ITO/HATCN(8nm)/DBBA(50nm)/TCTA(15nm)/EML/TPBI(40nm)/LiF(2nm)/Al(90nm)]，主体材料为mCP，发光层中的掺杂发光材料分别为DCzBN4、o-A2CN、3Ph2CzCzBN和3Cz2DphCz，掺杂浓度为8％(重量百分比浓度)。对比例结果见表2。
其中，实施例及对比例中涉及的化合物结构如下：
表1实施例18-38器件参数和器件寿命
表1中，器件寿命T50表示器件从初始亮度200cd/m2衰减到100cd/m2(即衰减50％)所消耗的时间。
表2对比例1-9的器件参数和器件寿命
表2中，器件寿命T50表示器件从初始亮度200cd/m2衰减到100cd/m2(即衰减50％)所消耗的时间。
从表1和表2可以看出，相比于对比例的数据，本发明的硼杂Z型并苯衍生物体现出的分子结构新颖性和其实施效果先进性(器件效率和寿命)上均具有显著的优势。
对实施例1合成的前体1c进行单晶结构衍射分析，前体1c具有几乎平面的结构，π电子可分布在整个共轭骨架。对实施例1合成的前体1c、实施例2中合成的有机双硼化合物1、实施例9中合成的有机双硼化合物8进行紫外可见吸收光谱和荧光光谱分析，如图3、图4、图5所示，前体1c的主吸收峰位在378nm、361nm，发射峰位在413nm、394nm；有机双硼化合物1的主吸收峰位在479nm、451nm，发射峰位在527nm、498nm；有机双硼化合物8的主吸收峰位在725nm、662nm、603nm、556nm，发射峰位在729nm。本发明所述的硼杂Z型并苯衍生物既体现了其骨架具有大的共轭作用，也体现出其具有覆盖可见光区域的吸收和发光性质，在有机电致发光领域有着良好的应用潜力。
显然，上述实施方式仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施例的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有实施例予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.硼杂Z型并苯衍生物，其特征在于，结构式为以下结构中的一种：
2.根据权利要求1所述的硼杂Z型并苯衍生物的制备方法，其特征在于，所述硼杂Z型并苯衍生物的结构式为1-4，包括以下步骤：
惰性气氛保护下，将中间体1d溶于第一有机溶剂中，降温至0℃，逐滴滴加化合物A，反应30mins后升至室温下反应2h，反应结束后，减压下除去第一有机溶剂，柱层析分离，得到硼杂Z型并苯衍生物；
所述中间体1d的结构式为：
所述化合物A为2,4,6-三甲基苯溴化镁、(4-(二苯基氨基)-2,6-二甲基苯基)溴化镁、(4-(9H-咔唑-9-基)-2,6-二甲基苯基)溴化镁或(4-(9,9-二甲基吖啶-10(9H)-基)-2,6-二甲基苯基)溴化镁；
所述中间体1d与化合物A的化学反应当量为1:2。
3.根据权利要求1所述的硼杂Z型并苯衍生物的制备方法，其特征在于，所述硼杂Z型并苯衍生物的结构式为5-8，包括以下步骤：
步骤一、惰性气氛保护下，将中间体1d溶于第一有机溶剂中，得到第一混合液；
步骤二、惰性气氛保护下，将化合物B溶于第二有机溶剂中，降温至0℃，逐滴滴加正丁基锂溶液，减压下除去第二有机溶剂，得到的固体溶于第一有机溶剂中，得到第二混合液；
步骤三、降温至0℃，将第二混合液逐滴滴加至第一混合液中，反应30mins后升至室温下反应16h，反应结束后，减压下除第一去有机溶剂，洗涤、干燥，得到硼杂Z型并苯衍生物；
所述中间体1d的结构式为：
所述化合物B为10-(4-溴-3,5-二异丙基苯基)-10H-苯恶嗪、9-(4-溴-3,5-二异丙基苯基)-3,6-二叔丁基-9H-咔唑、4'-溴-N,N-双(4-(叔丁基)苯基)-3',5'-二异丙基-[1,1'-联苯]-4-胺或10-溴-1,8-双(均三甲基苯氧基)蒽；
所述中间体1d与化合物B的化学反应当量为1:2，中间体1d与正丁基锂的化学反应当量为1:1.05。
4.根据权利要求1所述的硼杂Z型并苯衍生物的制备方法，其特征在于，所述硼杂Z型并苯衍生物的结构式9-16，包括以下步骤：
惰性气氛保护下，将化合物C和中间体1d分别溶于第一有机溶剂中，得到第二混合液和第一混合液，将第二混合液加入第一混合液中，升温至90℃反应12h，反应结束后，减压下除去第一有机溶剂，真空梯度升华，得到硼杂Z型并苯衍生物；
所述中间体1d的结构式为：
所述化合物C为8-羟基喹啉、2-(2-羟基苯基)苯并噻唑、2-(2-羟基苯基)吡啶、4-(二苯胺)-2-(吡啶-2-基)苯酚、4-(9,9-二甲基吖啶-10(9H)-基)-2-(吡啶-2-基)苯酚、4-(10H-苯恶嗪-10-基)-2-(吡啶-2-基)苯酚为、4-(9H-咔唑-9-基)-2-(吡啶-2-基)苯酚或4-(3,6-二叔丁基-9H-咔唑-9-基)-2-(吡啶-2-基)苯酚；
所述中间体1d与化合物C的化学反应当量为1:2.5。
5.根据权利要求2-4任何一项所述的硼杂Z型并苯衍生物的制备方法，其特征在于，所述中间体1d通过以下方法制备：惰性气氛保护下，将前体1c与三溴化硼混合，升温至90℃反应10h，减压下除去剩余的三溴化硼，得到中间体1d；
所述前体1c的结构式为：
所述前体1c与三溴化硼的化学反应当量为1:20。
6.权利要求1所述的硼杂Z型并苯衍生物在制备有机电致发光器件中的应用，所述有机电致发光器件包括发光层，所述发光层以硼杂Z型并苯衍生物作为发光材料或掺杂材料。
7.根据权利要求6所述的硼杂Z型并苯衍生物在制备有机电致发光器件中的应用，其特征在于，所述有机电致发光器件，包括自下而上依次设置的基底层、阳极层、有机发光功能层和阴极层；
所述有机发光功能层包括发光层，还包括空穴注入层、空穴传输层、空穴阻挡层、电子阻挡层、电子传输层中的任意一种或者多种，且空穴注入层、空穴传输层、发光层、空穴阻挡层、电子阻挡层、电子传输层自下而上依次设置。
8.根据权利要求6所述的硼杂Z型并苯衍生物在制备有机电致发光器件中的应用，其特征在于，所述发光层以硼杂Z型并苯衍生物作为掺杂材料，掺杂量为3wt％-20wt％。
9.根据权利要求8所述的硼杂Z型并苯衍生物在制备有机电致发光器件中的应用，其特征在于，所述发光层以硼杂Z型并苯衍生物作为掺杂材料，掺杂量为8wt％。
10.根据权利要求6所述的硼杂Z型并苯衍生物在制备有机电致发光器件中的应用，其特征在于，所述发光层以硼杂Z型并苯衍生物作为掺杂材料，主体材料为MCBP、CBP或mCP。
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