CN114478604B - 含有两个硼原子和一个或三个氧族原子的稠环化合物及有机电致发光器件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种含两个硼原子和一个或三个氧族原子的稠环化合物,如式(I)或式(II)所示。与现有技术相比,本发明采用含有两个硼原子和一个或三个氧族原子的稠环化合物作为发光单元,一方面可利用硼原子和氧族原子之间的共振效应实现HOMO和LUMO的分离,从而实现较小的ΔEST和TADF效应,同时硼原子和氧原子的杂化稠环单元具有刚性骨架结构,能够降低激发态结构弛豫程度,从而实现较窄的半峰宽;另一方面还通过在稠环单元的骨架上引入不同的取代基,能够实现对延迟荧光寿命和半峰宽的进一步调节。实验结果表明,采用本发明的发光化合物作为电致发光器件的发光层,既能够在无需滤光片和微腔结构的情况下实现窄的电致发光半峰宽,又能实现高的器件外量子效率。
Description
技术领域
本发明属于材料技术领域,具体涉及一种含有两个硼原子和一个或三个氧族原子的稠环化合物及有机电致发光器件。
背景技术
有机发光器件(OLEDs)通常是由阴极、阳极及阴极和阳极之间插入的有机物层构成,一般包括透明ITO阳极、空穴注入层(TIL)、空穴传输层(HTL)、发光层(EL)、空穴阻挡层(HBL)、电子传输层(ETL)、电子注入层(EIL)和阴极,按需要可省略1~2有机层,其作用机理为两个电极之间形成电压,从阴极注入电子的同时从阳极注入空穴,电子和空穴在发光层结合形成激发态,激发态辐射回到基态,进而实现器件发光。由于色彩丰富、快速响应以及可制备柔性器件等特点,有机电致发光材料被认为是最具发展前景的下一代平板显示和固体照明材料。
传统的荧光材料由于受到自旋量子统计规律的限制,在电致发光过程中仅能利用占全部激子数目 25%的单线态激子,其余75%的三线态激子通过非辐射跃迁的方式失活,器件内量子效率(IQE)的理论极限值为25%。为了提高激子利用率,需要实现对三线态激子。例如,磷光金属配合物利用重金属原子的旋轨耦合作用可以将三线态激子转化为光子,实现100%的内量子效率,但这一途径面临磷光金属配合物价格昂贵的问题。另一利用三线态激子的途径是发展具有热活化延迟荧光(thermally activated delayedfluorescence,TADF)性质的发光材料,利用热活化的反向系间窜越(RISC)过程将三线态激发态转移至单线态激发态发出荧光,从而实现对单线态和三线态激子的充分利用。具有TADF性质的分子一般须满足两方面条件:较小的单线态-三线态能级差(ΔEST)和较高的荧光量子效率(PLQY)。一方面,较小的ΔEST(<0.3eV)有利于发生热活化的反向系间窜越过程,从而有利于提高三线态激子的利用效率;另一方面,材料须具有较高的PLQY,从而促进单线态激子以光的形式衰减,提高器件效率。
目前发展TADF分子的主要途径是引入给体(D)和受体(A)基团,使得最高占据轨道(HOMO) 和最低空轨道(LUMO)在空间上有效分离,从而实现小的ΔEST。但是这种D-A结构由于其激发态的振动弛豫而表现出较大的Stokes位移,且发光光谱较宽,半峰宽(FWHM)一般在70~100nm,在实际应用中往往需要采用滤波片或者构造光学微腔来提高色纯度,但这样会导致器件的外量子效率降低或器件结构变得复杂。
因此如何通过合适的化学结构设计,开发出既具有TADF效应、又具有窄光谱特性的荧光材料,解决上述材料面临的半峰宽较宽的缺陷,已成为领域内诸多具有前瞻性的研究人员亟待解决的问题之一。
发明内容
有鉴于此,本申请的目的在于提供一种含有两个硼原子和一个或三个氧族原子的稠环化合物及有机电致发光器件,该稠环化合物既具有TADF效应、又具有窄半峰宽光谱特性。
含有两个硼原子和一个或三个氧族原子的稠环化合物,如式(I)或式(II)所示:
其中,X1、X2各自独立地选自Se或Te;Y2和Z2各自独立地选自O、S、Se或Te;
与各自独立地选自取代或未取代的C5~C60的芳香环基团、取代或未取代的C3~C60的芳香杂环基团;
n1~n8各自独立地选自0~10的整数;
R1~R8、L1~L4各自独立地选自H、D、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、 -O-R1、-S-R1、-Se-R1、-Te-R1、取代或未取代的C1~C30的直链烃基、取代或未取代的C1~C30的支链烃基、取代或未取代的C1~C30的卤代烷烃基、取代或未取代的C3~C30的环烷基、取代或未取代的C6~C60的芳香基团、取代或未取代的 C5~C60的杂芳香基团;
所述R1、R2和R3各自独立地选自H、D、F、Cl、Br、I、-OH、-SH、-NH2、取代或未取代的C1~C30 的直链烃基、取代或未取代的C1~C30的支链烃基、取代或未取代的C1~C30的卤代烷烃基、取代或未取代的C3~C30的环烷基、取代或未取代的C6~C60的芳香基团、取代或未取代的C5~C60的杂芳香基团;
所述杂芳香基团中的杂原子选自Si、Ge、N、P、O、S与Se中的一种或多种;
或者R1、R2和R3相互之间、或者L1与之间、或者L2与之间、或者L3与之间、或者L4与之间通过单键、-C-C-、-C=C-、-C=N-、-C=P-、-C≡C-、-O-、-S-、-Se-、-Te-、 与中的一种或多种进行连接;
所述L1′~L12′各自独立地选自H、D、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、取代或未取代的C1~C30的直链烃基、取代或未取代的C1~C30的支链烃基、取代或未取代的C1~C30的卤代烷烃基、取代或未取代的 C3~C30的环烷基、取代或未取代的C6~C60的芳香基团、取代或未取代的C5~C60的杂芳香基团。
本发明提供了一种含两个硼原子和一个或三个氧族原子的稠环化合物,如式(I)或式(II)所示。与现有技术相比,本发明采用含有两个硼原子和一个或三个氧族原子的稠环化合物作为发光单元,一方面可利用硼原子和氧族原子之间的共振效应实现HOMO和LUMO的分离,从而实现较小的ΔEST和 TADF效应,同时硼原子和氧原子的杂化稠环单元具有刚性骨架结构,能够降低激发态结构弛豫程度,从而实现较窄的半峰宽;另一方面还通过在稠环单元的骨架上引入不同的取代基,能够实现对延迟荧光寿命和半峰宽的进一步调节。实验结果表明,采用本发明的发光化合物作为电致发光器件的发光层,既能够在无需滤光片和微腔结构的情况下实现窄的电致发光半峰宽,又能实现高的器件外量子效率。
具体实施方式
含有两个硼原子和一个或三个氧族原子的稠环化合物,如式(I)或式(II)所示:
其中,X1、X2各自独立地选自Se或Te;Y2和Z2各自独立地选自O、S、Se或Te;
与各自独立地选自取代或未取代的C5~C60的芳香环基团、取代或未取代的C3~C60的芳香杂环基团;
n1~n8各自独立地选自0~10的整数;
R1~R8、L1~L4各自独立地选自H、D、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、 -O-R1、-S-R1、-Se-R1、-Te-R1、取代或未取代的C1~C30的直链烃基、取代或未取代的C1~C30的支链烃基、取代或未取代的C1~C30的卤代烷烃基、取代或未取代的C3~C30的环烷基、取代或未取代的C6~C60的芳香基团、取代或未取代的 C5~C60的杂芳香基团;
所述R1、R2和R3各自独立地选自H、D、F、Cl、Br、I、-OH、-SH、-NH2、取代或未取代的C1~C30 的直链烃基、取代或未取代的C1~C30的支链烃基、取代或未取代的C1~C30的卤代烷烃基、取代或未取代的C3~C30的环烷基、取代或未取代的C6~C60的芳香基团、取代或未取代的C5~C60的杂芳香基团;
所述杂芳香基团中的杂原子选自Si、Ge、N、P、O、S与Se中的一种或多种;
或者R1、R2和R3相互之间、或者L1与之间、或者L2与之间、或者L3与之间、或者L4与之间通过单键、-C-C-、-C=C-、-C=N-、-C=P-、-C≡C-、-O-、-S-、-Se-、-Te-、 与中的一种或多种进行连接;
所述L1′~L12′各自独立地选自H、D、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、取代或未取代的C1~C30的直链烃基、取代或未取代的C1~C30的支链烃基、取代或未取代的C1~C30的卤代烷烃基、取代或未取代的 C3~C30的环烷基、取代或未取代的C6~C60的芳香基团、取代或未取代的C5~C60的杂芳香基团。
在一个实施例中,与各自独立地为取代或未取代的C5~C60的芳香环基团、取代或未取代的C3~C60的芳香杂环基团,更优选为取代或未取代的C5~C40的芳香环基团、取代或未取代的C3~C40的芳香杂环基团,再优选为取代或未取代的 C5~C30的芳香环基团、取代或未取代的C3~C30的芳香杂环基团,再优选为取代或未取代的C5~C20 的芳香环基团、取代或未取代的C3~C20的芳香杂环基团,再优选为取代或未取代的C5~C15的芳香环基团、取代或未取代的C3~C15的芳香杂环基团;所述芳香杂环基团中的杂原子选自Si、Ge、N、P、 O、S与Se中的一种或多种;所述取代的C5~C60的芳香环基团与取代的C3~C60的芳香杂环基团中的取代基优选为D、取代或未取代的C1~C30的直链烃基、取代或未取代的C1~C30的支链烃基、取代或未取代的C1~C30的卤代烷烃基、取代或未取代的C3~C30的环烷基、取代或未取代的C6~C60的芳香基团、取代或未取代的C5~C60的杂芳香基团,更优选为D、取代或未取代的C1~C20的直链烃基、取代或未取代的C1~C20的支链烃基、取代或未取代的C1~C20的卤代烷烃基、取代或未取代的C3~C20 的环烷基、取代或未取代的C6~C40的芳香基团、取代或未取代的C5~C40的杂芳香基团,再优选为D、取代或未取代的C1~C10的直链烃基、取代或未取代的C1~C10的支链烃基、取代或未取代的C1~C10 的卤代烷烃基、取代或未取代的C3~C10的环烷基、取代或未取代的C6~C30的芳香基团、取代或未取代的C5~C30的杂芳香基团;再优选为D、取代或未取代的C1~C5的直链烃基、取代或未取代的C1~C5 的支链烃基、取代或未取代的C1~C5的卤代烷烃基、取代或未取代的C3~C8的环烷基、取代或未取代的C6~C20的芳香基团、取代或未取代的C5~C20的杂芳香基团,最优选为D、取代或未取代的C1~C4 的直链烃基、取代或未取代的C1~C4的支链烃基、取代或未取代的C1~C4的卤代烷烃基、取代或未取代的C3~C8的环烷基、取代或未取代的C6~C15的芳香基团、取代或未取代的C5~C15的杂芳香基团;所述杂芳香基团中的杂原子选自Si、Ge、N、P、O、S与Se中的一种或多种;所述卤代烷烃基中的卤素优选为F、Cl、Br或I。
在本发明中所述与上的碳原子优选通过其各自相连接的B、N或X1或X2或Y2或Z2与中间苯环上的碳原子构成六元环。
在一个实施例中,所述与各自独立地选自式1~50所示基团中的一种:
L5~L7各自独立选自H、D、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、 -O-R1、-S-R1、-Se-R1、-Te-R1、 取代或未取代的 C1~C30的直链烃基、取代或未取代的C1~C30的支链烃基、取代或未取代的C1~C30的卤代烷烃基、取代或未取代的C3~C30的环烷基、取代或未取代的C6~C60的芳香基团、取代或未取代的C5~C60的杂芳香基团;所述杂芳香基团中的杂原子选自Si、Ge、N、P、O、S与Se中的一种或多种。
在一个实施例中,L5~L7各自独立选自取代或未取代的C1~C20的直链烃基、取代或未取代的 C1~C20的支链烃基、取代或未取代的C1~C20的卤代烷烃基、取代或未取代的C3~C20的环烷基、取代或未取代的C6~C40的芳香基团、取代或未取代的C5~C40的杂芳香基团。
在一个实施例中,L5~L7各自独立选自取代或未取代的C1~C10的直链烃基、取代或未取代的 C1~C10的支链烃基、取代或未取代的C1~C10的卤代烷烃基、取代或未取代的C3~C10的环烷基、取代或未取代的C6~C30的芳香基团、取代或未取代的C5~C30的杂芳香基团。
在一个实施例中,L5~L7各自独立选自取代或未取代的C1~C5的直链烃基、取代或未取代的C1~C5 的支链烃基、取代或未取代的C1~C5的卤代烷烃基、取代或未取代的C3~C8的环烷基、取代或未取代的C6~C20的芳香基团、取代或未取代的C5~C20的杂芳香基团。
在一个实施例中,L5~L7各自独立选自取代或未取代的C1~C4的直链烃基、取代或未取代的C1~C4 的支链烃基、取代或未取代的C1~C4的卤代烷烃基、取代或未取代的C3~C8的环烷基、取代或未取代的C6~C15的芳香基团、取代或未取代的C5~C15的杂芳香基团。
在一个实施例中,n1~n8分别代表取代基R1~R8的个数,其各自独立地优选为0~10的整数,更优选为0~8的整数,再优选为0~6的整数,最优选为0~4的整数,即其可为0、1、2、3或4。
在一个实施例中,R1~R8、L1~L4各自独立地为H、D、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、 -O-R1、-S-R1、-Se-R1、-Te-R1、取代或未取代的C1~C30的直链烃基、取代或未取代的C1~C30的支链烃基、取代或未取代的C1~C30 的卤代烷烃基、取代或未取代的C3~C30的环烷基、取代或未取代的C6~C60的芳香基团、取代或未取代的C5~C60的杂芳香基团;优选为H、D、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、 -O-R1、-S-R1、-Se-R1、-Te-R1、取代或未取代的C1~C20的直链烃基、取代或未取代的C1~C20的支链烃基、取代或未取代的C1~C20的卤代烷烃基、取代或未取代的C3~C20的环烷基、取代或未取代的C6~C40的芳香基团、取代或未取代的 C5~C40的杂芳香基团;更优选为H、D、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、 -O-R1、-S-R1、-Se-R1、-Te-R1、取代或未取代的C1~C10的直链烃基、取代或未取代的C1~C10的支链烃基、取代或未取代的C1~C10的卤代烷烃基、取代或未取代的C3~C15的环烷基、取代或未取代的C6~C30的芳香基团、取代或未取代的 C5~C30的杂芳香基团;再优选为H、D、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、 -O-R1、-S-R1、-Se-R1、-Te-R1、取代或未取代的C1~C5的直链烃基、取代或未取代的C1~C5的支链烃基、取代或未取代的C1~C5的卤代烷烃基、取代或未取代的C3~C8的环烷基、取代或未取代的C6~C20的芳香基团、取代或未取代的C5~C20 的杂芳香基团;最优选为H、D、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、 -O-R1、-S-R1、-Se-R1、-Te-R1、 取代或未取代的 C1~C4的直链烃基、取代或未取代的C1~C4的支链烃基、取代或未取代的C1~C4的卤代烷烃基、取代或未取代的C5~C8的环烷基、取代或未取代的C6~C15的芳香基团、取代或未取代的C5~C15的杂芳香基团。
在一个实施例中,所述R1、R2和R3各自独立地为H、D、F、Cl、Br、I、-OH、-SH、-NH2、取代或未取代的C1~C30的直链烃基、取代或未取代的C1~C30的支链烃基、取代或未取代的C1~C30的卤代烷烃基、取代或未取代的C3~C30的环烷基、取代或未取代的C6~C60的芳香基团、取代或未取代的C5~C60的杂芳香基团;优选为H、D、F、Cl、Br、I、-OH、-SH、-NH2、取代或未取代的C1~C20的直链烃基、取代或未取代的C1~C20的支链烃基、取代或未取代的C1~C20的卤代烷烃基、取代或未取代的C3~C20的环烷基、取代或未取代的C6~C40的芳香基团、取代或未取代的C5~C40的杂芳香基团;更优选为H、D、F、Cl、Br、I、-OH、-SH、-NH2、取代或未取代的C1~C10的直链烃基、取代或未取代的C1~C10的支链烃基、取代或未取代的C1~C10的卤代烷烃基、取代或未取代的C3~C15的环烷基、取代或未取代的C6~C30的芳香基团、取代或未取代的C5~C30的杂芳香基团;再优选为H、D、F、 Cl、Br、I、-OH、-SH、-NH2、取代或未取代的C1~C5的直链烃基、取代或未取代的C1~C5的支链烃基、取代或未取代的C1~C5的卤代烷烃基、取代或未取代的C3~C8的环烷基、取代或未取代的C6~C20 的芳香基团、取代或未取代的C5~C20的杂芳香基团;最优选为H、D、F、Cl、Br、I、-OH、-SH、-NH2、取代或未取代的C1~C4的直链烃基、取代或未取代的C1~C4的支链烃基、取代或未取代的C1~C4的卤代烷烃基、取代或未取代的C3~C8的环烷基、取代或未取代的C6~C15的芳香基团、取代或未取代的C5~C15的杂芳香基团;所述杂芳香基团中的杂原子选自Si、Ge、N、P、O、S与Se中的一种或多种。
或者R1、R2和R3相互之间(即R1与R2或者R3或者R2与R3)、或者L1与之间、或者L2与之间、或者L3与之间、或者L4与之间通过单键、-C-C-、-C=C-、-C=N-、-C=P-、 -C≡C-、-O-、-S-、-Se-、-Te-、 与中的一种或多种连接。
在一个实施例中,所述L1′~L12′各自独立地为H、D、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、取代或未取代的 C1~C30的直链烃基、取代或未取代的C1~C30的支链烃基、取代或未取代的C1~C30的卤代烷烃基、取代或未取代的C3~C30的环烷基、取代或未取代的C6~C60的芳香基团、取代或未取代的C5~C60的杂芳香基团,优选为H、D、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、取代或未取代的C1~C20的直链烃基、取代或未取代的C1~C20的支链烃基、取代或未取代的C1~C20的卤代烷烃基、取代或未取代的C3~C20的环烷基、取代或未取代的C6~C40的芳香基团、取代或未取代的C5~C40的杂芳香基团;更优选为H、 D、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、取代或未取代的C1~C10的直链烃基、取代或未取代的C1~C10的支链烃基、取代或未取代的C1~C10的卤代烷烃基、取代或未取代的C3~C15的环烷基、取代或未取代的 C6~C30的芳香基团、取代或未取代的C5~C30的杂芳香基团;再优选为H、D、F、Cl、Br、I、-CN、 -NO2、取代或未取代的C1~C5的直链烃基、取代或未取代的C1~C5的支链烃基、取代或未取代的C1~C5 的卤代烷烃基、取代或未取代的C3~C8的环烷基、取代或未取代的C6~C20的芳香基团、取代或未取代的C5~C20的杂芳香基团;最优选为H、D、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、取代或未取代的C1~C4的直链烃基、取代或未取代的C1~C4的支链烃基、取代或未取代的C1~C4的卤代烷烃基、取代或未取代的C5~C8的环烷基、取代或未取代的C6~C15的芳香基团、取代或未取代的C5~C15的杂芳香基团。
在一个实施例中,所述稠环化合物结构如式(I-a)所示或(II-a)所示:
在一个实施例中,式(I-a)中,
与各自独立地选自式1、式2、式3或式5所示的基团;
n1~n4各自独立地选自0~10的整数;
R1~R4、L1~L3各自独立地选自H、取代或未取代的C1~C30的直链烃基、取代或未取代的C1~C30 的支链烃基、取代或未取代的C3~C30的环烷基、取代或未取代的C6~C60的芳香基团;
或者R1、R2和R3相互之间、或者L1与之间、或者L2与之间、或者L3与之间通过单键、-C-C-、-C=C-、-C=N-、-C=P-、-C≡C-、-O-、-S-、-Se-、-Te-、 与中的一种或多种进行连接。
在一个实施例中,式(I-a)中,n1~n4各自独立地选自0~4的整数;
R1~R4、L1~L3各自独立地选自H、取代或未取代的C1~C5的直链烃基、取代或未取代的C1~C5 的支链烃基、取代或未取代的C5~C10的环烷基、取代或未取代的C6~C10的芳香基团;
或者R1、R2和R3相互之间、或者L1与之间、或者L2与之间、或者L3与之间通过单键、-C-C-、-C=C-、-C=N-、-C=P-、-C≡C-、-O-、-S-、-Se-、-Te-、 与中的一种或多种进行连接。
在一个实施例中,式(II-a)中,Y2选自O或S;
与各自独立地选自式1、式2、式3或式5所示的基团;
n4~n8各自独立地选自0~10的整数;
R4~R8、L4各自独立地选自H、取代或未取代的C1~C30的直链烃基、取代或未取代的C1~C30的支链烃基、取代或未取代的C3~C30的环烷基、取代或未取代的C6~C60的芳香基团;
或者L4与之间通过单键、-C-C-、-C=C-、-C=N-、-C=P-、-C≡C-、-O-、-S-、-Se-、-Te-、 与中的一种或多种进行连接。
在一个实施例中,式(II-a)中,与各自独立地选自式1、式2、式 3或式5所示的基团;
n4~n8各自独立地选自0~4的整数;
R4~R8、L4各自独立地选自H、取代或未取代的C1~C5的直链烃基、取代或未取代的C1~C5的支链烃基、取代或未取代的C5~C10的环烷基、取代或未取代的C6~C10的芳香基团;
或者L4与之间通过单键、-C-C-、-C=C-、-C=N-、-C=P-、-C≡C-、-O-、-S-、-Se-、-Te-、 与中的一种或多种进行连接。
在一个实施例中,所述稠环化合物具有式I-A1-1~式II-L49-1结构:
。
本发明提供的上述稠环化合物可以作为有机电致发光器件的发光材料。本发明提供的化合物含有两个硼原子和一个或三个氧族原子,一方面可利用硼原子和氧族原子之间的共振效应实现HOMO和 LUMO的分离,从而实现较小的ΔEST和TADF效应,同时硼原子和氧原子的杂化稠环单元具有刚性骨架结构,能够降低激发态结构弛豫程度,从而实现较窄的半峰宽;另一方面还通过在稠环单元的骨架上引入不同的取代基,能够实现对延迟荧光寿命和半峰宽的进一步调节。实验结果表明,采用本发明的发光化合物作为电致发光器件的发光层,既能够在无需滤光片和微腔结构的情况下实现窄的电致发光半峰宽,又能实现高的器件外量子效率。
本发明对所述稠环化合物的制备方法没有特殊限制,式I所示化合物的一个典型制备过程如下:
其中,Ar'为Ar2和/或Ar3和/或Ar4,R'为R2和/或R3和/或R4,n'为n2和/或n3和/或n4。
式Ar1~Ar4、R1~R4、L1~L4、n1~n4及X1均与前文技术方案中所述一致,在此不再一一赘述。
式II所示化合物的一个典型制备过程如下:
其中:
式Ar5~Ar8、R5~R8、L1及n1~n4、X2、Y2和Z2均与前文技术方案中所述一致,在此不再一一赘述。
本发明还提供了一种有机电致发光器件,包括阳极、阴极以及位于所述阳极和所述阴极之间的有机薄膜层;所述有机薄膜层包括上述式(I)所示的稠环化合物。
本发明对所述有机电致发光器件的结构没有特别限制,以本领域技术人员熟知的常规有机电致发光器件即可,本领域技术人员可以根据应用情况、质量要求和产品要求进行选择和调整,本发明所述有机电致发光器件的结构优选包括:衬底;设置于所述衬底上的阳极;设置于所述阳极上的有机薄膜层;设置于所述有机薄膜层上的阴极。
所述衬底的厚度优选为0.3~0.7mm,更优选为0.4~0.6mm;本发明对所述衬底的选择并没有特殊的限制,以本领域技术人员熟知的常规有机电致发光器件的衬底即可,本领域技术人员可以根据应用情况、质量要求和产品要求进行选择和调整,在本发明中所述衬底优选为玻璃或塑料。
按照本发明,所述阳极优选为易于空穴注入的材料,更优选为导电金属或导电金属氧化物,再优选为铟锡氧化物。
所述有机薄膜层可以为一层也可为多层,且至少一层为发光层;在本发明中,所述有机薄膜层优选包括发光层;所述发光层包括上述式(I)所示的稠环化合物;本发明提供的式(I)所示的稠环化合物作为发光材料直接构成有机电致发光层。
所述阴极优选为金属,包括但不限于钙、镁、钡、铝和银,优选为铝。
为了提高器件的性能和效率,所述阳极和发光层之间的有机薄膜层优选还包括空穴注入层、空穴传输层和电子阻挡层中的一层或多层。所述发光层与阴极之间的有机薄膜层优选还包括空穴阻挡层、电子注入层和电子传输层中的一种或多种。本发明对所述空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、有机电致发光层、空穴阻挡层、电子注入层和电子传输层的材料和厚度没有特别限制,可以按照本领域技术人员熟知的材料和厚度进行选择和调整。本发明对所述电极、空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、有机电致发光层、空穴阻挡层、电子注入层和电子传输层的制备工艺没有特别限制,优选采用真空蒸镀、溶液旋涂、溶液刮涂、喷墨印刷、胶版印刷和立体印刷的工艺进行制备。
在一个实施例中,所述有机薄膜层包括:依次叠层设置的空穴传输层、激子阻挡层、发光层和电子传输层。
在一个实施例中,所述空穴传输层由TAPC形成;所述激子阻挡层由TCTA形成;所述发光层由质量比为1~2:8~9的稠环化合物和SIMCP2形成;所述电子传输层由TmPyPB形成。
在一个实施例中,所述有机薄膜层包括:依次叠层设置的空穴传输层、发光层、空穴阻挡层和电子传输层。
在一个实施例中,所述空穴传输层由PEDOT:PSS形成,发光层由质量比为1~2:8~9的稠环化合物和SIMCP2形成;空穴阻挡层由TSPO1形成;电子传输层由TmPyPB形成。
本发明对所述有机电致发光器件的制备方法没有特殊限制,可以按照以下方法进行:在所述衬底上形成阳极;在所述阳极上形成一层或多层有机薄膜层,其中包含一层发光层;在所述有机薄膜层上形成阴极;所述发光层包括一种或多种式(I)所示的化合物。
本发明对上述制备方法中有机电致发光器件的结构和材料,以及相应的优选原则,与前述有机电致发光器件中所对应的材料和结构,以及相应的优选原则可以进行对应,在此不再一一赘述。
本发明首先在衬底上形成阳极,本发明对所述阳极的形成方式没有特殊限制,按照本领域技术人员熟知的方法即可。本发明对所述发光层及发光层以下和以上的有机薄膜层的形成方式没有特殊限制,可以通过真空蒸镀、溶液旋涂、溶液刮涂、喷墨印刷、胶版印刷或立体印刷在所述阳极形成。所述有机层形成后,在其表面上制备阴极,本发明对阴极形成方式没有特殊限制,优选为本领域技术人员熟知的方法,包括但不限于真空沉积。
以下结合实施例对本发明提供的稠环化合物及有机电致发光器件进行进一步说明。
以下实施例中所用的试剂均为市售。
实施例1
反应式如下式:
在氩气氛围下,在500mL三口烧瓶中加入1-1(1,4-二溴-2,3,5,6-四氟苯)(10.0g,0.032mol),二苯胺(16.2g,0.096mol)和碳酸铯(41.8g,0.128mol),取300mL N,N-二甲基甲酰胺(DMF) 加入瓶中,升温至130℃,搅拌反应3小时,冷却至室温后,将反应液加入500mL饱和食盐水中沉降,过滤,真空干燥,所得固体经过硅胶柱分离得到产物1-2(11.4g,产率:48%)。
元素分析结构(C42H30Br2FN3):理论值C,66.77;H,4.00;Br,21.15;F,2.51;N,5.56测试值C,66.77;H, 4.01;N,5.56。
基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF)质谱:理论值753.1;实验值753.1(M+)。
在氩气氛围下,在500mL三口烧瓶中加入1-2(11.5g,15.22mmol),4-甲基苯硒酚(2.62g,15.22 mmol)和碳酸钠(1.61g,15.22mmol),取190mL N-甲基吡咯烷酮(NMP)加入瓶中,升温至115℃,搅拌反应5小时,冷却至室温后,200mL二氯甲烷萃取,用饱和食盐水洗涤三次(100mL×3),分离出有机相,加入无水硫酸钠干燥,有机相减压蒸馏除去溶剂后,经硅胶柱分离得到产物1-3(5.8g,产率: 42%)。
元素分析结构(C49H37Br2N3Se):理论值C,64.92;H,4.11;Br,17.63;N,4.63;Se,8.71测试值C,64.94; H,4.10;N,4.63。
MALDI-TOF质谱:理论值905.1;实验值906.1([M+H]+)。
在氩气氛围下,在500mL双口烧瓶中加入1-3(6.04g,6.67mmol),间二甲苯(200mL)。于0℃滴加叔丁基锂溶液(6.7mL,2.5M,16.68mmol),滴加完毕后,升温至60℃反应2小时。于-40℃滴加三溴化硼(1.8mL,16.68mmol),滴加完毕后,升至室温反应0.5小时。于0℃滴加N,N-二异丙基乙胺(4.6mL,30.68mmol),滴加完毕后,升温至140℃反应5小时。降至室温,过滤,用150mL 甲醇洗涤,所得固体经过硅胶柱分离得到产物I-m1-1(0.9g,产率:20%)。
元素分析结构(C49H33B2N3Se):理论值C,76.99;H,4.35;B,2.83;N,5.50;Se,10.33测试值C,76.99; H,4.35;N,5.50。
MALDI-TOF质谱:理论值765.2;实验值765.3(M+)。
对本发明实施例1制备的稠环化合物的光物理性质进行检测,结果参见表1,表1为本发明实施例制备的稠环化合物的光物理性质。
实施例2
反应式如下式:
在氩气氛围下,在500mL三口烧瓶中加入1-1(14.4g,0.047mol),3,6-二叔丁基咔唑(39.4g,0.14 mol)和碳酸铯(68.9g,0.21mol),取200mL N,N-二甲基甲酰胺(DMF)加入瓶中,升温至130℃,搅拌反应3小时,冷却至室温后,将反应液加入400mL饱和食盐水中沉降,过滤,真空干燥,所得固体经过硅胶柱分离得到产物2-1(23.9g,产率:47%)。
元素分析结构(C66H72Br2FN3):理论值C,72.99;H,6.68;Br,14.71;F,1.75;N,3.87测试值C,72.99;H, 6.67;N,3.87。
MALDI-TOF质谱:理论值1083.4;实验值1083.5(M+)。
在氩气氛围下,在500mL三口烧瓶中加入2-1(10.9g,10.1mmol),4-异丙基苯硒酚(2.02g,10.1 mmol)和碳酸钠(1.07g,10.1mmol),取180mL N-甲基吡咯烷酮(NMP)加入瓶中,升温至115℃,搅拌反应5小时,冷却至室温后,将反应液用200mL二氯甲烷萃取,饱和食盐水洗涤三次(100mL×3),分离出有机相,加入无水硫酸钠干燥,将有机相减压蒸馏除去溶剂后,所得固体经过硅胶柱分离得到产物2-2(5.7g,产率:45%)。
元素分析结构(C75H83Br2N3Se):理论值C,71.20;H,6.61;Br,12.63;N,3.32;Se,6.24测试值C,71.20; H,6.61;N,3.34。
MALDI-TOF质谱:理论值1263.4;实验值1263.4(M+)。
在氩气氛围下,在500mL双口烧瓶中加入2-2(5.36g,4.24mmol),间二甲苯(200mL),于0℃滴加丁基锂溶液(4.2mL,2.5M,10.6mmol),滴加完毕后,升温至60℃反应2小时。于-40℃滴加三溴化硼(1.1mL,10.6mmol),滴加完毕后,升至室温反应0.5小时。于0℃滴加N,N-二异丙基乙胺 (2.8mL,19.08mmol),滴加完毕后,升温至140℃反应5小时。降至室温,过滤,用100mL甲醇洗涤,所得固体经过硅胶柱分离得到产物I-m1-2(1.3g,产率:28%)。
元素分析结构(C75H79B2N3Se):理论值C,80.21;H,7.09;B,1.93;N,3.74;Se,7.03测试值C,80.21;H, 7.09;N,3.74。
MALDI-TOF质谱:理论值1123.6;实验值1123.6(M+)。
对本发明实施例2制备的稠环化合物的光物理性质进行检测,结果参见表1,表1为本发明实施例制备的稠环化合物的光物理性质。
实施例3
反应式如下式:
在氩气氛围下,在500mL三口烧瓶中加入2-1(13.2g,12.2mmol),6,7-二甲氧基萘-2-硒醇(3.26 g,12.2mmol)和碳酸钠(1.29g,12.2mmol),取200mL N-甲基吡咯烷酮(NMP)加入瓶中,升温至 115℃,搅拌反应5小时,冷却至室温后,将反应液用200mL二氯甲烷萃取,饱和食盐水洗涤三次(100 mL×3),分离出有机相,加入无水硫酸钠干燥,将有机相减压蒸馏除去溶剂后,所得固体经过硅胶柱分离得到产物3-1(8.8g,产率:54%)。
元素分析结构(C78H83Br2N3O2Se):理论值C,70.27;H,6.27;Br,11.99;N,3.15;O,2.40;Se,5.92测试值C,70.29;H,6.27;N,3.16。
MALDI-TOF质谱:理论值1331.4;实验值1331.4(M+)。
在氩气氛围下,在500mL双口烧瓶中加入3-1(5.56g,4.17mmol),间二甲苯(220mL),于0℃滴加丁基锂溶液(4.2mL,2.5M,10.4mmol),滴加完毕后,升温至60℃反应2小时。于-40℃滴加三溴化硼(1.1mL,10.4mmol),滴加完毕后,升至室温反应0.5小时。于0℃滴加N,N-二异丙基乙胺 (2.7mL,17.9mmol),滴加完毕后,升温至140℃反应5小时。降至室温,过滤,用100mL甲醇洗涤,所得固体经过硅胶柱分离得到产物I-m2-2(1.3g,产率:26%)。
元素分析结构(C78H79B2N3O2Se):理论值C,78.66;H,6.69;B,1.82;N,3.53;O,2.69;Se,6.63测试值 C,78.66;H,6.69;N,3.53。
MALDI-TOF质谱:理论值1191.6;实验值1191.5(M+)。
对本发明实施例3制备的稠环化合物的光物理性质进行检测,结果参见表1,表1为本发明实施例制备的稠环化合物的光物理性质。
实施例4
反应式如下式:
在氩气氛围下,在500mL三口烧瓶中加入1-1(5.00g,0.016mol),二苯胺(3.04g,0.018mol) 和碳酸铯(13.0g,0.040mol),取200mL N,N-二甲基甲酰胺(DMF)加入瓶中,升温至130℃,搅拌反应3小时,冷却至室温后,将反应液加入400mL饱和食盐水中沉降,过滤,真空干燥,所得固体经过硅胶柱分离得到产物4-1(15.2g,产率:68%)。
元素分析结构(C18H10Br2F3N):理论值C,47.30;H,2.21;Br,34.96;F,12.47;N,3.06测试值C,47.31; H,2.19;N,3.06。
MALDI-TOF质谱:理论值454.9;实验值454.8(M+)。
在氩气氛围下,在500mL三口烧瓶中加入4-1(15.0g,33.0mmol),6-甲氧基-9,9-二甲基-9H-芴-3-硒醇(10.0g,33.0mmol)和碳酸钠(3.50g,33.0mmol),取250mL N-甲基吡咯烷酮(NMP)加入瓶中,升温至115℃,搅拌反应5小时,冷却至室温后,200mL二氯甲烷萃取,用饱和食盐水洗涤三次(200mL×3),分离出有机相,加入无水硫酸钠干燥,有机相减压蒸馏除去溶剂后,经硅胶柱分离得到产物4-2(15.1g,产率:62%)。
元素分析结构(C34H25Br2F2NOSe):理论值C,55.16;H,3.40;Br,21.59;F,5.13;N,1.89;O,2.16;Se, 10.67测试值C,55.16;H,3.41;N,1.89。
MALDI-TOF质谱:理论值738.9;实验值738.9(M+)。
在氩气氛围下,在500mL三口烧瓶中加入4-2(15.0g,20.3mmol),6-甲氧基-9,9-二甲基-9H-芴 -3-碲(7.19g,20.3mmol)和碳酸钠(2.15g,20.3mmol),取250mL N-甲基吡咯烷酮(NMP)加入瓶中,升温至115℃,搅拌反应5小时,冷却至室温后,200mL二氯甲烷萃取,用饱和食盐水洗涤三次(150 mL×3),分离出有机相,加入无水硫酸钠干燥,有机相减压蒸馏除去溶剂后,经硅胶柱分离得到产物4-3 (12.0g,产率:55%)。
元素分析结构(C50H40Br2FNO2SeTe):理论值C,56.01;H,3.76;Br,14.90;F,1.77;N,1.31;O,2.98;Se, 7.36;Te,11.90测试值C,56.01;H,3.77;N,1.31。
MALDI-TOF质谱:理论值1073.0;实验值1074.1([M+H]+)。
氩气氛围下,在500mL三口烧瓶中加入4-3(12.0g,11.2mmol),6-甲氧基-9,9-二甲基-9H-芴-3- 硫醇(2.86g,11.2mmol)和碳酸钠(1.19g,11.2mmol),取150mL N-甲基吡咯烷酮(NMP)加入瓶中,升温至115℃,搅拌反应5小时,冷却至室温后,200mL二氯甲烷萃取,用饱和食盐水洗涤三次(100 mL×3),分离出有机相,加入无水硫酸钠干燥,有机相减压蒸馏除去溶剂后,经硅胶柱分离得到产物4-4 (8.8g,产率:60%)。
元素分析结构(C66H55Br2NO3SSeTe):理论值C,60.58;H,4.24;Br,12.21;N,1.07;O,3.67;S,2.45;Se, 6.03;Te,9.75测试值C,60.58;H,4.23;N,1.88;S,2.45。
MALDI-TOF质谱:理论值1309.1;实验值1309.1(M+)。
在氩气氛围下,在500mL双口烧瓶中加入4-4(8.00g,6.11mmol),间二甲苯(220mL),于0℃滴加丁基锂溶液(6.1mL,2.5M,15.3mmol),滴加完毕后,升温至60℃反应2小时。于-40℃滴加三溴化硼(1.6mL,15.3mmol),滴加完毕后,升至室温反应0.5小时。于0℃滴加N,N-二异丙基乙胺 (4.1mL,27.5mmol),滴加完毕后,升温至140℃反应5小时。降至室温,过滤,用100mL甲醇洗涤,所得固体经过硅胶柱分离得到产物II-m2-9(1.3g,产率:18%)。
元素分析结构(C66H51B2NO3SSeTe):理论值C,67.96;H,4.41;B,1.85;N,1.20;O,4.12;S,2.75;Se, 6.77;Te,10.94测试值C,67.96;H,4.41;N,1.21;S,2.75。
MALDI-TOF质谱:理论值1169.2;实验值1169.0(M+)。
对本发明实施例4制备的稠环化合物的光物理性质进行检测,结果参见表1,表1为本发明实施例制备的稠环化合物的光物理性质。
实施例5
反应式如下式:
在氩气氛围下,在500mL三口烧瓶中加入5-1(1-溴-2,5-二氯-3,4,6-三氟苯)(10.0g,0.036mol), 9,9-二甲基吖啶(7.52g,0.036mol),三(二亚苄基丙酮)二钯(1.64g,1.80mmol),三叔丁基磷四氟硼酸盐(2.09g,7.20mmol)和叔丁醇钠(10.4g,0.108mol),加入210mL甲苯。升温至105℃,搅拌反应3小时。冷却至室温后,将反应液用200mL乙醚萃取,饱和食盐水洗涤三次(200mL×3),有机相合并后,加入无水硫酸钠干燥,减压蒸馏除去溶剂后,所得固体经过硅胶柱分离得到产物5-2(7.0g,产率:48%)。
元素分析结构(C21H14Cl2F3N):理论值C,61.78;H,3.46;Cl,17.37;F,13.96;N,3.43测试值C,61.78; H,3.46;N,3.40。
MALDI-TOF质谱:理论值407.1;实验值407.1(M+)。
在氩气氛围下,在500mL三口烧瓶中加入5-2(7.0g,17.2mmol),6-氟噻吩吡啶-2-硒醇(12.0g, 51.6mmol)和碳酸钠(5.47g,51.6mmol),加入250mL N-甲基吡咯烷酮(NMP),升温至115℃,搅拌反应5小时。冷却至室温后,将反应液用200mL二氯甲烷萃取,饱和食盐水洗涤三次(200mL×3),分离出有机相,加入无水硫酸钠干燥,将有机相减压蒸馏除去溶剂后,所得固体经过硅胶柱分离得到产物5-2(12.1g,产率:67%)。
元素分析结构(C42H23Cl2F3N4S3Se3):理论值C,48.29;H,2.22;Cl,6.79;F,5.46;N,5.36;S,9.21;Se, 22.68测试值C,48.29;H,2.24;N,5.36;S,9.23。
MALDI-TOF质谱:理论值1045.8;实验值1046.7([M+H]+)。
在氩气氛围下,在500mL双口烧瓶中加入5-2(5.0g,4.78mmol),间二甲苯(220mL),于0℃滴加叔丁基锂溶液(4.8mL,2.5M,12.0mmol),滴加完毕后,升温至60℃反应2小时。于-40℃滴加三溴化硼(1.3mL,12.0mmol),滴加完毕后,升至室温反应0.5小时。于0℃滴加N,N-二异丙基乙胺(3.1mL,20.6mmol),滴加完毕后,升温至140℃反应5小时。降至室温,过滤,用100mL甲醇洗涤,所得固体经过硅胶柱分离得到产物II-m3-1(1.5g,产率:32%)。
元素分析结构(C42H19B2F3N4S3Se3):理论值C,50.89;H,1.93;B,2.18;F,5.75;N,5.65;S,9.70;Se, 23.90测试值C,50.88;H,1.93;N,5.65;S,9.71。
MALDI-TOF质谱:理论值993.8;实验值993.8(M+)。
对本发明实施例5制备的稠环化合物的光物理性质进行检测,结果参见表1,表1为本发明实施例制备的稠环化合物的光物理性质。
实施例6
反应式如下式:
在氩气氛围下,在500mL三口烧瓶中加入1-1(10.00g,0.033mol),二苯胺N-苯基萘-2-胺(7.17 g,0.033mol)和碳酸铯(12.8g,0.039mol),取240mL N,N-二甲基甲酰胺(DMF)加入瓶中,升温至130℃,搅拌反应3小时,冷却至室温后,将反应液加入400mL饱和食盐水中沉降,过滤,真空干燥,所得固体经过硅胶柱分离得到产物6-1(11.7g,产率:70%)。
元素分析结构(C22H12Br2F3N):理论值C,52.10;H,2.39;Br,31.51;F,11.24;N,2.76测试值C,52.10; H,2.41;N,2.76。
MALDI-TOF质谱:理论值504.9;实验值504.9(M+)。
在氩气氛围下,在500mL三口烧瓶中加入6-1(10.0g,19.8mmol),[1,1'-联苯]-4-硒醇(16.2g,69.3 mmol)和碳酸钠(7.35g,69.3mmol),取300mL N-甲基吡咯烷酮(NMP)加入瓶中,升温至115℃,搅拌反应5小时,冷却至室温后,200mL二氯甲烷萃取,用饱和食盐水洗涤三次(200mL×3),分离出有机相,加入无水硫酸钠干燥,有机相减压蒸馏除去溶剂后,经硅胶柱分离得到产物6-2(13.9g,产率:61%)。
元素分析结构(C58H39Br2NSe3):理论值C,60.75;H,3.43;Br,13.94;N,1.22;Se,20.66测试值C,60.73; H,3.43;N,1.23。
MALDI-TOF质谱:理论值1146.9;实验值1146.8(M+)。
在氩气氛围下,在500mL双口烧瓶中加入6-2(5.23g,6.11mmol),间二甲苯(260mL),于0℃滴加丁基锂溶液(6.1mL,2.5M,15.3mmol),滴加完毕后,升温至60℃反应2小时。于-40℃滴加三溴化硼(1.6mL,15.3mmol),滴加完毕后,升至室温反应0.5小时。于0℃滴加N,N-二异丙基乙胺 (3.9mL,26.3mmol),滴加完毕后,升温至140℃反应5小时。降至室温,过滤,用100mL甲醇洗涤,所得固体经过硅胶柱分离得到产物II-m4-3(2.3g,产率:38%)。
元素分析结构(C58H35B2NSe3):理论值C,69.36;H,3.51;B,2.15;N,1.39;Se,23.58测试值C,69.386; H,3.50;N,1.39。
MALDI-TOF质谱:理论值1007.1;实验值1007.2(M+)。
对本发明实施例6制备的稠环化合物的光物理性质进行检测,结果参见表1,表1为本发明实施例制备的稠环化合物的光物理性质。
实施例7
反应式如下式:
在氩气氛围下,在500mL三口烧瓶中加入1-1(10.00g,0.033mol),二苯胺3,6-二叔丁基咔唑(9.21 g,0.033mol)和碳酸铯(12.8g,0.039mol),取230mL N,N-二甲基甲酰胺(DMF)加入瓶中,升温至130℃,搅拌反应3小时,冷却至室温后,将反应液加入400mL饱和食盐水中沉降,过滤,真空干燥,所得固体经过硅胶柱分离得到产物7-1(11.9g,产率:64%)。
元素分析结构(C26H24Br2F3N):理论值C,55.05;H,4.26;Br,28.17;F,10.05;N,2.47测试值C,55.05; H,4.26;N,2.48。
MALDI-TOF质谱:理论值565.0;实验值565.1(M+)。
在氩气氛围下,在500mL三口烧瓶中加入7-1(9.0g,15.9mmol),6-甲基吡啶-3-硒醇(6.06g,35.0 mmol)和碳酸钠(5.06g,47.7mmol),取220mL N-甲基吡咯烷酮(NMP)加入瓶中,升温至115℃,搅拌反应5小时,冷却至室温后,180mL二氯甲烷萃取,用饱和食盐水洗涤三次(200mL×3),分离出有机相,加入无水硫酸钠干燥,有机相减压蒸馏除去溶剂后,经硅胶柱分离得到产物7-2(10.0g,产率:72%)。
元素分析结构(C38H36Br2FN3Se2):理论值C,52.37;H,4.16;Br,18.34;F,2.18;N,4.82;Se,18.12测试值C,52.37;H,4.16;N,4.82。
MALDI-TOF质谱:理论值871.0;实验值871.0(M+)。
在氩气氛围下,在500mL三口烧瓶中加入7-2(10.0g,11.5mmol),苯硫酚(1.26g,11.5mmol) 和碳酸钠(1.46g,13.8mmol),取260mL N-甲基吡咯烷酮(NMP)加入瓶中,升温至115℃,搅拌反应5小时,冷却至室温后,180mL二氯甲烷萃取,用饱和食盐水洗涤三次(200mL×3),分离出有机相,加入无水硫酸钠干燥,有机相减压蒸馏除去溶剂后,经硅胶柱分离得到产物7-3(6.4g,产率:58%)。
元素分析结构(C44H41Br2N3SSe2):理论值C,54.96;H,4.30;Br,16.62;N,4.37;S,3.33;Se,16.42测试值C,54.96;H,4.30;N,4.37;S,3.33。
MALDI-TOF质谱:理论值961.0;实验值961.0(M+)。
在氩气氛围下,在500mL双口烧瓶中加入7-3(6.0g,6.24mmol),间二甲苯(260mL),于0℃滴加丁基锂溶液(6.2mL,2.5M,15.6mmol),滴加完毕后,升温至60℃反应2小时。于-40℃滴加三溴化硼(1.7mL,15.6mmol),滴加完毕后,升至室温反应0.5小时。于0℃滴加N,N-二异丙基乙胺 (4.0mL,26.8mmol),滴加完毕后,升温至140℃反应5小时。降至室温,过滤,用100mL甲醇洗涤,所得固体经过硅胶柱分离得到产物II-m6-8(1.8g,产率:36%)。
元素分析结构(C44H37B2N3SSe2):理论值C,64.50;H,4.55;B,2.64;N,5.13;S,3.91;Se,19.27测试值 C,64.50;H,4.55;N,5.13;S,3.91。
MALDI-TOF质谱:理论值821.1;实验值821.0(M+)。
对本发明实施例7制备的稠环化合物的光物理性质进行检测,结果参见表1,表1为本发明实施例制备的稠环化合物的光物理性质。
实施例8
反应式如下式:
在氩气氛围下,在500mL三口烧瓶中加入1-1(10.00g,0.033mol),二苯胺N-苯基萘-2-胺(25.3 g,0.116mol)和碳酸铯(43.0g,0.132mol),取280mL N,N-二甲基甲酰胺(DMF)加入瓶中,升温至130℃,搅拌反应3小时,冷却至室温后,将反应液加入420mL饱和食盐水中沉降,过滤,真空干燥,所得固体经过硅胶柱分离得到产物8-1(21.2g,产率:72%)。
元素分析结构(C54H36Br2FN3):理论值C,71.61;H,4.01;Br,17.64;F,2.10;N,4.64测试值C,71.61;H, 4.01;N,4.66。
MALDI-TOF质谱:理论值903.1;实验值903.1(M+)。
在氩气氛围下,在500mL三口烧瓶中加入8-1(12.0g,13.3mmol),苯硒酚(2.10g,13.3mmol) 和碳酸钠(1.41g,13.3mmol),取300mL N-甲基吡咯烷酮(NMP)加入瓶中,升温至115℃,搅拌反应5小时,冷却至室温后,200mL二氯甲烷萃取,用饱和食盐水洗涤三次(200mL×3),分离出有机相,加入无水硫酸钠干燥,有机相减压蒸馏除去溶剂后,经硅胶柱分离得到产物8-2(9.4g,产率:68%)。
元素分析结构(C60H41Br2N3Se):理论值C,69.11;H,3.96;Br,15.33;N,4.03;Se,7.57测试值C,69.11; H,3.94;N,4.02。
MALDI-TOF质谱:理论值1041.1;实验值1041.1(M+)。
在氩气氛围下,在500mL双口烧瓶中加入8-2(5.0g,4.80mmol),间二甲苯(260mL),于0℃滴加丁基锂溶液(4.8mL,2.5M,12.0mmol),滴加完毕后,升温至60℃反应2小时。于-40℃滴加三溴化硼(1.3mL,12.0mmol),滴加完毕后,升至室温反应0.5小时。于0℃滴加N,N-二异丙基乙胺 (3.1mL,20.6mmol),滴加完毕后,升温至140℃反应6小时。降至室温,过滤,用150mL甲醇洗涤,所得固体经过硅胶柱分离得到产物I-a5-3(1.8g,产率:42%)。
元素分析结构(C60H37B2N3Se):理论值C,80.02;H,4.14;B,2.40;N,4.67;Se,8.77测试值C,80.04;H, 4.12;N,4.67。
MALDI-TOF质谱:理论值901.2;实验值901.3(M+)。
对本发明实施例8制备的稠环化合物的光物理性质进行检测,结果参见表1,表1为本发明实施例制备的稠环化合物的光物理性质。
实施例9
反应式如下式:
在氩气氛围下,在500mL三口烧瓶中加入2-1(10.0g,9.23mmol), 5,5-dimethyl-5H-dibenzo[b,d]silole-2-tellurol(3.14g,9.23mmol)和碳酸钠(1.96g,18.5mmol),取280 mL N-甲基吡咯烷酮(NMP)加入瓶中,升温至115℃,搅拌反应5小时,冷却至室温后,将反应液用 200mL二氯甲烷萃取,饱和食盐水洗涤三次(200mL×3),分离出有机相,加入无水硫酸钠干燥,将有机相减压蒸馏除去溶剂后,所得固体经过硅胶柱分离得到产物9-1(7.9g,产率:68%)。
元素分析结构(C80H81B2N3SiTe):理论值C,76.15;H,6.47;B,1.71;N,3.33;Si,2.23;Te,10.11测试值C,76.15;H,6.46;N,3.36。
MALDI-TOF质谱:理论值1263.5;实验值1263.5(M+)。
在氩气氛围下,在500mL双口烧瓶中加入9-1(6.0g,4.75mmol),间二甲苯(200mL),于0℃滴加丁基锂溶液(4.8mL,2.5M,11.9mmol),滴加完毕后,升温至60℃反应2小时。于-40℃滴加三溴化硼(1.3mL,11.9mmol),滴加完毕后,升至室温反应0.5小时。于0℃滴加N,N-二异丙基乙胺 (3.0mL,20.4mmol),滴加完毕后,升温至140℃反应7小时。降至室温,过滤,用120mL甲醇洗涤,所得固体经过硅胶柱分离得到产物I-b10-1(2.0g,产率:34%)。
元素分析结构(C80H81B2N3SiTe):理论值C,76.15;H,6.47;B,1.71;N,3.33;Si,2.23;Te,10.11测试值C,76.15;H,6.48;N,3.35。
MALDI-TOF质谱:理论值1263.5;实验值1263.6(M+)。
对本发明实施例9制备的稠环化合物的光物理性质进行检测,结果参见表1,表1为本发明实施例制备的稠环化合物的光物理性质。
实施例10
反应式如下式:
在氩气氛围下,在500mL三口烧瓶中加入5-2(7.0g,17.2mmol),苯硒酚(5.44g,34.4mmol) 和碳酸钠(3.64g,34.4mmol),加入240mL N-甲基吡咯烷酮(NMP),升温至115℃,搅拌反应5 小时。冷却至室温后,将反应液用180mL二氯甲烷萃取,饱和食盐水洗涤三次(200mL×3),分离出有机相,加入无水硫酸钠干燥,将有机相减压蒸馏除去溶剂后,所得固体经过硅胶柱分离得到产物10-1 (6.1g,产率:52%)。
元素分析结构(C33H24Cl2FNSe2):理论值C,58.09;H,3.55;Cl,10.39;F,2.78;N,2.05;Se,23.14测试值C,58.09;H,3.56;N,2.05。
MALDI-TOF质谱:理论值683.0;实验值683.1(M+)。
在氩气氛围下,在500mL三口烧瓶中加入10-1(8.0g,11.7mmol),嘧啶-4-醇(1.12g,11.7mmol) 和碳酸钠(1.24g,11.7mmol),加入200mL N-甲基吡咯烷酮(NMP),升温至115℃,搅拌反应5 小时。冷却至室温后,将反应液用150mL二氯甲烷萃取,饱和食盐水洗涤三次(150mL×3),分离出有机相,加入无水硫酸钠干燥,将有机相减压蒸馏除去溶剂后,所得固体经过硅胶柱分离得到产物10-2 (6.7g,产率:76%)。
元素分析结构(C37H27Cl2N3OSe2):理论值C,58.59;H,3.59;Cl,9.35;N,5.54;O,2.11;Se,20.82测试值C,58.61;H,3.59;N,5.54。
MALDI-TOF质谱:理论值759.0;实验值759.1(M+)。
在氩气氛围下,在500mL双口烧瓶中加入10-2(5.0g,6.59mmol),间二甲苯(230mL),于0℃滴加叔丁基锂溶液(6.6mL,2.5M,16.5mmol),滴加完毕后,升温至60℃反应2小时。于-40℃滴加三溴化硼(1.7mL,16.5mmol),滴加完毕后,升至室温反应0.5小时。于0℃滴加N,N-二异丙基乙胺(4.2mL,28.3mmol),滴加完毕后,升温至140℃反应5小时。降至室温,过滤,用120mL甲醇洗涤,所得固体经过硅胶柱分离得到产物II-a4-1(1.8g,产率:40%)。
元素分析结构(C42H19B2F3N4S3Se3):理论值C,50.89;H,1.93;B,2.18;F,5.75;N,5.65;S,9.70;Se, 23.90测试值C,50.88;H,1.93;N,5.65;S,9.71。
MALDI-TOF质谱:理论值707.0;实验值707.1(M+)。
对本发明实施例10制备的稠环化合物的光物理性质进行检测,结果参见表1,表1为本发明实施例制备的稠环化合物的光物理性质。
实施例11
反应式如下式:
在氩气氛围下,在500mL三口烧瓶中加入1-1(10.00g,0.037mol),7H-二苯并咔唑(8.73g,0.037 mol)和碳酸铯(24.1g,0.074mol),取280mL N,N-二甲基甲酰胺(DMF)加入瓶中,升温至130℃,搅拌反应3小时,冷却至室温后,将反应液加入400mL饱和食盐水中沉降,过滤,真空干燥,所得固体经过硅胶柱分离得到产物11-1(14.3g,产率:70%)。
元素分析结构(C26H12Br2F3N):理论值C,56.25;H,2.18;Br,28.78;F,10.27;N,2.52测试值C,56.25; H,2.18;N,2.54。
MALDI-TOF质谱:理论值552.9;实验值552.9(M+)。
在氩气氛围下,在500mL三口烧瓶中加入11-1(10.0g,18.1mmol),噻并吡啶-2-硒醇(7.78g,36.2 mmol)和碳酸钠(3.83g,36.2mmol),取300mL N-甲基吡咯烷酮(NMP)加入瓶中,升温至115℃,搅拌反应4.5小时,冷却至室温后,250mL二氯甲烷萃取,用饱和食盐水洗涤三次(200mL×3),分离出有机相,加入无水硫酸钠干燥,有机相减压蒸馏除去溶剂后,经硅胶柱分离得到产物11-2(11.1g,产率:65%)。
元素分析结构(C40H20Br2FN3S2Se2):理论值C,50.92;H,2.14;Br,16.94;F,2.01;N,4.45;S,6.80;Se, 16.74测试值C,50.94;H,2.14;N,4.44;S,6.81。
MALDI-TOF质谱:理论值942.8;实验值942.9(M+)。
在氩气氛围下,在500mL三口烧瓶中加入11-2(10.0g,10.6mmol),噻并吡啶-2-醇(1.60g,10.6 mmol)和碳酸钠(1.12g,10.6mmol),取320mL N-甲基吡咯烷酮(NMP)加入瓶中,升温至115℃,搅拌反应5小时,冷却至室温后,250mL二氯甲烷萃取,用饱和食盐水洗涤三次(200mL×3),分离出有机相,加入无水硫酸钠干燥,有机相减压蒸馏除去溶剂后,经硅胶柱分离得到产物11-3(8.7g,产率:76%)。
元素分析结构(C47H24Br2N4OS3Se2):理论值C,52.53;H,2.25;Br,14.87;N,5.21;O,1.49;S,8.95;Se, 14.70测试值C,52.54;H,2.27;N,5.21;S,8.94。
MALDI-TOF质谱:理论值1073.8;实验值1073.8(M+)。
在氩气氛围下,在500mL双口烧瓶中加入11-3(5.0g,4.66mmol),间二甲苯(200mL),于0℃滴加丁基锂溶液(4.7mL,2.5M,11.6mmol),滴加完毕后,升温至60℃反应2小时。于-40℃滴加三溴化硼(1.2mL,11.6mmol),滴加完毕后,升至室温反应0.5小时。于0℃滴加N,N-二异丙基乙胺 (3.0mL,26.8mmol),滴加完毕后,升温至140℃反应5小时。降至室温,过滤,用120mL甲醇洗涤,所得固体经过硅胶柱分离得到产物II-a20-1(1.6g,产率:36%)。
元素分析结构(C47H20B2N4OS3Se2):理论值C,60.54;H,2.16;B,2.32;N,6.01;O,1.72;S,10.32;Se, 16.94测试值C,60.54;H,2.16;N,6.03;S,10.30。
MALDI-TOF质谱:理论值933.9;实验值934.0(M+)。
对本发明实施例11制备的稠环化合物的光物理性质进行检测,结果参见表1,表1为本发明实施例制备的稠环化合物的光物理性质。
实施例12
反应式如下式:
在氩气氛围下,在500mL三口烧瓶中加入1-1(10.0g0.033mol),双(4-(叔丁基)苯基)胺 (9.20g,0.033mol)和碳酸铯(12.9g,0.040mol),取180mL N,N-二甲基甲酰胺(DMF)加入瓶中,升温至130℃,搅拌反应3小时,冷却至室温后,将反应液加入400mL饱和食盐水中沉降,过滤,真空干燥,所得固体经过硅胶柱分离得到产物12-1(13.5g,产率:72%)。
元素分析结构(C26H26Br2F3N):理论值C,54.85;H,4.60;Br,28.07;F,10.01;N,2.46测试值C,54.85; H,4.61;N,2.46。
MALDI-TOF质谱:理论值567.0;实验值567.1(M+)。
在氩气氛围下,在500mL三口烧瓶中加入12-1(10.0g,17.6mmol),9-甲基-9H-咔唑-2-硒醇(9.21 g,35.3mmol)和碳酸钠(3.74g,35.3mmol),取220mL N-甲基吡咯烷酮(NMP)加入瓶中,升温至 115℃,搅拌反应5.5小时,冷却至室温后,200mL二氯甲烷萃取,用饱和食盐水洗涤三次(200mL×3),分离出有机相,加入无水硫酸钠干燥,有机相减压蒸馏除去溶剂后,经硅胶柱分离得到产物12-2(11.8 g,产率:64%)。
元素分析结构(C52H46Br2FN3Se2):理论值C,59.50;H,4.42;Br,15.22;F,1.81;N,4.00;Se,15.04测试值C,59.48;H,4.42;N,4.01。
MALDI-TOF质谱:理论值1049.4;实验值1049.5(M+)。
在氩气氛围下,在500mL三口烧瓶中加入12-2(10.0g,9.53mmol),9-甲基-9H-咔唑-2-醇(1.88 g,9.53mmol)和碳酸钠(1.01g,9.53mmol),取250mL N-甲基吡咯烷酮(NMP)加入瓶中,升温至 115℃,搅拌反应5小时,冷却至室温后,200mL二氯甲烷萃取,用饱和食盐水洗涤三次(150mL×3),分离出有机相,加入无水硫酸钠干燥,有机相减压蒸馏除去溶剂后,经硅胶柱分离得到产物12-3(9.6g,产率:82%)。
元素分析结构(C65H56Br2N4OSe2):理论值C,63.63;H,4.60;Br,13.03;N,4.57;O,1.30;Se,12.87测试值C,63.61;H,4.59;N,4.58。
MALDI-TOF质谱:理论值1226.1;实验值1227.1([M+H]+)。
在氩气氛围下,在500mL双口烧瓶中加入12-3(5.00g,4.08mmol),间二甲苯(220mL),于0℃滴加丁基锂溶液(4.1mL,2.5M,10.2mmol),滴加完毕后,升温至60℃反应2小时。于-40℃滴加三溴化硼(1.1mL,10.2mmol),滴加完毕后,升至室温反应0.5小时。于0℃滴加N,N-二异丙基乙胺 (2.6mL,17.5mmol),滴加完毕后,升温至140℃反应5小时。降至室温,过滤,用100mL甲醇洗涤,所得固体经过硅胶柱分离得到产物II-e39-1(1.7g,产率:39%)。
元素分析结构(C65H52B2N4OSe2):理论值C,71.98;H,4.83;B,1.99;N,5.17;O,1.47;Se,14.56测试值C,71.97;H,4.83;N,5.19。
MALDI-TOF质谱:理论值1086.3;实验值1086.1(M+)。
对本发明实施例12制备的稠环化合物的光物理性质进行检测,结果参见表1,表1为本发明实施例制备的稠环化合物的光物理性质。
实施例13
反应式如下式:
在氩气氛围下,在500mL三口烧瓶中加入4-1(10.0g,0.022mol),苯碲酚(9.15g,0.044mol) 和碳酸钠(4.66g,0.044mol),取260mL N-甲基吡咯烷酮(NMP)加入瓶中,升温至115℃,搅拌反应5小时,冷却至室温后,200mL二氯甲烷萃取,用饱和食盐水洗涤三次(100mL×3),分离出有机相,加入无水硫酸钠干燥,有机相减压蒸馏除去溶剂后,经硅胶柱分离得到产物13-1(15.4g,产率:84%)。
元素分析结构(C30H20Br2FNTe2):理论值C,43.49;H,2.43;Br,19.29;F,2.29;N,1.69;Te,30.80测试值C,43.49;H,2.43;N,1.71。
MALDI-TOF质谱:理论值830.8;实验值830.9(M+)。
在氩气氛围下,在500mL三口烧瓶中加入13-1(12.0g,14.4mmol),苯硒酚(2.28g,14.4mmol) 和碳酸钠(1.53g,14.4mmol),取260mL N-甲基吡咯烷酮(NMP)加入瓶中,升温至115℃,搅拌反应5小时,冷却至室温后,200mL二氯甲烷萃取,用饱和食盐水洗涤三次(150mL×3),分离出有机相,加入无水硫酸钠干燥,有机相减压蒸馏除去溶剂后,经硅胶柱分离得到产物13-2(9.9g,产率:71%)。
元素分析结构(C36H25Br2NSeTe2):理论值C,44.78;H,2.61;Br,16.55;N,1.45;Se,8.18;Te,26.43测试值C,44.77;H,2.61;N,1.46。
MALDI-TOF质谱:理论值968.8;实验值968.8(M+)。
在氩气氛围下,在500mL双口烧瓶中加入13-2(5.50g,5.68mmol),间二甲苯(170mL)。于0℃滴加叔丁基锂溶液(5.7mL,2.5M,14.2mmol),滴加完毕后,升温至60℃反应2小时。于-40℃滴加三溴化硼(1.5mL,14.2mmol),滴加完毕后,升至室温反应0.5小时。于0℃滴加N,N-二异丙基乙胺(3.6mL,24.4mmol),滴加完毕后,升温至140℃反应5小时。降至室温,过滤,用100mL甲醇洗涤,所得固体经过硅胶柱分离得到产物II-l2-1(2.0g,产率:43%)。
元素分析结构(C36H21B2NSeTe2):理论值C,52.52;H,2.57;B,2.63;N,1.70;Se,9.59;Te,31.00测试值C,52.51;H,2.55;N,1.70。
MALDI-TOF质谱:理论值828.9;实验值828.9(M+)。
对本发明实施例13制备的稠环化合物的光物理性质进行检测,结果参见表1,表1为本发明实施例制备的稠环化合物的光物理性质。
实施例14
反应式如下式:
在氩气氛围下,在500mL三口烧瓶中加入7-1(12.0g,21.2mmol),1-甲基-1H-吲哚-3-硒醇(8.96 g,42.5mmol)和碳酸钠(4.50g,42.5mmol),取300mL N-甲基吡咯烷酮(NMP)加入瓶中,升温至 117℃,搅拌反应6小时,冷却至室温后,240mL二氯甲烷萃取,用饱和食盐水洗涤三次(200mL×3),分离出有机相,加入无水硫酸钠干燥,有机相减压蒸馏除去溶剂后,经硅胶柱分离得到产物14-1(15.1 g,产率:75%)。
元素分析结构(C44H40Br2FN3Se2):理论值C,55.77;H,4.26;Br,16.87;F,2.00;N,4.43;Se,16.67测试值C,55.75;H,4.26;N,4.42。
MALDI-TOF质谱:理论值947.0;实验值946.9(M+)。
在氩气氛围下,在500mL三口烧瓶中加入14-1(12.0g,12.7mmol),苯硫酚(1.39g,12.7mmol) 和碳酸钠(1.34g,12.7mmol),取320mL N-甲基吡咯烷酮(NMP)加入瓶中,升温至115℃,搅拌反应5小时,冷却至室温后,210mL二氯甲烷萃取,用饱和食盐水洗涤三次(180mL×3),分离出有机相,加入无水硫酸钠干燥,有机相减压蒸馏除去溶剂后,经硅胶柱分离得到产物14-2(8.2g,产率:62%)。
元素分析结构(C50H45Br2N3SSe2):理论值C,57.87;H,4.37;Br,15.40;N,4.05;S,3.09;Se,15.22测试值C,57.87;H,4.38;N,N,4.05;S,3.11。
MALDI-TOF质谱:理论值1037.0;实验值1.37.0(M+)。
在氩气氛围下,在500mL双口烧瓶中加入14-2(5.0g,4.82mmol),间二甲苯(190mL),于0℃滴加丁基锂溶液(4.8mL,2.5M,12.1mmol),滴加完毕后,升温至60℃反应2小时。于-40℃滴加三溴化硼(1.3mL,12.1mmol),滴加完毕后,升至室温反应0.5小时。于0℃滴加N,N-二异丙基乙胺 (3.1mL,26.8mmol),滴加完毕后,升温至140℃反应5小时。降至室温,过滤,用100mL甲醇洗涤,所得固体经过硅胶柱分离得到产物II-c24-1(1.9g,产率:45%)。
元素分析结构(C50H41B2N3SSe2):理论值C,67.06;H,4.62;B,2.41;N,4.69;S,3.58;Se,17.63测试值 C,67.07;H,4.62;N,4.68;S,3.60。
MALDI-TOF质谱:理论值897.2;实验值897.2(M+)。
对本发明实施例14制备的稠环化合物的光物理性质进行检测,结果参见表1,表1为本发明实施例制备的稠环化合物的光物理性质。
实施例15
反应式如下式:
在氩气氛围下,在500mL三口烧瓶中加入5-2(10.0g,24.6mmol),9-甲基-9H-咔唑-3-硒醇(12.0 g,12.8mmol)和碳酸钠(5.21g,12.8mmol),加入280mL N-甲基吡咯烷酮(NMP),升温至115℃,搅拌反应4.5小时。冷却至室温后,将反应液用200mL二氯甲烷萃取,饱和食盐水洗涤三次(200mL×3),分离出有机相,加入无水硫酸钠干燥,将有机相减压蒸馏除去溶剂后,所得固体经过硅胶柱分离得到产物15-1(14.0g,产率:64%)。
元素分析结构(C47H34Cl2FN3Se2):理论值C,63.53;H,3.86;Cl,7.98;F,2.14;N,4.73;Se,17.77测试值C,63.55;H,3.84;N,4.72。
MALDI-TOF质谱:理论值889.0;实验值1046.7(M+)。
在氩气氛围下,在500mL三口烧瓶中加入15-1(8.0g,9.00mmol),苯酚(0.85g,9.00mmol) 和碳酸钠(0.95g,9.00mmol),加入200mL N-甲基吡咯烷酮(NMP),升温至115℃,搅拌反应4 小时。冷却至室温后,将反应液用150mL二氯甲烷萃取,饱和食盐水洗涤三次(200mL×3),分离出有机相,加入无水硫酸钠干燥,将有机相减压蒸馏除去溶剂后,所得固体经过硅胶柱分离得到产物15-2 (7.1g,产率:82%)。
元素分析结构(C53H39Cl2N3OSe2):理论值C,66.12;H,4.08;Cl,7.36;N,4.36;O,1.66;Se,16.40测试值C,66.12;H,4.06;N,4.34。
MALDI-TOF质谱:理论值963.1;实验值963.2(M+)。
在氩气氛围下,在500mL双口烧瓶中加入15-2(6.0g,6.23mmol),间二甲苯(240mL),于0℃滴加叔丁基锂溶液(6.2mL,2.5M,15.6mmol),滴加完毕后,升温至60℃反应2小时。于-40℃滴加三溴化硼(1.7mL,15.6mmol),滴加完毕后,升至室温反应0.5小时。于0℃滴加N,N-二异丙基乙胺(4.0mL,26.8mmol),滴加完毕后,升温至140℃反应12小时。降至室温,过滤,用120mL甲醇洗涤,所得固体经过硅胶柱分离得到产物II-a39-1(2.6g,产率:45%)。
元素分析结构(C53H35B2N3OSe2):理论值C,70.00;H,3.88;B,2.38;N,4.62;O,1.76;Se,17.36测试值C,70.01;H,3.90;N,4.62。
MALDI-TOF质谱:理论值911.1;实验值912.2([M+H]+)。
对本发明实施例15制备的稠环化合物的光物理性质进行检测,结果参见表1,表1为本发明实施例制备的稠环化合物的光物理性质。
实施例16
反应式如下式:
在氩气氛围下,在500mL三口烧瓶中加入1-2(10.5g,7.91mmol),6-(三氟甲基)萘-2-硒醇(3.85 g,7.91mmol)和碳酸钠(1.48g,7.91mmol),取260mL N-甲基吡咯烷酮(NMP)加入瓶中,升温至 115℃,搅拌反应7小时,冷却至室温后,200mL二氯甲烷萃取,用饱和食盐水洗涤三次(100mL×3),分离出有机相,加入无水硫酸钠干燥,有机相减压蒸馏除去溶剂后,经硅胶柱分离得到产物16-1(6.9g,产率:87%)。
元素分析结构(C53H36Br2F3N3Se):理论值C,62.99;H,3.59;Br,15.81;F,5.64;N,4.16;Se,7.81测试值C,63.01;H,3.59;N,4.16。
MALDI-TOF质谱:理论值1009.0;实验值1009.0(M+)。
在氩气氛围下,在500mL双口烧瓶中加入16-1(5.05g,5.00mmol),间二甲苯(200mL)。于0℃滴加叔丁基锂溶液(5.0mL,2.5M,12.5mmol),滴加完毕后,升温至60℃反应2小时。于-40℃滴加三溴化硼(1.3mL,12.5mmol),滴加完毕后,升至室温反应0.5小时。于0℃滴加N,N-二异丙基乙胺(3.2mL,21.5mmol),滴加完毕后,升温至140℃反应16小时。降至室温,过滤,用150mL 甲醇洗涤,所得固体经过硅胶柱分离得到产物I-m3-1(1.7g,产率:38%)。
元素分析结构(C53H32B2F3N3Se):理论值C,73.30;H,3.71;B,2.49;F,6.56;N,4.84;Se,9.09测试值 C,73.34;H,3.71;N,4.85。
MALDI-TOF质谱:理论值869.2;实验值869.2(M+)。
对本发明实施例16制备的稠环化合物的光物理性质进行检测,结果参见表1,表1为本发明实施例制备的稠环化合物的光物理性质。
实施例17
反应式如下式:
在氩气氛围下,在500mL三口烧瓶中加入2-1(10.8g,9.97mmol),4-(二苯胺基)苯撑硒酚(3.24 g,9.97mmol)和碳酸钠(1.06g,9.97mmol),取260mL N-甲基吡咯烷酮(NMP)加入瓶中,升温至 115℃,搅拌反应5小时,冷却至室温后,将反应液用200mL二氯甲烷萃取,饱和食盐水洗涤三次(100 mL×3),分离出有机相,加入无水硫酸钠干燥,将有机相减压蒸馏除去溶剂后,所得固体经过硅胶柱分离得到产物17-1(7.1g,产率:51%)。
元素分析结构(C84H86Br2N4Se):理论值C,72.56;H,6.23;Br,11.49;N,4.03;Se,5.68测试值C,72.57; H,6.25;N,4.02。
MALDI-TOF质谱:理论值1388.4;实验值1388.5(M+)。
在氩气氛围下,在500mL双口烧瓶中加入17-1(5.20g,3.75mmol),间二甲苯(200mL),于0℃滴加丁基锂溶液(5.2mL,2.5M,9.36mmol),滴加完毕后,升温至60℃反应2小时。于-40℃滴加三溴化硼(1.0mL,9.36mmol),滴加完毕后,升至室温反应0.5小时。于0℃滴加N,N-二异丙基乙胺 (2.4mL,16.1mmol),滴加完毕后,升温至140℃反应5小时。降至室温,过滤,用100mL甲醇洗涤,所得固体经过硅胶柱分离得到产物I-m4-1(1.9g,产率:41%)。
元素分析结构(C84H82B2N4Se):理论值C,80.83;H,6.62;B,1.73;N,4.49;Se,6.33测试值C,80.81;H, 6.62;N,4.49。
MALDI-TOF质谱:理论值1248.6;实验值1248.5(M+)。
对本发明实施例17制备的稠环化合物的光物理性质进行检测,结果参见表1,表1为本发明实施例制备的稠环化合物的光物理性质。
表1本发明实施例制备的稠环化合物的光物理性质
实施例 | 化合物 | ΔEST(eV) | 延迟荧光寿命(μs) |
1 | I-m1-1 | 0.17 | 87 |
2 | I-m1-2 | 0.18 | 88 |
3 | I-m2-2 | 0.14 | 75 |
4 | II-m2-9 | 0.15 | 68 |
5 | II-m3-1 | 0.14 | 91 |
6 | II-m4-3 | 0.19 | 102 |
7 | II-m6-8 | 0.12 | 56 |
8 | I-a5-3 | 0.15 | 88 |
9 | I-b10-1 | 0.16 | 89 |
10 | II-a4-1 | 0.17 | 67 |
11 | II-a20-1 | 0.19 | 82 |
12 | II-e39-1 | 0.17 | 93 |
13 | II-l2-1 | 0.15 | 105 |
14 | II-c24-1 | 0.14 | 94 |
15 | II-a39-1 | 0.12 | 72 |
16 | I-m3-1 | 0.13 | 89 |
17 | I-m4-1 | 0.18 | 92 |
表1中,ΔEST为单线态能级与三线态能级之差,通过将化合物以10-4mol/L的浓度溶解于甲苯溶液中制成被测样本,测得的荧光光谱与磷光光谱的起始(onset)值之差,测试仪器为HORIBA FluoroMax spectrofluorometer(日本);延迟荧光寿命为将化合物以1wt%的浓度掺杂在聚苯乙烯中制成被测样本,利用时间分辨荧光光谱仪测试得到,测试仪器为Edinburgh fluorescence spectrometer(FLS-980,英国)。
从表1可见,本发明提供的实施例中的稠环化合物具有较小的ΔEST(<0.2eV),表现出热活化延迟荧光效应,其延迟荧光寿命在49~105μs。
有机电致发光器件实施例
有机发光层采用真空蒸镀工艺制备器件的过程如下:在负载于玻璃基底的氧化铟锡上,4×10-4Pa 的真空度下依次沉积TAPC、TCTA、EML(本发明发光化合物与SIMCP2按照质量比1:9)、TmPyPB 和LiF/Al阴极,得到有机电致发光器件,其中TAPC、TmPyPB分别作为空穴传输层和电子传输层, TCTA为激子阻挡层,其结构式如下式所示:
具体器件结构(器件结构A)为:
ITO/TAPC(50nm)/TCTA(5nm)/EML(30nm)/TmPyPB(30nm)/LiF(0.8nm)/Al(100nm)。
有机发光层采用溶液加工工艺制备器件的过程如下:在负载于玻璃基底的氧化铟锡上旋涂聚(3,4- 亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT:PSS),120℃退火30分钟,随后以1500rpm的转速旋涂所发明发光化合物与SIMCP2按照质量比1:9混合后的甲苯溶液1分钟,并于80℃退火30分钟,然后在4×10-4Pa的真空度下依次沉积TSPO1、TmPyPB和LiF/Al阴极,得到有机电致发光器件,其中 TSPO1、TmPyPB分别作为空穴阻挡层、电子传输层和主体材料,其结构式如下式所示:
具体器件结构(器件结构B)为:
ITO/PEDOT:PSS(40nm)/EML(30nm)/TSPO1(8nm)/TmPyPB(42nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)。
实施例18~34
分别以实施例1中的I-m1-1、实施例2中的I-m1-2、实施例3中的I-m2-2、实施例4中的II-m2-9、实施例5中的II-m3-1、实施例6中的II-m4-3、实施例7中的II-m6-8、实施例8中的I-a5-3、实施例9 中的I-b10-1、实施例10中的II-a4-1、实施例11中的II-a20-1、实施例12中的II-e39-1、实施例13中的II-l2-1、实施例14中的II-c24-1、实施例15中的II-a39-1、实施例16中的I-m3-1、实施例17中的I-m4-1 为实施对象,将实施例化合物与SIMCP2按照质量比1:9混合作为有机发光层。有机发光层采用真空蒸镀工艺,利用“器件结构A”所述结构制备有机电致发光器件,对所得的器件进行测试。
参见表2,表2提供了以本发明提供的I-m1-1所制备的电致发光器件的性能参数。
对比例1
以只含有一个硼原子和一个氧族原子的化合物BSeN-Ph-Am为实施对象,将BSeN-Ph-Am与 SIMCP2按照质量比1:9混合作为有机发光层。有机发光层采用真空蒸镀工艺,利用“器件结构A”所述结构制备有机电致发光器件,对所得的器件进行测试。
参见表2,表2提供了以BSeN-Ph-Am制备的电致发光器件的性能参数。
对比例2
以只含有一个硼原子和一个氧族原子的化合物BSeN-Ph-Am为实施对象,将BSeN-Ph-Am与 SIMCP2按照质量比1:9混合作为有机发光层。有机发光层采用溶液加工工艺,利用“器件结构B”所述结构制备有机电致发光器件,对所得的器件进行测试。
参见表2,表2提供了以BSeN-Ph-Am制备的电致发光器件的性能参数。
对比例3
以只含有一个硼原子和一个氧族原子的化合物BTeN-Ph-Cz为实施对象,将BTeN-Ph-Cz与SIMCP2 按照质量比1:9混合作为有机发光层。有机发光层采用真空蒸镀工艺,利用“器件结构A”所述结构制备有机电致发光器件,对所得的器件进行测试。
参见表2,表2提供了以BTeN-Ph-Cz制备的电致发光器件的性能参数。
对比例4
以只含有一个硼原子和一个氧族原子的化合物BTeN-Ph-Cz为实施对象,将BTeN-Ph-Cz与SIMCP2 按照质量比1:9混合作为有机发光层。有机发光层采用溶液加工工艺,利用“器件结构B”所述结构制备有机电致发光器件,对所得的器件进行测试。
参见表2,表2提供了以BTeSN-Ph-Cz制备的电致发光器件的性能参数。
BSeN-Ph-Am、BTeN-Ph-Cz结构式如下:
表2本发明实施例及比较例提供的电致发光器件的性能参数
实施例 | 化合物 | 启亮电压[V] | 最大外量子效率[%] | 半峰宽(nm) |
18 | I-m1-1 | 3.1 | 22.3 | 43 |
19 | I-m1-2 | 3.0 | 21.9 | 42 |
20 | I-m2-2 | 3.2 | 19.9 | 36 |
21 | II-m2-9 | 3.5 | 19.8 | 42 |
22 | II-m3-1 | 3.4 | 21.7 | 39 |
23 | II-m4-3 | 3.3 | 21.8 | 38 |
24 | II-m6-8 | 3.1 | 27.6 | 39 |
25 | I-a5-3 | 3.2 | 26.8 | 42 |
26 | I-b10-1 | 3.6 | 24.5 | 39 |
27 | II-a4-1 | 3.5 | 26.1 | 36 |
28 | II-a20-1 | 3.2 | 20.3 | 37 |
29 | II-e39-1 | 3.3 | 22.4 | 34 |
30 | II-l2-1 | 3.4 | 19.8 | 36 |
31 | II-c24-1 | 3.2 | 25.4 | 43 |
32 | II-a39-1 | 3.1 | 22.2 | 41 |
33 | I-m3-1 | 3.5 | 23.8 | 37 |
34 | I-m4-1 | 3.4 | 19.6 | 38 |
对比例1 | BSeN-Ph-Am | 3.6 | 11.2 | 38 |
对比例2 | BSeON-Ph-Am | 3.5 | 8.6 | 40 |
对比例3 | BTeN-Ph-Cz | 3.5 | 10.7 | 38 |
对比例4 | BTeN-Ph-Cz | 3.6 | 7.5 | 37 |
表2中,启亮电压为亮度为1cd m-2时器件的驱动电压;最大外量子效率根据器件的电流-电压曲线与电致发光光谱依照文献(Jpn.J.Appl.Phys.2001,40,L783)记载的计算方法得到;半峰宽为室温下电致发光光谱的谱峰高度一半处的峰宽度,即通过峰高的中点作平行于峰底的直线,此直线与峰两侧相交两点之间的距离。
从表2可见,本发明提供的化合物制备的器件具有很窄的电致发光光谱,其半峰宽小于50nm,克服了传统D-A结构的TADF化合物电致发光光谱较宽(70~100nm)的问题。同时,相比于对比例中只含有一个硼原子和一个氧族原子的化合物,本发明提供的含有两个硼原子和一个或三个氧族原子的化合物制备的器件具有更高的器件效率。
本发明内容仅仅举例说明了要求保护的一些具体实施方案,其中一个或更多个技术方案中所记载的技术特征可以与任意的一个或多个技术方案相组合,这些经组合而得到的技术方案也在本申请保护范围内,就像这些经组合而得到的技术方案已经在本发明公开内容中具体记载一样。
Claims (6)
1.含有两个硼原子和一个或三个氧族原子的稠环化合物,如下所示:
。
2.一种有机电致发光器件,其特征在于,包括阳极、阴极以及位于所述阳极和所述阴极之间的有机薄膜层;所述有机薄膜层包括权利要求1所述的稠环化合物。
3.根据权利要求2所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述有机薄膜层包括发光层;所述发光层包括权利要求1所述的稠环化合物。
4.根据权利要求3所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述有机薄膜层包括:依次叠层设置的空穴传输层、激子阻挡层、发光层和电子传输层。
5.根据权利要求3所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述空穴传输层由TAPC形成;
所述激子阻挡层由TCTA形成;
所述发光层由质量比为1~2:8~9的稠环化合物和SIMCP2形成;
所述电子传输层由TmPyPB形成;
所述TAPC、TmPyPB、TCTA和SIMCP2结构式如下:
。
6.根据权利要求3所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述有机薄膜层包括:依次叠层设置的空穴传输层、发光层、空穴阻挡层和电子传输层。
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