CN116969998A - 基于咔唑配位的螺手性四齿环金属铂(ii)和钯(ii)配合物圆偏振发光材料及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于咔唑配位的螺手性四齿环金属铂(II)和钯(II)配合物圆偏振发光材料及应用。所述螺手性金属配合物分子可通过四齿配体的中心手性片段自主诱导整个四齿配体以空间位阻小的方式和金属离子配位，形成光学纯的螺手性金属配合物圆偏振光发光材料，无需手性拆分，且材料具有高的化学稳定性和热稳定性，在圆偏振发光器件中具有重要应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种圆偏振发光材料及其应用，尤其涉及一种基于咔唑及其衍生物配位的螺手性四齿环金属铂(II)和钯(II)配合物圆偏振发光材料及应用。
背景技术
与太阳光直线传播不同(图7)，圆偏振发光(CPL)是由手性发光物质受到激发后发射出左旋或右旋(图8)的圆偏振光的现象，因此，手性发光材料的设计发展是此领域的关键。随着科研人员的深入研究，到目前为止，圆偏振发光材料在3D显示、数据存储、量子计算、光学防伪、生物成像及不对称合成等领域具有重要应用。
环金属铂(II)和钯(II)配合物磷光材料由于其重原子效应可以充分利用电致激发产生的所有单线态和三线态激子，使其最大理论量子效率可高达100％，所以此类配合物是一类理想的发光材料。双齿环金属铂(II)和钯(II)配合物刚性较低，由于两个双齿配体易扭曲、振动从而使激发态材料分子的能量以非辐射方式消耗，致使其发光量子效率降低(Inorg.Chem.2002,41,3055)；虽然基于三齿配体的环金属铂(II)和钯(II)配合物由于其分子刚性增强可以提高发光量子效率(Inorg.Chem.2010,49,11276)，但是所含有的第二个单齿配体(如Cl-、苯氧基负离子、炔负离子、卡宾等)会使配合物的化学稳定性和热稳定性大大降低，难以升华提纯用于OLED器件的制备；所以基于双齿和三齿配体环金属配合物发光材料均不利于其在稳定高效OLED器件方面中的应用。二价环金属铂(II)和钯(II)配合物中心金属离子均为dsp2杂化，易于和四齿配体配位形成稳定而刚性的平面四边形构型分子；高的分子刚性可抑制由于分子振动和转动所引起的非辐射弛豫，减少激发态材料分子的能量损失，因此利于材料分子发光量子效率的提高。由于环金属铂(II)和钯(II)配合物四齿配体末端两个芳基的位阻，使材料分子呈现出扭曲的四边形构型(Chem.Mater.2020,32,537)，理论上具有螺手性的性质，但是分子在溶液中或加热升华过程中极易通过配体末端两个芳基的上下振动而消旋，无法分离其对映异构体，极难得到光学纯的环金属铂(II)和钯(II)配合物材料分子，使其不具有圆偏振发光的性质。因此，如何设计和发展具有高化学稳定性和热稳定性，且兼具圆偏振发光性质的光学纯环金属铂(II)和钯(II)配合物材料分子对于其在圆偏振发光OLED器件(CP-OLED)中的应用具有重要意义和巨大实用价值，也是CP-OLED领域急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术不足，提供了一种基于咔唑及其衍生物配位的中心手性诱导螺手性四齿环金属铂(II)和钯(II)配合物圆偏振发光材料及应用。所述螺手性金属配合物分子可通过四齿配体中的中心手性片段La可自主诱导整个四齿配体以空间位阻小的方式和金属离子配位，形成光学纯的螺手性金属配合物圆偏振光发光材料，无需手性拆分，且材料具有高的化学稳定性和热稳定性，在圆偏振发光元件中具有重要应用。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种基于咔唑及其衍生物配位的中心手性诱导螺手性四齿环金属铂(II)和钯(II)配合物圆偏振发光材料，其化学式如通式((I)和(I')所示，其中(I)和(I')互为对映异构体：
其中M为Pt或Pd；V、V1和V2各自独立的为N或C；
La为五元中心手性碳环或者杂环；L1、L2、L3和L4是各自独立的为五元或六元碳环、杂环、芳环或者杂芳环；
X为O、S、CRxRy、C＝O、SiRxRy、GeRxRy、NRz、PRz、RzP＝O、AsRz、RzAs＝O、S＝O、SO2、Se、Se＝O、SeO2、BH、BRz、RzBi＝O或BiRz；
R1、R2、R3和R4各自独立地表示单、双、三、四-取代或者无取代，同时R1、R2、R3、R4、Ra、Rb、Rc、Rd、Rx、Ry和Rz各自独立地为氢、氘、卤素、烷基、环烷基、芳基、杂烷基、杂环烷基、杂芳基、卤代烷基、卤代芳基、卤代杂芳基、烷氧基、芳氧基、烯基、环烯基、炔基、羟基、巯基、硝基、氰基、氨基、单或二烷基氨基、单或二芳基氨基、酯基、腈基、异腈基、杂芳基、烷氧基羰基、酰氨基、烷氧基羰基氨基、芳氧基羰基氨基、磺酰基氨基、氨磺酰基、氨基甲酰基、烷硫基、亚磺酰基、脲基、磷酰胺基、亚胺基、磺基、羧基、肼基、取代的甲硅烷基或其组合，其中Ra和Rb在同一分子中为不同的取代基；两个或者多个邻近的R1、R2、R3和R4可以选择性连接形成稠环；Ra、Rb、Rc和Rd中的任意两个基团可连接形成环状体系。
上述具有通式(I)和(I')的基于咔唑及其衍生物配位的螺手性四齿环金属铂(II)和钯(II)配合物圆偏振发光材料，优选如下通式(I-A)、(I-B)和其对映异构体(I'-A)、(I'-B)，但不局限于此：
其中Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6、Z7、Z8、Z9、Z10、Z11、Z12和Z13各自独立的为N或C；
L5为五元杂芳环及其并环结构，可以为下述结构，但是不局限于此，
其中R为氢、氘、卤素、烷基、环烷基、芳基、杂烷基、杂环烷基、杂芳基、卤代烷基、卤代芳基、卤代杂芳基、烷氧基、芳氧基、烯基、环烯基、炔基、羟基、巯基、硝基、氰基、氨基、单或二烷基氨基、单或二芳基氨基、酯基、腈基、异腈基、杂芳基、烷氧基羰基、酰氨基、烷氧基羰基氨基、芳氧基羰基氨基、磺酰基氨基、氨磺酰基、氨基甲酰基、烷硫基、亚磺酰基、脲基、磷酰胺基、亚胺基、磺基、羧基、肼基、取代的甲硅烷基或其组合；R'表示单、双、三、四-取代或者无取代，同时R'可以为氢、氘、卤素、烷基、环烷基、芳基、杂烷基、杂环烷基、杂芳基、卤代烷基、卤代芳基、卤代杂芳基、烷氧基、芳氧基、烯基、环烯基、炔基、羟基、巯基、硝基、氰基、氨基、单或二烷基氨基、单或二芳基氨基、酯基、腈基、异腈基、杂芳基、烷氧基羰基、酰氨基、烷氧基羰基氨基、芳氧基羰基氨基、磺酰基氨基、氨磺酰基、氨基甲酰基、烷硫基、亚磺酰基、脲基、磷酰胺基、亚胺基、磺基、羧基、肼基、取代的甲硅烷基或其组合，两个或者多个邻近的R'可以选择性连接形成稠环。
上述基于咔唑及其衍生物配位的螺手性四齿环金属铂(II)和钯(II)配合物圆偏振发光材料通式结构中心手性片段La可为如下结构，但不局限于此：
其中Ra1、Ra2和Ra3各自独立地表示氢、氘、卤素、烷基、环烷基、芳基、杂烷基、杂环烷基、杂芳基、卤代烷基、卤代芳基、卤代杂芳基、烷氧基、芳氧基、烯基、环烯基、炔基、羟基、巯基、硝基、氰基、氨基、单或二烷基氨基、单或二芳基氨基、酯基、腈基、异腈基、杂芳基、烷氧基羰基、酰氨基、烷氧基羰基氨基、芳氧基羰基氨基、磺酰基氨基、氨磺酰基、氨基甲酰基、烷硫基、亚磺酰基、脲基、磷酰胺基、亚胺基、磺基、羧基、肼基、取代的甲硅烷基或其组合；
其中Rb1、Rc1和Rc2各自独立地表示单、双、三、或四-取代或者无取代，同时Rb1、Rc1和Rc2各自独立地为氢、氘、卤素、烷基、环烷基、芳基、杂烷基、杂环烷基、杂芳基、卤代烷基、卤代芳基、卤代杂芳基、烷氧基、芳氧基、烯基、环烯基、炔基、羟基、巯基、硝基、氰基、氨基、单或二烷基氨基、单或二芳基氨基、酯基、腈基、异腈基、杂芳基、烷氧基羰基、酰氨基、烷氧基羰基氨基、芳氧基羰基氨基、磺酰基氨基、氨磺酰基、氨基甲酰基、烷硫基、亚磺酰基、脲基、磷酰胺基、亚胺基、磺基、羧基、肼基、取代的甲硅烷基或其组合；两个或者多个邻近的Rb1、Rc1和Rc2可以选择性连接形成稠环。
上述的中心手性片段La可进一步具体为如下结构，但不局限于此：
其中Rd1、Re1、Re2、Re3和Re4各自独立地表示单、双、三、四-取代或者无取代，同时Rd1、Re1、Re2、Re3和Re4各自独立地为氢、氘、卤素、烷基、环烷基、芳基、杂烷基、杂环烷基、杂芳基、卤代烷基、卤代芳基、卤代杂芳基、烷氧基、芳氧基、烯基、环烯基、炔基、羟基、巯基、硝基、氰基、氨基、单或二烷基氨基、单或二芳基氨基、酯基、腈基、异腈基、杂芳基、烷氧基羰基、酰氨基、烷氧基羰基氨基、芳氧基羰基氨基、磺酰基氨基、氨磺酰基、氨基甲酰基、烷硫基、亚磺酰基、脲基、磷酰胺基、亚胺基、磺基、羧基、肼基、取代的甲硅烷基或其组合；两个或者多个邻近的Rd1、Re1、Re2、Re3和Re4可以选择性连接形成稠环。
进一步地，所述的基于咔唑及其衍生物配位的螺手性四齿环金属铂(II)和钯(II)配合物圆偏振发光材料在发光器件中的应用。所述发光器件为发光二极管或发光电化学电池。
进一步地，一种全彩显示器，包含所述的有机发光器件。
进一步地，一种发光显示器件，包含所述的有机发光器件。
所述发光元件包括第一电极、第二电极及设置于所述第一电极和所述第二电极之间的有机层，所述有机层至少包括手性四齿环金属铂(II)和钯(II)配合物圆偏振发光材料。
本发明的有益效果是：
(1)中心手性自主诱导螺手性的产生：通过设计和发展具有中心手性片段La的四齿配体，利用其和另一末端配体L4之间的空间位阻效应，使整个四齿环金属环金属铂(II)和钯(II)配合物分子为扭曲的四边形构型；同时，中心手性La可自主诱导整个四齿配体以空间位阻小的方式和金属离子配位，形成光学纯的以金属离子为中心的螺手性四齿环金属铂(II)和钯(II)配合物圆偏振光发光材料。如附图1所示。
(2)光学纯原料经济易得：制备含有中心手性片段La四齿配体所需要的两个手性光学纯对应异构体均为商业化经济易得的化合物，便于大量制备两个手性光学纯的四齿配体。
(3)圆偏振光发光材料无需手性拆分：由上述两个手性光学纯的四齿配体可以方便制备螺手性四齿环金属铂(II)和钯(II)配合物的两个手性光学纯的对应异构体圆偏振光发光材料，无需通过手性柱分离纯化，大大降低材料的制备成本。
(4)材料化学稳定性和热稳定性高：所设计发展的四齿配体可以和dsp2杂化的铂(II)和钯(II)金属离子很好的配位形成稳定而刚性的四边形构型分子，化学稳定性高；同时，由于所设计的中心手性片段配体La和另一末端配体L4之间具有较大空间位阻效应，使整个金属配合物分子可形成稳定的螺手性四齿环金属配合物，使其在溶液或高温升华过程中均不会发生消旋而丧失圆偏振发光性质。
附图说明
图1为光学纯的以金属离子为中心的螺手性四齿环金属配合物圆偏振光发光材料设计图；
图2中，图(A)为通过密度泛函理论(DFT)计算优化后的(R,S)-M-PtLZ1分子结构正视图，图(B)为通过密度泛函理论(DFT)计算优化后的(R,S)-M-PtLZ1分子结构俯视图，图(C)为DFT计算优化后的(S,R)-P-PtLZ1的分子结构正视图，图(D)为DFT计算优化后的(S,R)-P-PtLZ1的分子结构俯视图；
图3为光学纯(R,S)-M-PtLA2和(S,R)-P-PtLA2在二氯甲烷溶液中室温下的发射光谱图；
图4为光学纯(R,S)-M-PtLZ1和(S,R)-P-PtLZ1在二氯甲烷溶液中室温下的圆二色谱(CD)图和圆偏振发光谱图(CPPL)；
图5为光学纯(R,S)-M-PtLZ1和(S,R)-P-PtLZ1在二氯甲烷溶液中室温下的不对称因子(gPL)谱图；
图6为有机发光器件的结构示意图。
图7为太阳光光线的传播方式；
图8为圆偏振发光光线的传播方式。
具体实施方式
以下对本发明的内容进行详细说明。以下所记载的构成要件的说明有时是基于本发明的代表性实施方式或具体例而成，但本发明并不限定于此种实施方式或具体例。
通过参考以下具体实施方式和其中包含的实施例，可以更容易地理解本公开。在公开和描述本发明的化合物、器件和/或方法之前，应当明白，除非另有说明，否则他们不限于具体的合成方法或者具体的试剂，因为这是可以变化的。也应当明白本发明中使用的术语仅是用于描述特定方面，并不旨在限制。尽管本发明描述的那些类似或者等价的任何方法和材料都可用于该实践或者试验，但现在描述了示例方法和材料。
在说明书和所附权利要求中所用的术语单数形式“一种”、“一个”和“所述”包含复数指代，否则上下文中会另有明确指出。因此，例如提及“组分”时包含两种或多种组分的混合物。
本发明所使用的术语“任选的”或“任选地”意味着随后描述的事件或情况可以或不发生，并且该描述包括所述事件或情况发生的实例及它未发生的实例。
公开了可用于制备本发明所述的组合物的组分，以及要用于本发明中公开的方法中的组合物本身。本发明公开了这些和其它材料，并且应当理解公开了这些物质的组合、子集、相互作用、组等，虽然不能具体地公开这些化合物的每个不同的单独和总的组合以及排列的具体参考，但各自有专门的设想和描述。例如，如果公开和讨论了具体的化合物，并且讨论了能够对许多包含该化合物的分子进行的许多修饰，那么具体地考虑了该化合物的每种组合和排列以及可能进行的修饰，除非特别指出相反的可能修饰。因此，如果公开了一类分子A、B和C以及一类分子D、E和F，和组合分子A-D的实例，那么即使没有单独地记载每一个，但也考虑公开了每个单独地和总的含义组合，A-E、A-F、B-D、B-E、B-F、C-D、C-E和C-F。同样地，也公开了任何子集或这些的组合。例如，A-E、B-F和C-E的子组也是公开的。这一概念适用于本发明的所有方面，包括但不限于制备和使用该组合物的方法中的步骤。因此，如果存在各种另外的步骤能够进行，应当理解，这些另外的步骤各自能够以该方法的具体实施方式或者实施方式的组合进行。
本发明使用的连接原子能够连接两个基团，例如，连接N和C。该连接原子能够任选地(如果价键允许)附接其他的化学基团。例如，氧原子不会具有任何其它的化学基团附接，因为一旦键合两个原子(例如，N或C)价键则已经满足。相反，当碳是连接原子时，两个另外的化学基团能够附接至该碳原子。合适的化学基团包括但不限于氢、羟基、烷基、烷氧基、＝O、卤素、硝基、胺、酰胺、巯基、芳基、杂芳基、环烷基和杂环基。
本发明使用的术语“环状结构”或类似术语是指任何环状化学结构，其包括但不限于芳基、杂芳基、环烷基、环烯基、杂环基、卡宾和N-杂环卡宾。
本发明使用的术语“取代的”或类似术语包含有机化合物的所有允许的取代基。广义上，允许的取代基包括有机化合物的环状和非环状、支链和非支链、碳环和杂环、芳香族和非芳香族取代基。例如，示例性取代基包括以下所述。对于合适的有机化合物来说，允许的取代基可为一个或多个，相同或不同。对于本发明的目的而言，杂原子(例如氮)能够具有氢取代基和/或本发明所述满足该杂原子价键的有机化合物的任何允许取代基。本发明不意图以任何方式用有机化合物允许的取代基来进行任何限制。同样，术语“取代”或“取代有”包含隐含条件是这种取代符合取代的原子和该取代基的允许的价键，和该取代导致稳定的化合物(例如，不会自发地进行转化(例如通过重排、环化、消去等)的化合物)。在某些方面，除非明确指出相反，否则，单独的取代基能够进一步任选地取代(即，进一步取代或未取代的)。
在定义各种术语时，“R1”、“R2”、“R3”和“R4”在本发明中作为通用符号来表示各种特定的取代基。这些符号能够是任何取代基，不限于本发明公开的那些，当它们在一个实例中被定义为某些取代基时，在另一个实例中也可以被定义为一些其他取代基。
本发明使用的术语“烷基”是1至30个碳原子的支链或非支链的饱和烃基，例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、新戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、二十烷基、二十四烷基等。该烷基可为环状或非环状。该烷基可为支链或非支链的。该烷基也可为取代或未取代的。例如，该烷基可取代一个或多个基团，包括但不限于本发明所述的任选取代的烷基、环烷基、烷氧基、氨基、醚、卤素、羟基、硝基、甲硅烷基、硫-氧代基团和巯基。“低级烷基”基团是含有1至6个(例如1至4个)碳原子的烷基。
在整个说明书中，“烷基”通常同时指未取代烷基和取代烷基；但是，取代烷基也在本发明中通过确定烷基上的特定取代基来具体地提及。例如，术语“卤化的烷基”或者“卤代烷基”具体是指取代有一个或多个卤素(例如，氟、氯、溴或碘)的烷基。术语“烷氧基烷基”具体是指取代有一个或多个烷氧基的烷基，如下所述。术语“烷基氨基”具体是指取代有一个或多个氨基的烷基，如下所述等。当在一种情况中使用“烷基”而在另一情况中使用具体的术语如“烷基醇”时，不意味着暗示该术语“烷基”不同时指代具体的术语如“烷基醇”等。
这种做法也用于本发明所述的其它基团。也即，当术语如“环烷基”同时指代未取代的和取代的环烷基部分时，该取代的部分可另外具体地在本发明中确定；例如，具体取代的环烷基可称为例如“烷基环烷基”。类似的，取代的烷氧基可具体地称为例如“卤代烷氧基”，具体的取代烯基可为例如“烯醇”等。同样地，使用通用术语如“环烷基”和具体术语如“烷基环烷基”的不意味着该通用术语不同时包含该具体术语。
本发明使用的术语“环烷基”是由至少三个碳原子构成的3至30个碳原子的非芳香族的碳基环。环烷基的例子包括但不限于环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环壬基等。术语“杂环烷基”是一类如上定义的环烷基，并且包含在术语“环烷基”的含义中，其中至少一个环碳原子被杂原子例如但不限于氮、氧、硫或磷取代。该环烷基和杂环烷基可为取代或未取代的。该环烷基和杂环烷基可取代有一个或多个基团，包括但不限于如本发明所述的烷基、环烷基、烷氧基、氨基、醚、卤素、羟基、硝基、甲硅烷基、硫-氧代基团和巯基。
本发明使用的术语“烷氧基”和“烷氧基基团”是指通过醚键键合的1至30个碳原子的烷基或环烷基；即“烷氧基”可定义为—OR1，其中R1是如上定义的烷基或环烷基。“烷氧基”也包含刚刚描述的烷氧基聚合物；即烷氧基可为聚醚，如—OR1-OR2或—OR1-(OR2)a-OR3，其中“a”是整数1至500，而R1、R2和R3各自独立地为烷基、环烷基或其组合。
本发明使用的术语“烯基”是2至30个碳原子的烃基，其结构式含有至少一个碳-碳双键。不对称结构如(R1R2)C＝C(R3R4)包含E和Z异构体。这可推定在本发明的结构式中，其中存在不对称烯烃，或者它可通过键符号C＝C明确表示。该烯基可取代有一个或多个基团，包括但不限于本发明所述的烷基、环烷基、烷氧基、烯基、环烯基、炔基、环炔基、芳基、杂芳基、醛、氨基、羧酸、酯、醚、卤素、羟基、酮、叠氮基、硝基、甲硅烷基、硫-氧代基团或巯基。
本发明使用的术语“环烯基”是非芳香族的3至30个碳原子的碳基环，其由至少3个碳原子构成，并且含有至少一个碳碳双键，即C＝C。环烯基的实例包括但不限于环丙烯基、环丁烯基、环戊烯基、环戊二烯基、环己烯基、环己二烯基、环庚烯基等。术语“杂环烯基”是一类如上定义的环烯基，并且包含在术语“环烯基”的含义中，其中该环的至少一个碳原子用杂原子例如但不限于氮、氧、硫或磷取代。环烯基和杂环烯基可为取代或未取代的。该环烯基和杂环烯基可取代有一个或多个基团，包括但不限于本发明所述的烷基、环烷基、烷氧基、烯基、环烯基、炔基、环炔基、芳基、杂芳基、醛、氨基、羧酸、酯、醚、卤素、羟基、酮、叠氮基、硝基、甲硅烷基、硫-氧代基团或巯基。
本发明使用的术语“炔基”是具有2至30个碳原子的烃基，其结构式至少含有一个碳-碳三键。炔基可为未取代的或者取代有一个或多个基团，所述基团包括但不限于本发明所述的烷基、环烷基、烷氧基、烯基、环烯基、炔基、环炔基、芳基、杂芳基、醛、氨基、羧酸、酯、醚、卤素、羟基、酮、叠氮基、硝基、甲硅烷基、硫-氧代基团或巯基。
本发明使用的术语“环炔基”是非芳香族的碳基环，其包含至少7个碳原子并含有至少一个碳-碳三键。环炔基的实例包括但不限于环庚炔基、环辛炔基、环壬炔基等。术语“杂环炔基”是如上所定义的一种环烯基，并且包含在术语“环炔基”的含义内，其中所述环的碳原子中的至少一个被杂原子替代，所述杂原子例如但不限于氮、氧、硫或磷。环炔基和杂环炔基可为取代或未取代的。环炔基和杂环炔基可取代有一个或多个基团，所述基团包括但不限于本发明所述的烷基、环烷基、烷氧基、烯基、环烯基、炔基、环炔基、芳基、杂芳基、醛、氨基、羧酸、酯、醚、卤素、羟基、酮、叠氮基、硝基、甲硅烷基、硫-氧代基团或巯基。
本发明使用的术语“芳基”是指含有任何碳基芳香族的60个碳原子及以内的基团，包括但不限于苯、萘、苯基、联苯、苯氧基苯等。术语“芳基”也包括“杂芳基”，其被定义为含有芳香族的基团，所述芳香族基团环内至少含有一个杂原子。杂原子的实例包括但不限于氮、氧、硫或磷。同样，术语“非杂芳基”(其也包括在术语“芳基”中)定义了含有芳香族的基团，所述芳香族基团不含杂原子。芳基可为取代或未取代的。芳基可取代有一个或多个基团，所述基团包括但不限于本发明所述的烷基、环烷基、烷氧基、烯基、环烯基、炔基、环炔基、芳基、杂芳基、醛、氨基、羧酸、酯、醚、卤素、羟基、酮、叠氮基、硝基、甲硅烷基、硫-氧代基团或巯基。术语“联芳基”是特定类型的芳基并且包含在“芳基”的定义中。联芳基是指经稠合的环结构结合在一起的两个芳基，如在萘中一样，或者经一个或多个碳-碳键连接的两个芳基，如在联苯中一样。
本发明使用的术语“醛”通过式—C(O)H表示。在整个说明书中，“C(O)”是羰基(即，C＝O)的简写形式。
本发明使用的术语“胺”或“氨基”通过式—NR1R2表示，其中R1和R2可以独立的从氢、烷基、环烷基、烯基、环烯基、炔基、环炔基、芳基或杂芳基中选择。
本发明使用的术语“烷基氨基”通过式—NH(-烷基)表示，其中烷基如本发明所述。代表性实例包括但不限于甲基氨基、乙基氨基、丙基氨基、异丙基氨基、丁基氨基、异丁基氨基、仲丁基氨基、叔丁基氨基、戊基氨基、异戊基氨基、叔戊基氨基、己基氨基等。
本发明使用的术语“二烷基氨基”通过式—N(-烷基)2表示，其中烷基如本发明所述。代表性实例包括但不限于二甲基氨基、二乙基氨基、二丙基氨基、二异丙基氨基、二丁基氨基、二异丁基氨基、二仲丁基氨基、二叔丁基氨基、二戊基氨基、二异戊基氨基、二叔戊基氨基、二己基氨基、N-乙基-N-甲基氨基、N-甲基-N-丙基氨基、N-乙基-N-丙基氨基等。
本发明使用的术语“羧酸”通过式—C(O)OH表示。
本发明使用的术语“酯”通过式—OC(O)R1或者—C(O)OR1表示，其中R1可为本发明所述的烷基、环烷基、烯基、环烯基、炔基、环炔基、芳基或杂芳基。本发明使用的术语“聚酯”通过式—(R1O(O)C-R2-C(O)O)a—或者—(R1O(O)C-R2-OC(O))a—表示，其中R1和R2可独立地为本发明所述的烷基、环烷基、烯基、环烯基、炔基、环炔基、芳基或杂芳基并且“a”为1至500的整数。术语“聚酯”用于描述通过具有至少两个羧基的化合物与具有至少两个羟基的化合物之间的反应产生的基团。
本发明使用的术语“醚”通过式R1OR2表示，其中R1和R2可独立地为本发明所述的烷基、环烷基、烯基、环烯基、炔基、环炔基、芳基或杂芳基。本发明使用的术语“聚醚”通过式—(R1O-R2O)a—表示，其中R1和R2可独立地为本发明所述的烷基、环烷基、烯基、环烯基、炔基、环炔基、芳基或杂芳基并且“a”为1至500的整数。聚醚基团的实例包括聚氧化乙烯、聚氧化丙烯和聚氧化丁烯。
本发明使用的术语“卤素”是指卤素氟、氯、溴和碘。
本发明使用的术语“杂环基”是指单环的和多环的非芳香族环系，并且本发明使用的“杂芳基”是指单环和多环的不多于60个碳原子的芳香族环系：其中环成员中的至少一个不为碳。该术语包括氮杂环丁烷基、二噁烷基、呋喃基、咪唑基、异噻唑基、异噁唑基、吗啉基、噁唑基(包括1,2,3-噁二唑基、1,2,5-噁二唑基和1,3,4-噁二唑基的噁唑基)、哌嗪基、哌啶基、吡嗪基、吡唑基、哒嗪基、吡啶基、嘧啶基、吡咯基、吡咯烷基、四氢呋喃基、四氢吡喃基、包括1,2,4,5-四嗪基的四嗪基、包括1,2,3,4-四唑基和1,2,4,5-四唑基的四唑基、包括1,2,3-噻二唑基、1,2,5-噻二唑基和1,3,4-噻二唑基的噻二唑基、噻唑基、噻吩基、包括1,3,5-三嗪基和1,2,4-三嗪基的三嗪基、包括1,2,3-三唑基和1,3,4-三唑基的三唑基等。
本发明使用的术语“羟基”通过式—OH表示。
本发明使用的术语“酮”通过式R1C(O)R2表示，其中R1和R2可独立地为本发明所述的烷基、环烷基、烯基、环烯基、炔基、环炔基、芳基或杂芳基。
本发明使用的术语“硝基”通过式—NO2表示。
本发明使用的术语“腈”通过式—CN表示。
本发明使用的术语“甲硅烷基”通过式—SiR1R2R3表示，其中R1、R2和R3可独立地为氢或者本发明所述的烷基、环烷基、烷氧基、烯基、环烯基、炔基、环炔基、芳基或杂芳基。
本发明使用的术语“巯基”通过式—SH表示。
本发明使用的“R1”、“R2”、“R3”、“Rn”(其中n为整数)可独立地具有上面列举的基团中的一个或者多个。例如，如果R1为直链烷基，那么烷基的一个氢原子可任选取代有羟基、烷氧基、烷基、卤素等。取决于选择的基团，第一基团可结合在第二基团内，或者第一基团可侧连(即，连接)至第二基团。例如，对于短语“包含氨基的烷基”，氨基可结合在烷基的主链内。可选择地，氨基可连接至烷基的主链。所选基团的性质将决定是否第一基团嵌入或者连接至第二基团。
本发明所述化合物可含有“任选取代的”部分。通常，术语“取代的”(无论在前面是否存在术语“任选”)意味着指定部分的一个或多个氢被合适的取代基取代。除非另作说明，否则“任选取代的”基团可在基团的每个可取代位置具有合适的取代基，并且当任何给定结构中的一个以上位置可以被选自指定基团的一个以上取代基取代时，取代基可以在每个位置上相同或不同。本发明设想的取代基组合优选为形成稳定的或化学上可行的化合物的组合。还可以设想，在某些方面，除非明确指出相反，各个取代基可进一步任选被取代(即，进一步取代或未取代)。
化合物的结构可通过下式表示：
其被理解为等同于下式：
其中n通常为整数。即，Rn被理解为表示五个单独的取代基Rn(a)、Rn(b)、Rn(c)、Rn(d)、Rn (e)。“单独的取代基”是指每个R取代基可独立地限定。例如，如果在一个情况中Rn(a)为卤素，那么在这种情况下Rn(b)不一定是卤素。
在本发明公开和描述的化学结构和单元中数次提及R1、R2、R3、R4、R5、R6等。在说明书中R1、R2、R3、R4、R5、R6等的任何描述分别适用于引用R1、R2、R3、R4、R5、R6等的任何结构或者单元，除非另作说明。
本发明使用的术语“稠环”是指相邻的两个取代基可以稠合成六元芳环、杂芳环，例如苯环、吡啶环、吡嗪环、哒嗪环、间二氮杂环等，以及饱和的六元或七元碳环或碳杂环等。
由于多种原因，使用有机材料的光电子器件变得越来越迫切。用于制造这种装置的许多材料相对便宜，因此有机光电装置具有无机装置成本优势的潜力。此外，有机材料的固有特性，例如它们的柔性，可以使它们非常适合于诸如在柔性基底上的制造等特殊应用。有机光电子器件的实例包括有机发光器件(OLED)，有机光电晶体管，有机光伏电池和有机光电探测器。对于OLED，有机材料可能具有优于常规材料的性能优点。例如，有机发光层发光的波长通常可以用适当的掺杂剂容易地调谐。
激子从单重激发态衰减到基态以产生即时发光，其是荧光。如果激子从三重激发态衰减到基态以产生发光，这是磷光。由于重金属原子在单线态和三线态激发态之间的强自旋轨道耦合，有效地增强了系间穿越(ISC)，所以磷光金属配合物(如铂配合物)已经表现出其同时利用单线态和三线态激子的潜力，实现100％内部量子效率。因此，磷光金属配合物是有机发光器件(OLED)的发射层中的掺杂剂的良好候选物，并且在学术和工业领域中已经获得了极大的关注。在过去十年中，已经取得了许多成果，从而导致了该技术的有利可图的商业化，例如，OLED已被用于智能手机，电视和数码相机的高级显示器。
然而，迄今为止，蓝色电致发光器件仍然是该技术中最具挑战性的领域，蓝色器件的稳定性是其一大问题。已经证明，主体材料的选择对蓝色器件的稳定性非常重要。但是，蓝色发光材料的三重激发态(T1)最低能量非常高，这意味着蓝色器件的主体材料的三重激发态(T1)最低能量应该更高。这导致蓝色设备的主体材料的开发困难加大。
本发明的金属配合物可以被定制或调谐到期望具有特定发射或吸收特性的特定应用。可以通过改变围绕金属中心的配体的结构或改变配体上的荧光发光体的结构来调节本公开中的金属配合物的光学性质。例如，在发射和吸收光谱中，具有给电子取代基的配体的金属配合物或吸电子取代基通常可以表现出不同的光学性质。可以通过修饰荧光发光体和配体上的共轭基团来调节金属配合物的颜色。
这种本发明的配合物的发射可以例如通过改变配体或荧光发光体结构来调节，例如从紫外线到近红外。荧光发光体是有机分子中的一组原子，其可以吸收能量以产生单重态激发态，单重激子迅速衰变以产生即时发光。一方面，本发明的配合物可提供大部分可见光谱的发射。在具体实例中，本发明的配合物可以在约400nm至约700nm的范围内发光。另一方面，本发明的配合物相对于传统的发射配合物具有改进的稳定性和效率。另外，本发明的配合物可用作例如生物应用，抗癌剂，有机发光二极管(OLED)中的发射体或其组合的发光标记。在另一方面，本发明的配合物可用于发光器件，例如紧凑型荧光灯(CFL)，发光二极管(LED)，白炽灯及其组合。
本文公开了包含铂的化合物或复合配合物。术语化合物或配合物在本发明可互换使用。另外，本文公开的化合物具有中性电荷。
本文公开的化合物可以表现出期望的性质并且具有可以通过选择合适的配体调节的发射和/或吸收光谱。在另一方面，本发明可以排除本文具体叙述的任何一种或多种化合物，结构或其部分。
本文公开的化合物适用于各种各样的光学和电光装置，包括但不限于光吸收装置，例如太阳能和感光装置，有机发光二极管(OLED)，光发射器件或能够兼容光吸收和发射的器件以及用作生物应用的标记物。
如上所述，所公开的化合物是铂配合物。同时，本文公开的化合物可用作OLED应用的主体材料，例如全色显示器。
本文公开的化合物可用于各种应用。作为发光材料，该化合物可用于有机发光二极管(OLED)，发光装置和显示器以及其他发光器件。
本发明的化合物可以使用多种方法制备，包括但不限于本文提供的实施例中所述的那些。
本文公开的化合物可以是延迟的荧光和/或磷光发射体。一方面，本文公开的化合物可以是延迟的荧光发射体。一方面，本文公开的化合物可以是磷光发射体。另一方面，本文公开的化合物可以是延迟荧光发射体和磷光发射体。
本公开涉及环金属铂配合物，其可用作OLED器件中发光材料和主体材料。
下面举例说明上述通式中所代表的本发明的圆偏振光发光材料的具体实例，然而，不解释为限制本发明。
除非另有说明，以下试验中所涉及到的所有商业试剂购买后直接使用，没有进一步纯化。核磁共振氢谱和碳谱均在氘代氯仿(CDCl3)或氘代二甲基亚砜(DMSO-d6)溶液中测得，氢谱使用400或500兆赫兹的核磁共振谱仪，碳谱使用100或126兆赫兹的核磁共振谱仪，化学位移以四甲基硅烷(TMS)或残留溶剂为基准。如果用CDCl3作溶剂，则氢谱和碳谱分别以TMS(δ＝0.00ppm)和CDCl3(δ＝77.00ppm)作为内标。如果用DMSO-d6作溶剂，则氢谱和碳谱分别以TMS(δ＝0.00ppm)和DMSO-d6(δ＝39.52ppm)作为内标。以下缩写(或组合)用于解释氢谱峰：s＝单峰，d＝双重峰，t＝三重峰，q＝四重峰，p＝五重峰，m＝多重峰，br＝宽峰。高分辨质谱在Applied Biosystems公司的ESI-QTOF质谱仪上测得，样品电离模式为电喷雾电离。
实施例1：四齿环金属铂(II)配合物(S,R)-P-PtLZ1合成路线如下：
(1)中间体手性1-Br的合成：向带有磁力转子的单口瓶中依次加入间溴苯甲腈(10g,54.94mmol,1.0当量)，甲醇钠(297mg,5.49mmol,0.1当量)，室温搅拌，反应1天。加乙酸至固体消失，减压蒸馏除去溶剂，得粗品A，加入(1R,2S)-1-氨基2,3-二氢-1H-茚-2-醇(3.28g,21.97mmol,0.4当量)，无水乙醇(30mL)，该混合物在85℃的油浴中搅拌反应1.5天，冷却至室温，减压蒸馏除去溶剂。所得粗品用硅胶层析柱分离提纯，淋洗剂：石油醚/乙酸乙酯＝50:1-10:1，得到产物2-Br，白色固体5.74g，收率83％。1H NMR(500MHz,CDCl3):δ3.41(d,J＝18.5Hz,1H),3.52-3.57(m,1H),5.59(s,1H),5.81(d,J＝3.0Hz,1H),7.27-7.31(m,4H),7.60-7.65(m,2H),7.98-8.00(m,1H),8.13(s,1H)
(2)中间体手性1-Bpin的合成：向带有磁力转子的120ml干燥封管中依次加入1-Br(4.00g,12.70mmol,1.0当量)，联硼酸频那醇酯(4.85g,19.10mmol,1.5当量)，[1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯(186mg,0.26mmol,0.02当量)和乙酸钾(3.74g,38.10mmol,3.0当量)，抽换氮气三次，在氮气保护下加入二甲基亚砜(60mL)。将封管置于85℃的油浴锅中搅拌，反应2天，冷却至室温，水洗，加入乙酸乙酯萃取，水层用乙酸乙酯萃取三次，合并有机相，有机相用盐水洗涤一次，无水硫酸钠干燥，过滤，减压蒸馏除去溶剂。所得粗品用硅胶层析柱分离提纯，淋洗剂：石油醚/乙酸乙酯＝15:1-10:1，得到产物1-Bpin，白色固体4.10g，收率91％。1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ1.29(s,12H),3.24-3.28(m,1H),3.50(dd,J＝18.0,6.8Hz,1H),5.49-5.56(m,1H),5.71(d,J＝7.6Hz,1H),7.23-7.31(m,3H),7.42-7.50(m,2H),7.78(d,J＝7.2Hz,1H),7.98-7.91(m,1H),8.16(s,1H)。
(3)配体(R,S)-LZ1的合成：向带有磁力转子的干燥封管中依次加入Cz-Br(422mg,0.97mmol,1.0当量)，1-Bpin(350mg,0.97mmol,1.0当量)，四三苯基膦钯(34mg,0.029mmol,3mol％)和碳酸钾(268mg,1.94mmol,2.0当量)，抽换氮气三次，在氮气保护下加入1,4-二氧六环(4mL)和水(1mL)。将封管置于85℃的油浴锅中搅拌，反应48小时，冷却至室温，水洗，加入乙酸乙酯萃取，水层用乙酸乙酯萃取三次，无水硫酸钠干燥，过滤，减压蒸馏除去溶剂。所得粗品用硅胶层析柱分离提纯，淋洗剂：石油醚/乙酸乙酯＝50:1-10:1，得到产物(R,S)-LZ1，白色固体520mg，收率91％。1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ1.47(s,9H),1.50(s,9H),3.27(d,J＝17.5Hz,1H),3.52(dd,J＝18.0,7.0Hz,1H),5.60(ddd,J＝8.0,7.0,1.5Hz,1H),5.79(d,J＝8.0Hz,1H),7.34–7.32(m,3H),7.35(d,J＝7.5Hz,1H),7.46(d,J＝7.5Hz,1H),7.57(d,J＝1.5Hz,1H),7.73(t,J＝7.5Hz,1H),7.94–7.99(m,3H),8.17(d,J＝2.0Hz,1H),8.32(t,J＝1.5Hz,1H),8.33(d,J＝1.5Hz,1H),8.36(dt,J＝8.5,1.0Hz,1H),8.39(d,J＝1.5Hz,1H),8.41(ddd,J＝5.0,2.0,1.0Hz,1H),11.69(s,1H)。13C NMR(125MHz,CDCl3)δ32.13,34.81,34.83,39.80,77.09,83.23,115.87,118.02,119.29,119.56,120.53,120.95,123.11,123.46,123.52,124.78,125.24,125.71,127.20,127.47,128.00,128.43,128.79,128.88,131.18,135.96,136.39,137.26,139.72,140.09,141.58,142.05,142.49,148.66,157.84,163.97。
(4)(R,S)-M-PtLZ1的合成：向带有磁力转子和冷凝管的100mL干燥三口烧瓶中依次加入(R,S)-LZ1(100mg,0.17mmol,1.0当量)，氯亚铂酸钾(74mg,0.18mmol,1.05当量)，四正丁基溴化铵(6mg,0.017mmol,0.1当量)，抽换氮气三次，加入醋酸(10mL)，反应液氮气鼓泡30分钟后，室温先搅拌12小时，再在130℃下反应48小时，冷却至室温，减压蒸馏除去溶剂。所得粗品用硅胶层析柱分离提纯，淋洗剂：石油醚/二氯甲烷＝1:1，得到产物(R,S)-M-PtLZ1，红色固体66mg，收率51％。1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ1.52(s,9H),1.57(s,9H),3.35(d,J＝17.5Hz,1H),3.64(dd,J＝18.5,6.5Hz,1H),6.04(t,J＝6.5Hz,1H),6.39(d,J＝7.0Hz,1H),6.70(d,J＝7.5Hz,1H),6.98(t,J＝7.5Hz,1H),7.17(t,J＝7.5Hz,1H),7.32(d,J＝7.5Hz,1H),7.39(t,J＝7.5Hz,1H),7.46(dd,J＝7.0,1.0Hz,1H),7.49–7.52(m,1H),8.30–8.34(m,3H),8.48–8.51(m,2H),8.54(d,J＝1.5Hz,1H),8.94(d,J＝8.5Hz,1H),9.75(d,J＝5.5Hz,1H)。13C NMR(125MHz,CDCl3)δ32.42,34.81,34.96,38.62,70.08,85.52,114.90,118.09,118.53,119.58,119.59,120.06,121.74,122.77,124.28,124.59,125.01,125.37,125.59,126.38,127.34,127.72,128.79,131.66,132.74,134.91,136.97,137.29,137.64,138.85,139.06,139.29,139.95,151.20,153.34,180.01。
实施例2：四齿环金属铂(II)配合物(S,R)-P-PtLZ1的合成：
(1)中间体2-Br的合成：向带有磁力转子的单口瓶中依次加入间溴苯甲腈(10g,54.94mmol,1.0当量)，甲醇钠(297mg,5.49mmol,0.1当量)，室温搅拌，反应1天。加乙酸至固体消失，减压蒸馏除去溶剂，得粗品A，加入(1S,2R)-1-氨基2,3-二氢-1H-茚-2-醇(4.10g,27.47mmol,0.5当量)，无水乙醇(30mL)，该混合物在85℃的油浴中搅拌反应1.5天，冷却至室温，减压蒸馏除去溶剂。所得粗品用硅胶层析柱分离提纯，淋洗剂：石油醚/乙酸乙酯＝50:1-10:1，得到产物2-Br，白色固体5.60g，收率65％。1H NMR(500MHz,CDCl3):δ3.40(d,J＝18.0Hz,1H),3.51-3.56(m,1H),5.57(t,J＝7.5Hz,1H),7.79(d,J＝8.0Hz,1H),7.26-7.31(m,4H),7.59-7.63(m,2H),7.96(d,J＝8.0Hz,1H),8.12(t,J＝2.0Hz,1H)。
(2)中间体手性2-Bpin的合成：向带有磁力转子的120ml干燥封管中依次加入2-Br(4.00g,12.70mmol,1.0当量)，联硼酸频那醇酯(4.85g,19.10mmol,1.5当量)，[1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯(186mg,0.26mmol,0.02当量)和乙酸钾(3.74g,38.10mmol,3.0当量)，抽换氮气三次，在氮气保护下加入二甲基亚砜(60mL)。将封管置于85℃的油浴锅中搅拌，反应2天，冷却至室温，水洗，加入乙酸乙酯萃取，水层用乙酸乙酯萃取三次，合并有机相，有机相用盐水洗涤一次，无水硫酸钠干燥，过滤，减压蒸馏除去溶剂。所得粗品用硅胶层析柱分离提纯，淋洗剂：石油醚/乙酸乙酯＝15:1-10:1，得到产物2-Bpin，白色固体4.21g，收率92％。1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ1.29(s,12H),3.24-3.28(m,1H),3.50(dd,J＝18.0,6.8Hz,1H),5.49-5.56(m,1H),5.71(d,J＝7.6Hz,1H),7.23-7.31(m,3H),7.42-7.50(m,2H),7.78(d,J＝7.2Hz,1H),7.98-7.91(m,1H),8.16(s,1H)。
(3)配体(S,R)-LZ1的合成：向带有磁力转子的干燥封管中依次加入Cz-Br(422mg,0.97mmol,1.0当量)，2-Bpin(350mg,0.97mmol,1.0当量)，四三苯基膦钯(34mg,0.029mmol,3mol％)和碳酸钾(268mg,1.94mmol,2.0当量)，抽换氮气三次，在氮气保护下加入1,4-二氧六环(4mL)和水(1mL)。将封管置于85℃的油浴锅中搅拌，反应72小时，冷却至室温，水洗，加入乙酸乙酯萃取，水层用乙酸乙酯萃取三次，无水硫酸钠干燥，过滤，减压蒸馏除去溶剂。所得粗品用硅胶层析柱分离提纯，淋洗剂：石油醚/乙酸乙酯＝50:1-10:1，得到产物(S,R)-LZ1，白色固体530mg，收率93％。1H NMR(500MHz,CDCl3)δ1.51(s,9H),1.53(s,9H),3.39(d,J＝17.5Hz,1H),3.51(dd,J＝18.0,6.5Hz,1H),5.53(ddd,J＝8.0,6.5,1.5Hz,1H),5.81(d,J＝7.5Hz,1H),7.11(dd,J＝7.0,5.0Hz,1H),7.29(d,J＝3.0Hz,3H),7.55(d,J＝1.5Hz,1H),7.58–7.61(m,2H),7.79(td,J＝7.5,2.0Hz,1H),7.91(dt,J＝7.5,1.5Hz,1H),8.03(d,J＝1.5Hz,1H),8.04(d,J＝8.5Hz,2H),8.14(d,J＝1.5Hz,1H),8.21(d,J＝1.5Hz,1H),8.40(t,J＝1.5Hz,1H),8.44(ddd,J＝5.0,2.0,1.0Hz,1H),11.54(s,1H)。13C NMR(125MHz,CDCl3)δ32.12,34.80,34.81,39.77,77.07,83.22,115.86,118.00,119.29,119.53,120.52,120.93,123.11,123.45,123.50,124.77,125.22,125.69,127.19,127.44,127.99,128.40,128.79,128.88,131.17,135.96,136.36,137.25,139.69,140.08,141.58,142.02,142.49,148.64,157.81,163.94。
(4)(S,R)-P-PtLZ1的合成：向带有磁力转子和冷凝管的100mL干燥三口烧瓶中依次加入(S,R)-LZ1(300mg,0.51mmol,1.0当量)，氯亚铂酸钾(220mg,0.53mmol,1.05当量)，四正丁基溴化铵(16mg,0.05mmol,0.1当量)，抽换氮气三次，加入醋酸(30mL)，反应液氮气鼓泡30分钟后，室温先搅拌12小时，再在120℃下反应72小时，冷却至室温，减压蒸馏除去溶剂。所得粗品用硅胶层析柱分离提纯，淋洗剂：石油醚/二氯甲烷＝1:1，得到产物(S,R)-P-PtLZ1，红色固体182mg，收率46％。1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ1.52(s,9H),1.57(s,9H),3.48(d,J＝18.5Hz,1H),3.64(dd,J＝18.5,6.5Hz,1H),6.04(t,J＝6.5Hz,1H),6.39(d,J＝7.0Hz,1H),6.71(d,J＝7.5Hz,1H),6.99(t,J＝7.5Hz,1H),7.17(t,J＝7.5Hz,1H),7.32(d,J＝7.5Hz,1H),7.39(t,J＝7.5Hz,1H),7.46(dd,J＝7.0,1.5Hz,1H),7.50(ddd,J＝7.0,6.0,1.5Hz,1H),8.30–8.35(m,3H),8.48(d,J＝1.5Hz,1H),8.48–8.51(m,1H),8.54(d,J＝1.5Hz,1H),8.95(d,J＝8.5Hz,1H),9.75(dd,J＝6.0,1.5Hz,1H)。13C NMR(125MHz,CDCl3)δ32.42,32.44,34.81,34.97,38.56,70.03,85.43,114.86,118.17,118.47,119.48,119.56,120.05,121.52,122.72,124.33,124.60,124.98,125.32,125.62,126.27,127.30,127.66,128.73,131.54,132.82,134.76,137.02,137.24,137.60,138.86,139.05,139.30,139.92,151.02,153.38,179.91。
实施例3：四齿环金属铂(II)配合物(S,R)-P-PdLZ1的合成：
向带有磁力转子和冷凝管的100mL干燥三口烧瓶中依次加入(S,R)-LZ1(300mg,0.51mmol,1.0当量)，醋酸钯(119mg,0.53mmol,1.05当量)，四正丁基溴化铵(16mg,0.05mmol,0.1当量)，抽换氮气三次，加入醋酸(30mL)，反应液氮气鼓泡30分钟后，在120℃下反应72小时，冷却至室温，减压蒸馏除去溶剂。所得粗品用硅胶层析柱分离提纯，淋洗剂：石油醚/二氯甲烷，得到产物(S,R)-P-PdLZ1，橙红色固体181mg，收率51％。MS(ESI)：C41H38N3OPd[M+H]+693.20。
实施例4：四齿环金属铂(II)配合物(S,R)-P-PtLZ2的合成：
(1)配体(S,R)-LZ2的合成：向带有磁力转子的干燥封管中依次加入2-Cz-Br(492mg,1.0mmol,1.0当量)，3-Bpin(417mg,1.0mmol,1.0当量)，四三苯基膦钯(35mg,0.03mmol,3mol％)和碳酸钾(276mg,2.0mmol,2.0当量)，抽换氮气三次，在氮气保护下加入1,4-二氧六环(4mL)和水(1mL)。将封管置于85℃的油浴锅中搅拌，反应72小时，冷却至室温，水洗，加入乙酸乙酯萃取，水层用乙酸乙酯萃取三次，无水硫酸钠干燥，过滤，减压蒸馏除去溶剂。所得粗品用硅胶层析柱分离提纯，淋洗剂：石油醚/乙酸乙酯，得到产物(S,R)-LZ2，白色固体520mg，收率74％。MS(ESI)：C49H56N3O[M+H]+702.44。
(2)(S,R)-P-PtLZ2的合成：向带有磁力转子和冷凝管的100mL干燥三口烧瓶中依次加入(S,R)-LZ2(351mg,0.50mmol,1.0当量)，氯亚铂酸钾(220mg,0.53mmol,1.05当量)，四正丁基溴化铵(16mg,0.05mmol,0.1当量)，抽换氮气三次，加入醋酸(30mL)，反应液氮气鼓泡30分钟后，室温先搅拌12小时，再在120℃下反应72小时，冷却至室温，减压蒸馏除去溶剂。所得粗品用硅胶层析柱分离提纯，淋洗剂：石油醚/二氯甲烷，得到产物(S,R)-P-PtLZ2，红色固体210mg，收率47％。MS(ESI)：C49H54N3OPt[M+H]+895.39。
实施例5：四齿环金属铂(II)配合物(S,R)-P-PtLZ3的合成：
(1)配体(S,R)-LZ3的合成：向带有磁力转子的干燥封管中依次加入3-Cz-Br(512mg,1.0mmol,1.0当量)，3-Bpin(417mg,1.0mmol,1.0当量)，四三苯基膦钯(35mg,0.03mmol,3mol％)和碳酸钾(276mg,2.0mmol,2.0当量)，抽换氮气三次，在氮气保护下加入1,4-二氧六环(4mL)和水(1mL)。将封管置于85℃的油浴锅中搅拌，反应72小时，冷却至室温，水洗，加入乙酸乙酯萃取，水层用乙酸乙酯萃取三次，无水硫酸钠干燥，过滤，减压蒸馏除去溶剂。所得粗品用硅胶层析柱分离提纯，淋洗剂：石油醚/乙酸乙酯，得到产物(S,R)-LZ3，白色固体573mg，收率79％。MS(ESI)：C51H52N3O[M+H]+722.41。
(2)(S,R)-P-PtLZ3的合成：向带有磁力转子和冷凝管的100mL干燥三口烧瓶中依次加入(S,R)-LZ3(361mg,0.50mmol,1.0当量)，氯亚铂酸钾(220mg,0.53mmol,1.05当量)，四正丁基溴化铵(16mg,0.05mmol,0.1当量)，抽换氮气三次，加入醋酸(30mL)，反应液氮气鼓泡30分钟后，室温先搅拌12小时，再在120℃下反应72小时，冷却至室温，减压蒸馏除去溶剂。所得粗品用硅胶层析柱分离提纯，淋洗剂：石油醚/二氯甲烷，得到产物(S,R)-P-PtLZ3，红色固体234mg，收率51％。MS(ESI)：C51H50N3OPt[M+H]+916.06。
实施例6：四齿环金属铂(II)配合物(S,R)-P-PtLZ4的合成：
(1)配体(S,R)-LZ4的合成：向带有磁力转子的干燥封管中依次加入4-Cz-Br(513mg,1.0mmol,1.0当量)，2-Bpin(361mg,1.0mmol,1.0当量)，四三苯基膦钯(35mg,0.03mmol,3mol％)和碳酸钾(276mg,2.0mmol,2.0当量)，抽换氮气三次，在氮气保护下加入1,4-二氧六环(4mL)和水(1mL)。将封管置于85℃的油浴锅中搅拌，反应72小时，冷却至室温，水洗，加入乙酸乙酯萃取，水层用乙酸乙酯萃取三次，无水硫酸钠干燥，过滤，减压蒸馏除去溶剂。所得粗品用硅胶层析柱分离提纯，淋洗剂：石油醚/乙酸乙酯，得到产物(S,R)-LZ4，白色固体603mg，收率90％。MS(ESI)：C46H43N4O[M+H]+677.34。
(2)(S,R)-P-PtLZ4的合成：向带有磁力转子和冷凝管的100mL干燥三口烧瓶中依次加入(S,R)-LZ4(334mg,0.50mmol,1.0当量)，氯亚铂酸钾(220mg,0.53mmol,1.05当量)，四正丁基溴化铵(16mg,0.05mmol,0.1当量)，抽换氮气三次，加入醋酸(30mL)，反应液氮气鼓泡30分钟后，室温先搅拌12小时，再在120℃下反应72小时，冷却至室温，减压蒸馏除去溶剂。所得粗品用硅胶层析柱分离提纯，淋洗剂：石油醚/二氯甲烷，得到产物(S,R)-P-PtLZ4，红色固体251mg，收率58％。MS(ESI)：C46H41N4OPt[M+H]+860.29。
实施例7：四齿环金属铂(II)配合物(S,R)-P-PtLZ5的合成：
(1)配体(S,R)-LZ5的合成：向带有磁力转子的干燥封管中依次加入5-Cz-Br(475mg,1.0mmol,1.0当量)，2-Bpin(361mg,1.0mmol,1.0当量)，四三苯基膦钯(35mg,0.03mmol,3mol％)和碳酸钾(276mg,2.0mmol,2.0当量)，抽换氮气三次，在氮气保护下加入1,4-二氧六环(4mL)和水(1mL)。将封管置于85℃的油浴锅中搅拌，反应72小时，冷却至室温，水洗，加入乙酸乙酯萃取，水层用乙酸乙酯萃取三次，无水硫酸钠干燥，过滤，减压蒸馏除去溶剂。所得粗品用硅胶层析柱分离提纯，淋洗剂：石油醚/乙酸乙酯，得到产物(S,R)-LZ5，白色固体612mg，收率97％。MS(ESI)：C45H32N3O[M+H]+630.25。
(2)(S,R)-P-PtLZ5的合成：向带有磁力转子和冷凝管的100mL干燥三口烧瓶中依次加入(S,R)-LZ5(315mg,0.50mmol,1.0当量)，氯亚铂酸钾(220mg,0.53mmol,1.05当量)，四正丁基溴化铵(16mg,0.05mmol,0.1当量)，抽换氮气三次，加入醋酸(30mL)，反应液氮气鼓泡30分钟后，室温先搅拌12小时，再在120℃下反应72小时，冷却至室温，减压蒸馏除去溶剂。所得粗品用硅胶层析柱分离提纯，淋洗剂：石油醚/二氯甲烷，得到产物(S,R)-P-PtLZ5，红色固体224mg，收率54％。MS(ESI)：C45H30N3OPt[M+H]+823.20。
实施例8：四齿环金属铂(II)配合物(S,R)-P-PtLZ6的合成：
(1)配体(S,R)-LZ6的合成：向带有磁力转子的干燥封管中依次加入6-Cz-Br(526mg,1.0mmol,1.0当量)，3-Bpin(417mg,1.0mmol,1.0当量)，四三苯基膦钯(35mg,0.03mmol,3mol％)和碳酸钾(276mg,2.0mmol,2.0当量)，抽换氮气三次，在氮气保护下加入1,4-二氧六环(4mL)和水(1mL)。将封管置于85℃的油浴锅中搅拌，反应72小时，冷却至室温，水洗，加入乙酸乙酯萃取，水层用乙酸乙酯萃取三次，无水硫酸钠干燥，过滤，减压蒸馏除去溶剂。所得粗品用硅胶层析柱分离提纯，淋洗剂：石油醚/乙酸乙酯，得到产物(S,R)-LZ6，白色固体595mg，收率81％。MS(ESI)：C51H50N3O2[M+H]+736.39。
(2)(S,R)-P-PtLZ6的合成：向带有磁力转子和冷凝管的100mL干燥三口烧瓶中依次加入(S,R)-LZ6(368mg,0.50mmol,1.0当量)，氯亚铂酸钾(220mg,0.53mmol,1.05当量)，四正丁基溴化铵(16mg,0.05mmol,0.1当量)，抽换氮气三次，加入醋酸(30mL)，反应液氮气鼓泡30分钟后，室温先搅拌12小时，再在120℃下反应72小时，冷却至室温，减压蒸馏除去溶剂。所得粗品用硅胶层析柱分离提纯，淋洗剂：石油醚/二氯甲烷，得到产物(S,R)-P-PtLZ6，红色固体237mg，收率51％。MS(ESI)：C51H48N3O2Pt[M+H]+929.34。
实施例9：四齿环金属铂(II)配合物(S,R)-P-PtLZ7的合成：
(1)配体(S,R)-LZ7的合成：向带有磁力转子的干燥封管中依次加入7-Cz-Br(474mg,1.0mmol,1.0当量)，3-Bpin(417mg,1.0mmol,1.0当量)，四三苯基膦钯(35mg,0.03mmol,3mol％)和碳酸钾(276mg,2.0mmol,2.0当量)，抽换氮气三次，在氮气保护下加入1,4-二氧六环(4mL)和水(1mL)。将封管置于85℃的油浴锅中搅拌，反应72小时，冷却至室温，水洗，加入乙酸乙酯萃取，水层用乙酸乙酯萃取三次，无水硫酸钠干燥，过滤，减压蒸馏除去溶剂。所得粗品用硅胶层析柱分离提纯，淋洗剂：石油醚/乙酸乙酯，得到产物(S,R)-LZ7，白色固体576mg，收率84％。MS(ESI)：C47H49N4O[M+H]+685.39。
(2)(S,R)-P-PtLZ7的合成：向带有磁力转子和冷凝管的100mL干燥三口烧瓶中依次加入(S,R)-LZ7(343mg,0.50mmol,1.0当量)，氯亚铂酸钾(220mg,0.53mmol,1.05当量)，四正丁基溴化铵(16mg,0.05mmol,0.1当量)，抽换氮气三次，加入醋酸(30mL)，反应液氮气鼓泡30分钟后，室温先搅拌12小时，再在120℃下反应72小时，冷却至室温，减压蒸馏除去溶剂。所得粗品用硅胶层析柱分离提纯，淋洗剂：石油醚/二氯甲烷，得到产物(S,R)-P-PtLZ7，红色固体221mg，收率50％。MS(ESI)：C47H47N4OPt[M+H]+878.34。
实施例10：四齿环金属铂(II)配合物(S,R)-P-PtLZ8的合成：
(1)配体(S,R)-LZ8的合成：向带有磁力转子的干燥封管中依次加入8-Cz-Br(1.0当量)，4-Bpin(1.0当量)，四三苯基膦钯(3mol％)和碳酸钾(2.0当量)，抽换氮气三次，在氮气保护下加入1,4-二氧六环(4mL)和水(1mL)。将封管置于85℃的油浴锅中搅拌，反应72小时，冷却至室温，水洗，乙酸乙酯萃取三次，减压蒸馏除去溶剂。所得粗品用硅胶层析柱分离提纯，淋洗剂：石油醚/乙酸乙酯，得到产物(S,R)-LZ8，收率约80％。MS：分子量591.30。
(2)(S,R)-P-PtLZ8的合成：向带有磁力转子和冷凝管的100mL干燥三口烧瓶中依次加入(S,R)-LZ8(1.0当量)，氯亚铂酸钾(1.05当量)，四正丁基溴化铵(0.1当量)，抽换氮气三次，加入醋酸(30mL)，反应液氮气鼓泡30分钟后，室温先搅拌12小时，再在120℃下反应72小时，冷却至室温，减压蒸馏除去溶剂。所得粗品用硅胶层析柱分离提纯，淋洗剂：石油醚/二氯甲烷，得到产物(S,R)-P-PtLZ8，收率约50％。MS：分子量784.25。
实施例11：四齿环金属铂(II)配合物(S,R)-P-PtLZ9的合成：
(1)配体(S,R)-LZ9的合成：向带有磁力转子的干燥封管中依次加入9-Cz-Br(1.0当量)，4-Bpin(1.0当量)，四三苯基膦钯(3mol％)和碳酸钾(2.0当量)，抽换氮气三次，在氮气保护下加入1,4-二氧六环(4mL)和水(1mL)。将封管置于85℃的油浴锅中搅拌，反应72小时，冷却至室温，水洗，乙酸乙酯萃取三次，减压蒸馏除去溶剂。所得粗品用硅胶层析柱分离提纯，淋洗剂：石油醚/乙酸乙酯，得到产物(S,R)-LZ9，收率约80％。MS：分子量480.17。
(2)(S,R)-P-PtLZ9的合成：向带有磁力转子和冷凝管的100mL干燥三口烧瓶中依次加入(S,R)-LZ9(1.0当量)，氯亚铂酸钾(1.05当量)，四正丁基溴化铵(0.1当量)，抽换氮气三次，加入醋酸(30mL)，反应液氮气鼓泡30分钟后，室温先搅拌12小时，再在120℃下反应72小时，冷却至室温，减压蒸馏除去溶剂。所得粗品用硅胶层析柱分离提纯，淋洗剂：石油醚/二氯甲烷，得到产物(S,R)-P-PtLZ9，收率约30％。MS：分子量673.12。
实施例12：四齿环金属铂(II)配合物(S,R)-P-PtLZ10的合成：
(1)配体(S,R)-LZ10的合成：向带有磁力转子的干燥封管中依次加入10-Cz-Br(1.0当量)，4-Bpin(1.0当量)，四三苯基膦钯(3mol％)和碳酸钾(2.0当量)，抽换氮气三次，在氮气保护下加入1,4-二氧六环(4mL)和水(1mL)。将封管置于85℃的油浴锅中搅拌，反应72小时，冷却至室温，水洗，乙酸乙酯萃取三次，减压蒸馏除去溶剂。所得粗品用硅胶层析柱分离提纯，淋洗剂：石油醚/乙酸乙酯，得到产物(S,R)-LZ10，收率约80％。MS：分子量535.24。
(2)(S,R)-P-PtLZ10的合成：向带有磁力转子和冷凝管的100mL干燥三口烧瓶中依次加入(S,R)-LZ10(1.0当量)，氯亚铂酸钾(1.05当量)，四正丁基溴化铵(0.1当量)，抽换氮气三次，加入醋酸(30mL)，反应液氮气鼓泡30分钟后，室温先搅拌12小时，再在120℃下反应72小时，冷却至室温，减压蒸馏除去溶剂。所得粗品用硅胶层析柱分离提纯，淋洗剂：石油醚/二氯甲烷，得到产物(S,R)-P-PtLZ10，收率约30％。MS：分子量728.19。
光物理测试和理论计算说明：
室温下，吸收光谱在Agilent 8453紫外-可见光光谱仪上测量，使用Horiba JobinYvon FluoroLog-3光谱仪上进行稳态发射实验和寿命测量,或SHIMADZU RF-6000光谱仪上进行稳态发射光谱测试。低温(77K)发射光谱和寿命在用液氮冷却的2-甲基四氢呋喃(2-MeTHF)溶液中测量。Pt(II)配合物使用Gaussian09软件包进行理论计算，利用密度泛函理论(DFT)优化了基态(S0)分子的几何结构，使用B3LYP泛函进行DFT计算，其中C、H、O和N原子使用6-31G(d)基组，Pt和Pd原子使用LANL2DZ基组。圆二色谱(CD)和圆偏振光测试分别在日本分光光度计JASCO J-815和JASCO CPL-300上完成，测试条件均为室温下的二氯甲烷溶液。
实验数据及分析：
附图1为光学纯的以金属离子为中心的螺手性四齿环金属配合物圆偏振光发光材料设计思路：光学纯原料经济易得；中心手性自主诱导螺手性的产生；圆偏振光发光材料无需手性拆分，大大节省光学纯材料的制备成本，且可以大量制备，不受高成本手性制备色谱柱拆分的限制。
由附图2中不同配体结构的四齿环金属铂(II)配合物密度泛函理论(DFT)计算优化后的分子结构可知，对于含有中心手性为(R,S)的配体可自主诱导M型螺手性的产生，对于含有中心手性为(S,R)的配体均可自主诱导P型螺手性的产生，且M型螺手性分子和P型螺手性分子互为对映异构体。此外，DFT计算优化后的四齿环金属钯(II)配合物分子结构具有相似的结果。
由附图3中所合成的光学纯螺手性材料分子在二氯甲烷溶液中室温下的发射光谱图可知，(R,S)-M-PtLZ1和(S,R)-P-PtLZ1的发射光谱图基本完全重合，进一步证明了附图中相应的材料分子为对映异构体。
由附图4中(R,S)-M-PtLZ1和(S,R)-P-PtLZ1在二氯甲烷溶液中的圆二色光谱(CD)可知，其谱图具有很高的镜面对称性，且在大约370和270nm具有很强的科顿效应(Cottoneffect)，说明对映异构体(R,S)-M-PtLZ1和(S,R)-P-PtLZ1对直线偏振光具有很强的偏转能力；右侧的圆偏振发光光谱亦证明了(R,S)-M-PtLZ1和(S,R)-P-PtLZ1可发出很强的圆偏振光。
由附图5中(R,S)-M-PtLZ1和(S,R)-P-PtLZ1在二氯甲烷溶液中的不对称因子(gPL)谱图也证明了(R,S)-M-PtLZ1和(S,R)-P-PtLZ1可发出很强的圆偏振光。
本申请所发展的圆偏振发光材料化学稳定性和热稳定性高。所设计发展的四齿配体可以和dsp2杂化的铂(II)和钯(II)金属离子很好的配位形成稳定而刚性的四边形构型分子，化学稳定性高；同时，由于所设计的中心手性配体La和另一末端配体L4之间具有较大空间位阻效应，使整个金属配合物分子可形成稳定的螺手性四齿环金属配合物。该类金属配合物对空气和水汽不敏感，在室温下空气中保存近一年也未见分解，实验中发现其在溶液或高温升华过程中均不会发生消旋而丧失圆偏振发光性质。升华实验表明在300℃以上分别升华出的(R,S)-M-PtLZ1和(S,R)-P-PtLZ1材料均未发生消旋。
由下表1中部分手性原料中间体和手性金属配合物的比旋光度数据可知，即使含有相同中心手性的原料中间体和手性金属配合物的旋光方向完全不一样，且比旋光度数值也相差五倍有余，说明配合物以金属离子为中心的螺手性对整个化合物的旋光性质有着决定性的影响。同时，由于金属配合物受激发辐射发光主要涉及到金属到配体电荷转移态(MLCT)和配体内的电荷转移态(ILCT)，因此金属配合物的螺手性和配体结构对其圆偏振光性质亦有重大影响。同时，(R,S)-M-PtLZ1和(S,R)-P-PtLZ1的二氯甲烷溶液在光激发下可以发出圆偏振发光，具有强烈的圆偏振发光信号，其不对称因子(gPL)数值分别达2.2×10-3@633nm和2.1×10-3@649nm。
表1：部分手性原料中间体和手性金属配合物的比旋光度([a]20 D)和不对称因子(gPL)
注：所有样品均在二氯甲烷溶液中测定。
由下表2中部分手性金属配合物的分子结构可知其均为扭曲的非平面结构，均有围绕中心金属原子的螺手性，且其前线轨道能级和带隙可通过配体结构进行调控；且由于配位杂环中邻位手性位阻的存在，可以使和中心金属离子配位的末端两个杂环分别处于平面的两侧，从而形成以中心金属为中心的螺手性分子，均可以用作圆偏振发光材料。
此外，上述大量理论计算实验数据也说明和中心金属配位的手性结构单元中邻位基团位阻的重要性，是配体手性结构单元中心手性诱导产生整个材料分子以金属为中心螺手性的关键。同时，上述大量的合成实验实施例及其光物理性质表征和测试亦说明了本申请圆偏振发光材料分子设计的方法是完全成功的。
表2：部分手性金属配合物的分子结构及前线轨道能级
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注：二面角为末端和金属配位的芳环与含氧和氮杂环之间的角度。
在有机发光器件中，从正负两电极向发光材料中注入载子，产生激发态的发光材料并使其发光。通过本发明的手性金属配合物作为磷光发光材料应用于有机光致发光器件或有机电致发光器件等优异的有机发光器件。有机光致发光器件具有在衬底上至少形成了发光层的结构。另外，有机电致发光元件具有至少形成了阳极、阴极、及阳极和阴极之间的有机层的结构。有机层至少包含发光层，可以仅由发光层构成，也可以除发光层以外具有1层以上的有机层。作为这种其它有机层，可以列举空穴传输层、空穴注入层、电子阻挡层、空穴阻挡层、电子注入层、电子传输层、激子阻挡层等。空穴传输层也可以是具有空穴注入功能的空穴注入传输层，电子传输层也可以是具有电子注入功能的电子注入传输层。具体的有机发光元件的结构示意如图6所示。在图6中，从下到上共7层，依次表示衬底、阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和阴极，其中发光层为客体材料掺杂入主体材料的混合层。
本发明的有机发光器件的各层可采用真空蒸镀、溅射、离子电镀等方法，或湿法成膜如旋涂、打印、印刷等方法形成，所用的溶剂没有特别限制。
在本发明的一种优选实施方式中，本发明的OLED器件中含有空穴传输层，空穴传输材料可以优选自已知或未知的材料，特别优选地选自以下结构，但并不代表本发明限于以下结构：
在本发明的一种优选实施方式中，本发明的OLED器件中含有的空穴传输层，其包含一种或多种p型掺杂剂。本发明优选的p型掺杂剂为以下结构，但并不代表本发明限于以下结构：
本发明的一种优选实施方式中，所述的电子传输层可以选自化合物ET-1至ET-13的至少一种，但并不代表本发明限于以下结构：
电子传输层可以有机材料与一种或多种n型掺杂剂(如LiQ)共同形成。
将实施例1中所表示的化合物作为圆偏振光发光材料应用于OLED器件，结构表示为：在含有ITO的玻璃上，空穴注入层(HIL)为HT-1:P-3(95:5v/v％)，厚度为10纳米；空穴传输层(HTL)为HT-1，厚度为90纳米；电子阻挡层(EBL)为HT-10，厚度为10纳米，发光层(EML)为主体材料(H-1或H-2或H-3或H-4或H-5或H-6):本发明铂金属配合物(95:5v/v％)，厚度为35纳米，电子传输层(ETL)为ET-13：LiQ(50:50v/v％)，厚度为35纳米，然后蒸镀阴极Al为70纳米。
制作的有机发光器件采用本领域公知的标准方法在10mA/cm2电流条件下测试，其中以(S,R)-P-PtLZ1为发光材料的一个器件具有显著的圆偏振电致发光信号，不对称因子(gEL)达1.8×10-3，且其最大外量子效率(EQE)达到21％。
需要说明的是，所述结构为本发明圆偏振光发光材料的一个应用的举例，不构成本发明所示圆偏振光发光材料的具体OLED器件结构的限定，圆偏振光发光材料也不限于实施例中所表示的化合物。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。例如，在不背离本发明的精神的情况下，这里描述的许多取代基结构可以用其它结构代替。
Claims (10)
1.一种基于咔唑配位的螺手性四齿环金属铂(II)和钯(II)配合物圆偏振发光材料，其特征在于，其化学式如通式(I)和(I')所示，其中(I)和(I')互为对映异构体：
其中M为Pt或Pd；V、V1和V2各自独立的为N或C；
La为五元中心手性碳环或者杂环；L1、L2、L3和L4是各自独立的为五元或六元碳环、杂环、芳环或者杂芳环；
X为O、S、CRxRy、C＝O、SiRxRy、GeRxRy、NRz、PRz、RzP＝O、AsRz、RzAs＝O、S＝O、SO2、Se、Se＝O、SeO2、BH、BRz、RzBi＝O或BiRz；
R1、R2、R3和R4各自独立地表示单、双、三、四-取代或者无取代，同时R1、R2、R3、R4、Ra、Rb、Rc、Rd、Rx、Ry和Rz各自独立地为氢、氘、卤素、烷基、环烷基、芳基、杂烷基、杂环烷基、杂芳基、卤代烷基、卤代芳基、卤代杂芳基、烷氧基、芳氧基、烯基、环烯基、炔基、羟基、巯基、硝基、氰基、氨基、单或二烷基氨基、单或二芳基氨基、酯基、腈基、异腈基、杂芳基、烷氧基羰基、酰氨基、烷氧基羰基氨基、芳氧基羰基氨基、磺酰基氨基、氨磺酰基、氨基甲酰基、烷硫基、亚磺酰基、脲基、磷酰胺基、亚胺基、磺基、羧基、肼基、取代的甲硅烷基或其组合，其中Ra和Rb在同一分子中为不同的取代基；两个或者多个邻近的R1、R2、R3和R4可以选择性连接形成稠环；Ra、Rb、Rc和Rd中的任意两个基团可连接形成环状体系。
2.根据权利要求1所述的发光材料，其特征在于，其化学式如通式(I-A)、(I-B)和其对映异构体(I'-A)、(I'-B)：
其中Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6、Z7、Z8、Z9、Z10、Z11、Z12和Z13各自独立地为N或C；
L5为五元杂芳环及其并环结构。
3.根据权利要求1或2所述的发光材料，其特征在于，中心手性片段La的结构如下中一种：
其中Ra1、Ra2和Ra3各自独立地表示氢、氘、卤素、烷基、环烷基、芳基、杂烷基、杂环烷基、杂芳基、卤代烷基、卤代芳基、卤代杂芳基、烷氧基、芳氧基、烯基、环烯基、炔基、羟基、巯基、硝基、氰基、氨基、单或二烷基氨基、单或二芳基氨基、酯基、腈基、异腈基、杂芳基、烷氧基羰基、酰氨基、烷氧基羰基氨基、芳氧基羰基氨基、磺酰基氨基、氨磺酰基、氨基甲酰基、烷硫基、亚磺酰基、脲基、磷酰胺基、亚胺基、磺基、羧基、肼基、取代的甲硅烷基或其组合；
其中Rb1、Rc1和Rc2各自独立地表示单、双、三、四-取代或者无取代，同时Rb1、Rc1和Rc2各自独立地为氢、氘、卤素、烷基、环烷基、芳基、杂烷基、杂环烷基、杂芳基、卤代烷基、卤代芳基、卤代杂芳基、烷氧基、芳氧基、烯基、环烯基、炔基、羟基、巯基、硝基、氰基、氨基、单或二烷基氨基、单或二芳基氨基、酯基、腈基、异腈基、杂芳基、烷氧基羰基、酰氨基、烷氧基羰基氨基、芳氧基羰基氨基、磺酰基氨基、氨磺酰基、氨基甲酰基、烷硫基、亚磺酰基、脲基、磷酰胺基、亚胺基、磺基、羧基、肼基、取代的甲硅烷基或其组合；两个或者多个邻近的Rb1、Rc1和Rc2可以选择性连接形成稠环。
4.根据权利要求3所述的发光材料，其特征在于，中心手性片段La的具体结构为如下中一种：
其中Rd1、Re1、Re2、Re3和Re4各自独立地表示单、双、三、四-取代或者无取代，同时Rd1、Re1、Re2、Re3和Re4各自独立地为氢、氘、卤素、烷基、环烷基、芳基、杂烷基、杂环烷基、杂芳基、卤代烷基、卤代芳基、卤代杂芳基、烷氧基、芳氧基、烯基、环烯基、炔基、羟基、巯基、硝基、氰基、氨基、单或二烷基氨基、单或二芳基氨基、酯基、腈基、异腈基、杂芳基、烷氧基羰基、酰氨基、烷氧基羰基氨基、芳氧基羰基氨基、磺酰基氨基、氨磺酰基、氨基甲酰基、烷硫基、亚磺酰基、脲基、磷酰胺基、亚胺基、磺基、羧基、肼基、取代的甲硅烷基或其组合；两个或者多个邻近的Rb1、Rc1和Rc2可以选择性连接形成稠环。
5.根据权利要求1或2所述的发光材料，其特征在于，化学式为如下中的一种：
其中M为Pt或Pd；
R为氢、氘、卤素、烷基、环烷基、芳基、杂烷基、杂环烷基、杂芳基、卤代烷基、卤代芳基、卤代杂芳基、烷氧基、芳氧基、烯基、环烯基、炔基、羟基、巯基、硝基、氰基、氨基、单或二烷基氨基、单或二芳基氨基、酯基、腈基、异腈基、杂芳基、烷氧基羰基、酰氨基、烷氧基羰基氨基、芳氧基羰基氨基、磺酰基氨基、氨磺酰基、氨基甲酰基、烷硫基、亚磺酰基、脲基、磷酰胺基、亚胺基、磺基、羧基、肼基、取代的甲硅烷基。
6.一种权利要求1至2中任一项所述的基于咔唑配位的螺手性四齿环金属铂(II)和钯(II)配合物圆偏振发光材料在发光器件、3D显示器件、二维成像器件、光学信息加密器件、信息存储器件、生物成像中的应用。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，其中所述发光器件为发光二极管或发光电化学电池。
8.根据权利要求6或7所述的应用，其特征在于，所述发光器件包括第一电极、第二电极及设置于所述第一电极和所述第二电极之间的有机层，所述有机层至少包括基于咔唑配位的螺手性四齿环金属铂(II)和钯(II)配合物圆偏振发光材料。
9.一种发光显示器件，其特征在于，包含有机发光器件，所述有机发光器件包含权利要求1至2中任一项所述的基于咔唑配位的螺手性四齿环金属铂(II)和钯(II)配合物圆偏振发光材料制成的发光层。
10.一种显示装置，其特征在于，包括有机发光器件，其中，所述的有机发光器件包括第一电极、第二电极及设置于所述第一电极和所述第二电极之间的有机层，所述有机层至少包括权利要求1至2中任一项所述的基于咔唑配位的螺手性四齿环金属铂(II)和钯(II)配合物圆偏振发光材料。
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