一種芘的衍生物及其制備方法和應用技術

本發明專利技術涉及有機電致發光材料領域，具體而言，涉及一種芘的衍生物及其制備方法和應用。本發明專利技術提供的芘的衍生物，是在芘的1-，3-和6-，8-位引入具有不同電子性質、剛性結構的大取代基單元，分子共平面性的破壞將抑制其分子間的π-π堆積，使其不易形成激基復合物，并抑制其結晶過程，改善其成膜性；進而達到改善器件性能的目的；通過在特定的位置引入電子給體和電子受體，實現不對稱功能化芘環，構筑推拉型分子，誘導發生分子內電荷轉移，提高材料的電荷傳輸能力，制備具有藍光性質和高的熒光量子產率的有機發光材料。相比于現有的發光材料，該材料的發光效率、色純度和穩定性均有較大的提升。

【技術實現步驟摘要】
一種芘的衍生物及其制備方法和應用
本專利技術涉及有機電致發光材料領域，具體而言，涉及一種芘的衍生物及其制備方法和應用。
技術介紹
隨著多媒體技術的發展和信息社會的來臨，對平板顯示器性能的要求越來越高。有機發光二極管(OrganicLight-EmittingDiodes,OLED)器件在通信、信息、顯示、照明和新型全彩顯示發光(Full-ColorFlat-PanelDisplays)等高科技領域，顯現出巨大的商業應用前景，成為現階段的一個研究熱點。許多科學家致力于OLED的研究，并取得驕人的成果。當前，對于OLED的研究主要集中在器件的制作和功能材料的開發兩方面，而開發獨特電子結構和發光性能的有機發光材料成為了研究重點之一。有機材料因具有高的發光效率、寬的發光顏色選擇范圍，容易大面積成膜的優越性，廣泛的應用于功能材料及器件之中。在OLED的發展過程中，為了實現全彩色顯示(Full-ColorFlat-PanelDisplays)，制備藍光發光材料至關重要。藍光材料不僅可以實現高效、穩定的藍光發射，滿足全彩色顯示的要求，而且因其能隙比較寬，將它作為主體材料，利用化學修飾手段，轉移能量等方法，可以獲得對應的紅光材料和綠光材料。目前，紅光、綠光材料發展最快，基本達到了商業化實用階段，而制備空氣穩定、高效率和色純度高的藍光材料具有挑戰性。因此探索合成新型的具有優良性能的深藍色發光材料成為當前的首要任務。芘是一類具有大共軛π鍵的稠環芳香化合物，其擁有良好的熱穩定性、強的電子傳導、深藍色熒光性質和高的量子產率，廣泛用于熒光探針等方面的研究。不過，在高濃度(＞10-4mol/L)的溶液或固體狀態下，芘易形成雙分子激基復合物，從而降低熒光量子效率，極大的限制了芘作為發光材料在光電器件中的應用。因此，對芘環加以修飾，制備以芘為母體(或含芘基團)的高性能發光材料，逐漸成為研究熱點。隨著OLED技術的進步，OLED材料的研究得到極大發展，芘的活性位置(1,3,6,8-位)和K-區域(4,5,9,10-位)獲得廣泛研究。但大多數研究主要集中在對稱取代芘制備芘基發光材料，這類材料一個最大的缺點就是溶解度差和色純度的問題。目前，對于芘基類發光材料，較多的傾向于探索不對稱功能化芘的合成路線和不對稱芘的發光材料的性能研究。主要原因是，在芘環引入不對稱推拉電子結構單位，構建大共軛的分子結構，通過調節分子內電荷轉移(intramolecularcharge-transfer，ICT)，增大分子內電荷耦合作用，有利于調節材料的電子結構，減少分子內能級，提高化合物的量子產率。以Müllen課題組為代表，率先報道了在芘環的4-，5-位和9-，10-位進行不對稱修飾，制備了D-A型芘基衍生物，推電子基團和吸電子基團同時引入芘環的K-區域，通過分子內電荷轉移，有效的降低了分子的能級，通過調節分子能級，制備了綠、黃和紅的芘基發光材料，但是卻不能獲得三基色之一的藍光材料。而且，現有的不對稱芘的衍生物存在以下缺點：1、制備方法較為復雜；2、芘基類藍光材料熒光量子產率較低；3、芘基類藍光材料的發光效率、色純度和穩定性需要進一步提升。有鑒于此，特提出本專利技術。
技術實現思路
本專利技術的第一目的在于提供一種芘的衍生物，所述的芘的衍生物具有不對稱的支鏈結構，相比于現有的發光材料，該材料的發光效率、色純度和穩定性均有較大的提升。本專利技術的第二目的在于提供一種所述的芘的衍生物的制備方法，該方法簡單易行，收率高。本專利技術的第三目的在于提供一種所述的芘的衍生物作為發光材料在光致發光器件中的應用。為了實現本專利技術的上述目的，特采用以下技術方案：一種芘的衍生物，其特征在于，具有以下結構：其中：R1取代基選自具有5至30個碳原子的取代芳香烴、具有6至50個碳原子的芳氧基、具有5至30個碳原子的芳香胺、具有6-20個碳原子的硼芳烴、具有5至40個環原子的香芳族雜環基團中的一種或氰基；R1’取代基選自具有5至30個碳原子的取代芳香烴、具有6至50個碳原子的芳氧基、具有5至30個碳原子的芳香胺、具有6-20個碳原子的硼芳烴、具有5至40個環原子的芳香族雜環基團中的一種、氰基或氫；R2取代基選自具有5至30個碳原子的取代芳香烴、具有6至50個碳原子的芳氧基、具有5至30個碳原子的芳香胺、具有6-20個碳原子的硼芳烴、具有5至40個環原子的芳香族雜環基團中的一種或氰基；R1取代基與R2取代基不同；R1’取代基與R2取代基不同。本專利技術提供的芘的衍生物，是在芘的1-，3-和6-，8-位引入具有不同電子性質、剛性結構的大取代基單元，分子共平面性的破壞將抑制其分子間的π-π堆積，使其不易形成激基復合物，并抑制其結晶過程，改善其成膜性；進而達到改善器件性能的目的；通過在特定的位置引入電子給體和電子受體，實現不對稱功能化芘環，構筑推拉型分子，誘導發生分子內電荷轉移，提高材料的電荷傳輸能力，制備具有藍光性質和高的熒光量子產率的有機發光材料。相比于現有的發光材料，該材料的發光效率、色純度和穩定性均有較大的提升。優選地，所述R1’取代基為氫。即芘的衍生物具有以下結構：該類芘的衍生物，是在芘的1-和6-，8-位引入具有不同電子性質、剛性結構的大取代基單元，使其不易形成激基復合物，并抑制其結晶過程，改善其成膜性，提高其電荷傳輸性能；同時，分子公平面性的破壞將破壞其發射峰藍移進而達到改善器件性能的目的，實現不對稱功能化芘，制備具有藍光性質和高的熒光量子產率的有機發光材料。相比于現有的發光材料，該材料的發光效率、色純度和穩定性均有較大的提升。優選地，所述R1’取代基與所述R1取代基相同。即不對稱取代芘的衍生物具有以下結構：其中：R1取代基選自具有5至30個碳原子的取代芳香烴、具有6至50個碳原子的芳氧基、具有5至30個碳原子的芳香胺、具有含有6-20個碳原子的硼芳烴、具有5至40個環原子的芳香族雜環基團中的一種或氰基；R2取代基選自具有5至30個碳原子的取代芳香烴、具有6至50個碳原子的芳氧基、具有5至30個碳原子的芳香胺、具有含有6-20個碳原子的硼芳烴、具有5至40個環原子的芳香族雜環基團中的一種或氰基；R1取代基與R2取代基不同。該芘的衍生物，是在芘的1-，3-和6-，8-位引入具有不同電子性質、剛性結構的大取代基單元，分子共平面性的破壞將抑制其分子間的π-π堆積，使其不易形成激基復合物，并抑制其結晶過程，改善其成膜性；進而達到改善器件性能的目的；通過在特定的位置引入電子給體和電子受體，實現不對稱功能化芘環，構筑推拉型分子，誘導發生分子內電荷轉移，提高材料的電荷傳輸能力，制備具有藍光性質和高的熒光量子產率的有機發光材料。相比于現有的發光材料，該材料的發光效率、色純度和穩定性均有較大的提升。如本專利技術提供的不對稱取代芘的衍生物可以為以下結構式的任意一種：其中的R1和R2為封端基團，可選自為氫、氟、烷基、烷氧基、醛基、胺基、氰基、C6-C30的芳基、C2-C30的雜芳基、C6-C30的芳烷基、C2-C30的雜芳烷基、C5-C30的芳氧基、C2-C30的雜芳氧基、C3-C30的環烷基或C2-C30的雜環烷基中的任一種。本專利技術還提供了所述的芘的衍生物的制備方法，包括以下步驟：(a)、和溴化劑在有機溶劑中，反應得到(本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種芘的衍生物，其特征在于，具有以下結構：其中：R1取代基選自具有5至30個碳原子的取代芳香烴、具有6至50個碳原子的芳氧基、具有5至30個碳原子的芳香胺、具有6?20個碳原子的硼芳烴、具有5至40個環原子的芳香族雜環基團中的一種或氰基；R1’取代基選自具有5至30個碳原子的取代芳香烴、具有6至50個碳原子的芳氧基、具有5至30個碳原子的芳香胺、具有6?20個碳原子的硼芳烴、具有5至40個環原子的芳香族雜環基團中的一種、氰基或氫；R2取代基選自具有5至30個碳原子的取代芳香烴、具有6至50個碳原子的芳氧基、具有5至30個碳原子的芳香胺、具有6?20個碳原子的硼芳烴、具有5至40個環原子的芳香族雜環基團中的一種或氰基；R1取代基與R2取代基不同；R1’取代基與R2取代基不同。

【技術特征摘要】
1.一種芘的衍生物的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：(a)、和溴化劑在有機溶劑中，反應得到(b)、通過交聯偶合反應，得到(c)、和溴化劑在有機溶劑中，反應得到(d)、通過交聯偶合反應，得到所述芘的衍生物具有以下結構：其中：R1取代基選自具有5至30個碳原子的取代芳香烴、具有6至50個碳原子的芳氧基、具有5至30個碳原子的芳香胺、具有6-20個碳原子的硼芳烴、具有5至40個環原子的芳香族雜環基團中的一種或氰基；R1’取代基為氫；R2取代基選自具有5至30個碳原子的取代芳香烴、具有6至50個碳原子的芳氧基、具有5至30個碳原子的芳香胺、具有6-20個碳原子的硼芳烴、具有5至40個環原子的芳香族雜環基團中的一種或氰基；R1取代基與R2取代基不同；R1’取代基與R2取代基不同。2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，在步驟(a)和(c)中，所述溴化劑選自N-溴代丁二酰亞胺、芐基三甲基三溴化銨和溴水中的任一種或多種。3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，在步驟(a)和(c)中，所述有機溶劑為二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷中的任一種。4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，在步驟(b)和(d)中，所述交聯偶合反應為Suzuki反應、Sonogashira反應、Buchwald–Hartwig偶聯反應中的任一種。5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，在步驟(c)中，在惰性氣體保護下，和溴化劑以摩爾比為1：2.5～4混合于二氯甲烷中，在常溫下反應4～5小時，過濾得到產物，所述產物經柱層析色譜或重結晶，得到6.一種芘的衍生物的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：(a)、和異丁基氯在二氯甲烷溶液中，以AlCl3進行催化，反應得到(b)、在溴化劑芐基三甲基三溴化銨的作用下，反應得到(c)、通過交聯偶合反應，得到(d)...

【專利技術屬性】
技術研發人員：馮星，郭長龍，魏先福，魏微，大和武彥，
申請(專利權)人：北京印刷學院，
類型：發明
國別省市：北京;11