一种苯并吡唑蓝光热激子材料及其制备方法与应用

专利2025-12-22  14


本发明涉及光电材料,更具体而言,涉及一种苯并吡唑蓝光热激子材料及其制备方法与应用。


背景技术:

1、有机发光二极管(oled)中的发光层经历了传统荧光材料、磷光材料以及高激子利用率材料这几个阶段;以传统荧光材料为发光层得到的第一代oled器件,eqe的理论上限仅为5%。由于自旋禁阻,三线态激子通常会以非辐射弛豫的形式损耗而无法得到有效利用,因此oled的理论iqe仅为25%。为了提高三线态激子的利用率,即实现高激子利用率,室温磷光、热激活延迟荧光、三线态-三线态湮灭、热激子等机制被提出,通过直接利用三线态激子或者将其转化为单线态激子的方式,用于构建高效的oled器件;马於光教授提出了热激子材料的设计策略,即选择一维的稠环骨架以获得较大的δet,同时选择中等给体、受体单元调控激发态特性,在该设计策略指导下,以菲并咪唑、苯并噻二唑、蒽等为核心单元的一系列热激子材料被广泛研究。然而,制备简单且高效的热激子材料种类并不丰富,因此开拓新的热激子材料体系具有重要意义。


技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一,为此,本发明的一个方面的目的在于,提供一种苯并吡唑蓝光热激子材料,所述蓝光热激子材料分子结构通式(ⅰ)如下所示:

2、(ⅰ);

3、其中,r1独立地为氢基、三苯胺类取代基、咔唑类取代基、苯甲腈类取代基、萘类取代基、蒽类取代基、对甲氧苯基类取代基以及芴类取代基、四苯乙烯类取代基或吖啶酮类取代基,r2独立地为咔唑类取代基、二苯胺类取代基、萘胺类取代基、苯基类取代基、萘类取代基,对甲氧苯基类取代基或蒽类取代基。

4、优选的,所述蓝光热激子材料选自下述式(1)-(28)所示化合物的任一种:

5、。

6、本发明的另一个方面的目的在于,提供一种苯并吡唑蓝光热激子材料的制备方法,所述制备方法具体步骤如下:

7、s1.将二苯甲酮类衍生物和苯肼衍生物在溶剂中混合,加热回流搅拌得到具有结构通式(ⅱ)所示的腙类化合物,

8、结构通式(ⅱ)为(ⅱ);

9、s2.将s1中得到的腙类化合物、i2、ki和naoac加热溶解在反应溶剂中回流,用na2s2o3溶液淬灭反应,有机溶剂萃取,收集有机溶剂,旋干,重结晶,得到具有结构通式(ⅰii)所示的苯并吡唑中间体,

10、结构通式(ⅰii)为(ⅰii);

11、s3.将s2中得到的苯并吡唑中间体与芳香化合物硼酸或含氮芳香化合物加入到反应器中,在n2氛围下常温搅拌依次加入溶剂、催化剂和碱性试剂,加热回流,再用有机溶剂萃取,收集溶剂,旋干,柱层析纯化,得到具有结构通式(i)所示的蓝光热激子材料,

12、结构通式(i)为(ⅰ)。

13、优选的,所述s1合成路线为;

14、所述s2合成路线为;

15、所述s3合成路线为;

16、其中,r1独立地为苯基、咔唑、苯甲腈或对甲氧苯基类取代基,r2独立地为苯基取代基、三苯胺类取代基、咔唑类取代基或吩噻嗪类取代基。

17、优选的,所述s1中二苯甲酮类衍生物与苯肼衍生物的摩尔比为1:1~1:1.5;溶剂为乙酸与乙醇或乙酸与甲醇,体积比为1:3~1:5;回流温度为60~100℃,时间为4~12h。

18、优选的,所述s2中腙类化合物、i2、ki和naoac摩尔比为1:2:2.1:4.5;所述反应溶剂为甲苯;回流温度为90℃,时间为5~12h;用质量分数为5%~10%的na2s2o3溶液淬灭反应,有机溶剂为二氯甲烷。

19、优选的,所述s3中加入芳香化合物硼酸是进行suzuki偶联反应,催化剂为四(三苯基膦)钯pd(pph3)4,碱性试剂为2mol/l的碳酸钠水溶液,溶剂为乙醇、甲苯或水,催化剂、碱性试剂和溶剂的体积比为1:3:1;加入含氮芳香化合物是进行ullmann偶联反应,催化剂为三二亚苄基丙酮二钯pd(dba)2和四氟硼酸三叔丁基膦p(t-bu)3hbf4摩尔比为1:2,碱性试剂为叔丁醇钠naot-bu,溶剂为乙醇、甲苯或水,催化剂、碱性试剂和溶剂的体积比为1:3:1;加热回流温度为110℃,时间为3h;萃取用有机溶剂为二氯甲烷或乙酸乙酯,萃取3次收集溶剂;旋干用无水硫酸镁;所述柱层析纯化用洗脱剂包括大极性溶剂和/或小极性溶剂混合溶剂,所述大极性溶剂包括二氯甲烷和/或乙酸乙酯,所述小极性溶剂包括石油醚和/或正己烷。

20、本发明的再一个方面的目的在于,提供一种苯并吡唑蓝光热激子材料的应用,所述结构通式(ⅰ)所示化合物作为发光主体材料,在溶液状态下具有热激子性质。

21、优选的,所述结构通式(ⅰ)所示化合物单独使用其中的一种化合物,或同时使用结构通式(ⅰ)中的两种或两种以上的化合物。

22、优选的,所述结构通式(ⅰ)的化合物作为主体材料应用在有机电致发光器件发光层或作为发光材料应用在发光层。

23、本发明所具有的有益效果如下:

24、本发明苯并吡唑热激子蓝光材料具有高的荧光量子产率和热激子性质,在溶液状态下呈现热激子性质,可实现蓝光、绿光以及红光发射,热稳定性好,其合成方法简单,反应条件温和,通过引入不同结构单元调节终产物的热稳定性、发光效率和蓝光色纯度等性能,所得到的终产物纯化工艺容易,产率高,制备原料价格低廉,生产成本低。

25、本发明提供了一种有机电致发光器件,其发光层为本发明制备苯并吡唑热激子材料,作为发光层的发光亮度高、稳定性好。

26、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。



技术特征:

1.一种苯并吡唑蓝光热激子材料,其特征在于:所述蓝光热激子材料分子结构通式(ⅰ)如下所示:

2.根据权利要求1所述的一种苯并吡唑蓝光热激子材料,其特征在于:所述蓝光热激子材料选自下述式(1)-(28)所示化合物的任一种:。

3.根据权利要求1所述的一种苯并吡唑蓝光热激子材料的制备方法,其特征在于:所述制备方法具体步骤如下:

4.根据权利要求3所述的一种苯并吡唑蓝光热激子材料的制备方法,其特征在于:所述s1合成路线为;

5.根据权利要求3所述的一种苯并吡唑蓝光热激子材料的制备方法,其特征在于:所述s1中二苯甲酮类衍生物与苯肼衍生物的摩尔比为1:1~1:1.5;溶剂为乙酸与乙醇或乙酸与甲醇,体积比为1:3~1:5;回流温度为60~100℃,时间为4~12h。

6.根据权利要求3所述的一种苯并吡唑蓝光热激子材料的制备方法,其特征在于:所述s2中腙类化合物、i2、ki和naoac摩尔比为1:2:2.1:4.5;所述反应溶剂为甲苯;回流温度为90℃,时间为5~12h;用质量分数为5%~10%的na2s2o3溶液淬灭反应,有机溶剂为二氯甲烷。

7.根据权利要求3所述的一种苯并吡唑蓝光热激子材料的制备方法,其特征在于:所述s3中加入芳香化合物硼酸是进行suzuki偶联反应,催化剂为四(三苯基膦)钯,碱性试剂为2mol/l的碳酸钠水溶液,溶剂为乙醇、甲苯或水,催化剂、碱性试剂和溶剂的体积比为1:3:1;加入含氮芳香化合物是进行ullmann偶联反应,催化剂为三二亚苄基丙酮二钯和四氟硼酸三叔丁基膦摩尔比为1:2,碱性试剂为叔丁醇钠,溶剂为乙醇、甲苯或水,催化剂、碱性试剂和溶剂的体积比为1:3:1;加热回流温度为110℃,时间为3h;萃取用有机溶剂为二氯甲烷或乙酸乙酯,萃取3次收集溶剂;旋干用无水硫酸镁;所述柱层析纯化用洗脱剂包括大极性溶剂和/或小极性溶剂混合溶剂,所述大极性溶剂包括二氯甲烷和/或乙酸乙酯,所述小极性溶剂包括石油醚和/或正己烷。

8.根据权利要求1所述的一种苯并吡唑蓝光热激子材料的应用,其特征在于:所述结构通式(ⅰ)所示化合物作为发光主体材料,在溶液状态下具有热激子性质。

9.根据权利要求8所述的一种苯并吡唑蓝光热激子材料的应用,其特征在于:所述结构通式(ⅰ)所示化合物单独使用其中的一种化合物,或同时使用结构通式(ⅰ)中的两种或两种以上的化合物。

10.根据权利要求8所述的一种苯并吡唑蓝光热激子材料的应用,其特征在于:所述结构通式(ⅰ)的化合物作为主体材料应用在有机电致发光器件发光层或作为发光材料应用在发光层。


技术总结
本发明涉及光电材料技术领域,更具体而言,涉及一种苯并吡唑蓝光热激子材料及其制备方法与应用。所述蓝光热激子材料分子结构通式(Ⅰ)如下所示:(Ⅰ)。本发明苯并吡唑热激子蓝光材料具有高的荧光量子产率和热激子性质,在溶液状态下呈现热激子性质,可实现蓝光、绿光以及红光发射,热稳定性好,其合成方法简单,反应条件温和,通过引入不同结构单元调节终产物的热稳定性、发光效率和蓝光色纯度等性能,所得到的终产物纯化工艺容易,产率高,制备原料价格低廉,生产成本低。

技术研发人员:王龙,田相斌,郭少婷,刘祖苑,张梦凡,王森浩,孙静,武钰铃,苗艳勤,王华
受保护的技术使用者:太原理工大学
技术研发日:
技术公布日:2024/7/25
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