一种双核三手臂星型白光聚合物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种双核三手臂星型白光聚合物及其制备方法。分别以不发光的苯衍生物和发光的二芳基马来酰亚胺为核，以发蓝光的聚芴为手臂，经Suzuki偶联反应一锅法制备双核三手臂星型白光聚合物。通过控制不发光核的含量来实现高度三维有序的星型结构；通过控制发光核的含量来调节手臂向核能量转移程度，实现白光发射。本发明专利技术的双核三手臂星型白光聚合物具有热稳定性好、分子量高、固态荧光量子效率高、成膜性好等优点，能够满足发光二极管（OLED）的要求，在背光源、照明光源上具有非常广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种双核三手臂星型白光聚合物及其制备方法
本专利技术涉及一种双核三手臂星型白光聚合物及其制备方法，属于有机光电子材料与

技术介绍
近年来，白色有机发光二极管(WOLEDs)在全彩显示、背光源、照明光源上具有非常广阔的应用前景，受到学术界和产业界的密切关注。目前白光器件多采用将三基色或互补色发光体组成多层结构或将它们共混、共掺杂在一起形成单层结构的方法来实现白光发射。但各发光体间不必要的能量转移和分子间相互作用而导致的聚集是影响器件效率和发光纯度的主要因素之一。因此，有效地抑制分子聚集和发光团间不必要的能量转移，而使每个发光体独立发光，同时提高发光体间的相容性，避免相分离的发生，是实现高效和稳定白光的关键环节。近年来出现的星型白光聚合物是非常有前途的一类发光材料，因为三维星型空间结构不仅具有区域隔离效应，有效抑制分子间聚集，还能赋予材料优异的性能。但目前研究的星型白光聚合物都是以橙光(或黄光)的客体为核，以蓝光的聚芴为手臂。要实现白光发射，这些核染料的含量必须控制在很低，如0.01％-0.03％，但这么低的含量很难避免芴的均聚物或齐聚物产生，导致星形聚合物的纯度不高，阻止分子间聚集程度有限。因此，如何开发出纯度高、发光效率高的星型白光聚合物材料，是当前的研究热点之一，其制备工艺和作用机制还有待进一步深入研究。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种双核三手臂星型白光聚合物；专利技术的另一目的是提供一种双核三手臂星型白光聚合物的制备方法。即分别以不发光的苯衍生物和发光的二芳基马来酰亚胺为核，以发蓝光的聚芴为手臂，通过调控双核的含量和手臂向核能量转移程度，实现纯度高、发光量子产率高的星型白光聚合物。为实现本专利技术的目的，本专利技术提供了一种双核三手臂星型白光聚合物，其化学结构式如下式所示：其中：x、y、z、l、m、n＝3～30；R为烷基；Ar1：Ar2：本专利技术所述的一种双核三手臂星型白光聚合物的制备方法主要包括两个关键步骤：三溴代3,4-二芳基马来酰亚胺单体的制备和双核三手臂星型白光聚合物的制备。具体制备方法如下：1)三溴代3,4-二芳基马来酰亚胺单体的制备在氮气保护下向一定量的3,4-二芳基马来酰亚胺中分别加入1～5倍摩尔量的碱和1～30倍摩尔量的四氢呋喃，溶解后，搅拌反应1小时，缓慢滴加3,4-二芳基马来酰亚胺1～6倍摩尔量的4-溴苄溴，继续反应5～6小时，再用质量浓度为1％盐酸水溶液中和，停止反应；用二氯甲烷萃取三次，再用饱和食盐水洗涤，无水硫酸镁干燥、过滤、旋蒸、柱层析提纯，得到三溴代3,4-二芳基马来酰亚胺单体；所述3,4-二芳基马来酰亚胺为3,4-二(4-溴苯基)马来酰亚胺、3,4-二(5-溴噻吩-2-)马来酰亚胺、3,4-二(吲哚-3-)马来酰亚胺或N-(4-溴苯基)-3,4-二(吲哚-3-)马来酰亚胺。所述的碱为碳酸钾、甲醇钠、乙醇钠、叔丁醇钾或氢化钠。2)双核三手臂星型白光聚合物的制备在氮气保护下向一定量的单溴代芴硼酸衍生物加入0.01～0.5％倍摩尔量的三溴代3,4-二芳基马来酰亚胺单体和1～10％倍摩尔量的三溴代芳香类反应单体，用单溴代芴硼酸衍生物50～150倍摩尔量的四氢呋喃溶解，再加入单溴代芴硼酸衍生物5～20倍摩尔量的2M的碳酸钾水溶液、单溴代芴硼酸衍生物0.5～5％倍摩尔量的四(三苯基膦)钯，回流反应68～72小时后，用甲醇析出粗产物，并用丙酮抽提24～28小时，真空干燥，得到纯的十二手臂单一白光星形聚合物。所述三溴代3,4-二芳基马来酰亚胺单体为N-(4-溴苄基)-3,4-二(4-溴苯基)马来酰亚胺、N-(4-溴苄基)-3,4-二(5-溴噻吩-2-)马来酰亚胺、N-(4-溴苯基)-3,4-二[N-(4-溴苄基)吲哚-3-]马来酰亚胺或N-(4-溴苄基)-3,4-二[N-(4-溴苄基)吲哚-3-]马来酰亚胺。所述三溴代的芳香类反应单体为1,3,5-三溴苯、三(4-溴苯基)胺、1，3，5-三(4-溴苯基)苯或2,4,6-三(4-溴苯基)-1,3,5-三嗪。所述单溴代的芴硼酸衍生物为7-溴-9,9-二丁基芴-2-硼酸、7-溴-9,9-二丁基芴-2-硼酸频那醇酯、7-溴-9,9-二己基芴-2-硼酸、7-溴-9,9-二己基芴-2-硼酸频那醇酯、7-溴-9,9-二辛基芴-2-硼酸、7-溴-9,9-二辛基芴-2-硼酸频那醇酯、7-溴-9,9-二癸基芴-2-硼酸、7-溴-9,9-二癸基芴-2-硼酸频那醇酯、7-溴-9,9-二(十二烷基)芴-2-硼酸或7-溴-9,9-二(十二烷基)芴-2-硼酸频那醇酯。本专利技术通过控制三溴代的3,4-二芳基马来酰亚胺单体和三溴代的芳香类反应单体的含量，调节有效共轭长度和能量转移程度，实现白光发射。本专利技术的双核三手臂星型白光聚合物具有热稳定性好、分子量高、固态荧光量子效率高、成膜性好等优点，它在各种溶剂，如氯仿、甲苯、四氢呋喃和氯苯等中具有良好的溶解性，可以通过旋涂或喷墨打印等方法得到高质量的薄膜。因此，它在背光源、照明光源上具有非常广阔的应用前景。附图说明图1.本专利技术所述的双核三手臂星型白光聚合物的化学结构式。图2.实施例5中制备的双核三手臂星型白光聚合物凝胶渗透色谱图。图3.实施例5中制备的双核三手臂星型白光聚合物在薄膜下的光致发光谱图。具体实施方式下述实施例是对本专利技术的进一步说明,而不是限制本专利技术的范围。实施例1：N-(4-溴苄基)-3,4-二(4-溴苯基)马来酰亚胺单体的制备在氮气保护下向0.24g(0.6mmol)的3,4-二(4-溴苯基)马来酰亚胺中加入0.083g(0.6mmol)的无水碳酸钾，再加入5ml的四氢呋喃作溶剂，溶解后，搅拌反应1小时后，缓慢滴加0.15g(0.6mmol)的4-溴苄溴，继续反应5小时后，用质量浓度为1％盐酸水溶液中和，停止反应，用二氯甲烷萃取三次，再用饱和食盐水洗涤，无水硫酸镁干燥、过滤、旋蒸、柱层析提纯，得到N-(4-溴苄基)-3,4-二(4-溴苯基)马来酰亚胺单体，产率81％。实施例2：N-(4-溴苄基)-3,4-二(5-溴噻吩-2-)马来酰亚胺单体的制备在氮气保护下向0.25g(0.6mmol)的3,4-二(5-溴噻吩-2-)马来酰亚胺中加入0.1g(0.9mmol)的叔丁醇钾，再加入7ml的四氢呋喃作溶剂，溶解后，搅拌反应1小时后，缓慢滴加0.18g(0.72mmol)的4-溴苄溴，继续反应5小时后，用质量浓度为1％盐酸水溶液中和，停止反应，用二氯甲烷萃取三次，再用饱和食盐水洗涤，无水硫酸镁干燥、过滤、旋蒸、柱层析提纯，得到N-(4-溴苄基)-3,4-二(5-溴噻吩-2-)马来酰亚胺单体，产率86％。实施例3：N-(4-溴苯基)-3,4-二[N-(4-溴苄基)吲哚-3-]马来酰亚胺单体的制备在氮气保护下向0.29g(0.6mmol)的N-(4-溴苯基)-3,4-二(吲哚-3-)马来酰亚胺中加入0.043g(1.8mmol)的氢化钠，再加入10ml的四氢呋喃作溶剂，溶解后，搅拌反应1小时后，缓慢滴加0.325g(1.3mmol)的4-溴苄溴，继续反应5小时后，用质量浓度为1％盐酸水溶液中和，停止反应，用二氯甲烷萃取三次，再用饱和食盐水洗涤，无水硫酸镁干燥、过滤、旋蒸、柱层析提纯，得到N-(4-溴苄基)-3,4-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双核三手臂星型白光聚合物，其特征在于具有如下化学结构式：

【技术特征摘要】
1.一种双核三手臂星型白光聚合物，其特征在于具有如下化学结构式：其中：x、y、z、l、m、n＝3～30；R为烷基。2.如权利要求1所述的一种双核三手臂星型白光聚合物，其特征在于所述Ar1为以下中的一种：Ar2为以下中的一种：3.如权利要求1所示的一种双核三手臂星型白光聚合物，其特征在于所述烷基为丁基、己基、辛基、癸基或十二烷基。4.一种双核三手臂星型白光聚合物的制备方法，其特征在于：1)三溴代3,4-二芳基马来酰亚胺单体的制备在氮气保护下向一定量的3,4-二芳基马来酰亚胺中分别加入1～5倍摩尔量的碱和1～30倍摩尔量的四氢呋喃，溶解后，搅拌反应1小时，缓慢滴加3,4-二芳基马来酰亚胺1～6倍摩尔量的4-溴苄溴，继续反应5～6小时，再用质量浓度为1％盐酸水溶液中和，停止反应；用二氯甲烷萃取三次，再用饱和食盐水洗涤，无水硫酸镁干燥、过滤、旋蒸、柱层析提纯，得到三溴代3,4-二芳基马来酰亚胺单体；2)双核三手臂星型白光聚合物的制备在氮气保护下向一定量的单溴代芴硼酸衍生物加入0.01～0.5％倍摩尔量的三溴代3,4-二芳基马来酰亚胺单体和1～10％倍摩尔量的三溴代芳香类反应单体，用单溴代芴硼酸衍生物50～150倍摩尔量的四氢呋喃溶解，再加入单溴代芴硼酸衍生物5～20倍摩尔量的2M的碳酸钾水溶液、单溴代芴硼酸衍生物0.5-5％倍摩尔量的四(三苯基膦)钯，回流反应68～72小时后，用甲醇析出粗产物，并用丙酮抽提24～28小时，真空干燥，得到纯的十二手臂单一白光星形聚合物。5.根据权利要求4所述的一种双核三手臂星型白光聚合物的制备方法，其特征在于所述3,4-二芳基马来酰亚胺为3,4-二(4-溴苯基)马来酰亚胺、3,4-二(5-溴噻吩-2-)马来酰亚胺、3,4-二(吲哚-3-)马来酰亚胺...

【专利技术属性】
技术研发人员：林正欢，凌启淡，赵炎，
申请(专利权)人：福建师范大学，
类型：发明
国别省市：福建,35