一种四聚吲哚衍生物材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于电子材料技术领域，具体涉及一类四聚吲哚衍生物材料及其制备方法与应用。该材料是以四聚吲哚作为分子骨架，共轭的荧光生色团作为功能基团嫁接到骨架周围而得到具有四臂或八臂结构的功能分子；本发明专利技术提出制备四聚吲哚衍生物的新方法，该方法具有操作简单、步骤少、易纯化等优势；本发明专利技术材料具有结构明确、热稳定性好、成膜性能优良等优点，在有机电致发光、太阳能电池、有机电存储及有机激光等领域具有广泛的应用；其通式如下式（A）、（B）所示：其中，Ar为含芳香基的荧光生色团，n为生色团重复单元数，R为芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基；R’为氢原子、芳香基或含不超过24个碳原子的烷基。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于电子材料
，具体涉及一类四聚吲哚衍生物材料及其制备方法与应用。该材料是以四聚吲哚作为分子骨架，共轭的荧光生色团作为功能基团嫁接到骨架周围而得到具有四臂或八臂结构的功能分子；本专利技术提出制备四聚吲哚衍生物的新方法，该方法具有操作简单、步骤少、易纯化等优势；本专利技术材料具有结构明确、热稳定性好、成膜性能优良等优点，在有机电致发光、太阳能电池、有机电存储及有机激光等领域具有广泛的应用；其通式如下式（A）、（B）所示：其中，Ar为含芳香基的荧光生色团，n为生色团重复单元数，R为芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基；R’为氢原子、芳香基或含不超过24个碳原子的烷基。【专利说明】—种四聚吲哚衍生物材料及其制备方法与应用
本专利技术属于电子材料
，具体涉及一类以四聚吲哚为核，荧光生色团寡聚体为枝的四臂或八臂支化结构功能材料及其制备方法和在有机电致发光、太阳能电池、有机电存储及有机激光等领域的应用领域。技术背景近年来，由于有机半导体材料相对于无机半导体材料具有便于设计、制备简单、易于加工(如采用溶液法的低成本旋涂、喷墨打印技术等)和可实现大面积、柔性器件等诸多特点和优势，受到人们的广泛关注和研究。其中，小分子材料通常通过真空蒸镀成膜制备器件，器件制备困难、成本高，不利于大面积柔性器件的制备；相对于小分子，高分子聚合物材料由于具有长的分子链和比较高的分子量容易通过简单、廉价的溶液法(如旋涂、喷墨打印、丝网印刷等)成膜制备器件，但是聚合物材料分子量具有不确定性，其纯度很难控制，导致器件性能不稳定。此外，由于线形刚性共轭聚合物分子链间易于形成堆积而引起分子间聚集，也会导致非辐射或弱发射的增加，使得其荧光量子效率大幅降低。而单分散多臂结构大分子，既具有小分子明确的分子量、易于纯化等突出优点，又兼具聚合物高分子材料溶液法加工成膜等优良加工特性，可以显著降低器件制作成本，受到越来越多的广泛关注和研究。目前，三聚吲哚(三并咔唑)作为C3对称分子具有独特的刚性结构和高度对称性，并且有很好的η共轭性和空穴传输能力，已被较多应用于有机电子领域。四聚吲哚由于其在合成方法上颇具挑战性，目前尚未见基于四聚吲哚结构单元的功能材料应用于有机电子领域特别是有机电致发光等领域的相关文献或公开专利的报道。关于四聚Π引哚的合成方面，仅有两篇文献报道(Hiyoshi, H.，T.Sonoda, andS.Mataka, Synthesis of novel symmetric cyclic indole-tetramers.Heterocycles,2006.68(4):p.763-769.和 Talaz, 0.and N.Saracoglu, A study on the synthesis ofstructural analogs of bis—indole alkaloid caulerpin:a step-by-step synthesis ofa cyclic indole-tetramer.Tetrahed`ron, 2010.66(10):p.1902-1910.)，而且其合成方法复杂，反应步骤繁琐，提纯困难。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一类四聚吲哚衍生物光电功能材料的制备方法及其应用。技术方案:本专利技术提出的支化结构光电功能材料，其设计思路是，以四聚吲哚结构单元为骨架，将共轭结构的荧光生色团作为功能基团嫁接到骨架周围，形成四臂或八臂结构的功能材料。通过选择特定的功能基团实现分子的目标功能，比如获得稳定高效的有机电致发光材料，获得具有优良性能的有机太阳能电池材料、有机电存储材料或有机激光材料，获得能级可调的荧光染料掺杂主体材料或磷光染料掺杂主体材料等；通过嫁接共轭结构生色团来构筑具有四臂或八臂支化结构功能材料，使得此类材料具有特定的空间拓扑结构，表现出优良的热稳定性、形态稳定性及成膜性等。其特殊的光电性能，使其在有机电致发光、有机太阳能电池、有机电存储及有机激光等领域具有广泛的应用价值。它具有如下所示之一的支化结构:【权利要求】1.一种四聚吲哚衍生物材料，其特征在于，以四聚吲哚作为骨架，共轭结构的荧光生色团作为功能基团嫁接到骨架的周围而得到的一类具有四臂或者六臂结构的功能分子化合物，其通式如下式I的A或B所示: 2.根据权利要求1所述的四聚吲哚衍生物材料，其特征在于，Ar为如下含芳香基的荧光生色团任一种: 3.根据权利要求1所述的一种功能材料，其特征在于，Ar为9，9-二取代芴或9-取代咔唑或芘中任一种，其具体结构式如下: (I)Ar为9，9- 二取代荷: 4.权利要求1或2或3所述的四聚吲哚衍生物的制备方法，其特征在于，包括四臂支化结构四聚吲哚衍生物的制备和八臂支化结构四聚吲哚衍生物的制备，其具体步骤如下: 5.根据权利要求4所述的四聚吲哚衍生物的制备方法，其特征在于，四臂支化结构四聚吲哚衍生物的制备具体的步骤为:在氮气保护条件下，在3g的2-吲哚酮原料中加入15mL的三氯氧磷，控温80-100°C搅拌回流6-10h，反应结束通过色谱柱纯化制得四聚吲哚。将制得的四聚吲哚原料进行N-烷基化或芳基化，后经NBS溴化，得到四溴四聚吲哚衍生物；将1.0mmol四溴四聚吲哚衍生物与4.8-6.4mmol芳香基荧光生色团的寡聚体的单硼酸或单硼酯化产物溶于2-5mL的THF中，加入3.0-4.0mmol的Cs2CO3固体粉末；混合物经多次排空气换氮气后，加入0.6-0.9mol%Pd(PPh3)4催化剂，控温130-150°C，微波反应15-30min ;反应经色谱柱纯化得到目标产物。6.根据权利要求4所述的四聚吲哚衍生物的制备方法，其特征在于，八臂支化结构四聚吲哚衍生物的制备其具体的步骤为:在氮气保护条件下，在3g的2-吲哚酮原料中加入15mL的三氯氧磷，控温80-100°C搅拌回流6_10h，反应结束通过色谱柱纯化制得四聚吲哚；将制得的四聚吲哚原料进行N-烷基化或芳基化，然后通过NBS进行溴化，得到八溴四聚吲哚衍生物；将1.0mmol四溴四聚Π引哚衍生物与9.6-12.8mmol芳香基突光生色团的寡聚体的单硼酸或单硼酯化产物溶于2-5mL的THF中，加入6.0-8.0mmol的Cs2CO3固体粉末；混合物经多次排空气置换氮气后，加入1.2-1.8mol%Pd (PPh3)4催化剂，控温130-150°C，微波反应15-30min ;反应经色谱柱纯化得到目标产物。7.权利要求1或2或3所述的四聚吲哚衍生物的应用，其特征在于，基于四聚吲哚的支化结构功能材料作为有机电致发光的应用；该材料应用于多层有机材料组成的有机电致发光器件中的发光层或空穴传输层，或用作荧光掺杂染料主体材料或三线态磷光染料的主体材料。8.权利要求1或2或3所述的四聚吲哚衍生物的应用，其特征在于，基于四聚吲哚的支化结构功能材料作为光伏材料、存储、激光材料，在太阳能电池、有机电存储及有机激光中应 用。【文档编号】C09K11/06GK103880850SQ201410079211【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年3月5日 优先权日:2014年3月5日 【专利技术者】赖文勇, 黄维, 王芳, 李祥本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种四聚吲哚衍生物材料，其特征在于，以四聚吲哚作为骨架，共轭结构的荧光生色团作为功能基团嫁接到骨架的周围而得到的一类具有四臂或者六臂结构的功能分子化合物，其通式如下式I的A或B所示：其中，Ar为含芳香基的荧光生色团，n为生色团重复单元数，n为不超过4的自然数，R为芳香基或者是含不超过24个碳原子的烷基；R’为氢原子或芳香基或含不超过24个碳原子的烷基。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赖文勇，黄维，王芳，李祥春，徐巍栋，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32