一种萘[1,2]并咪唑双极性共轭化合物及制备与应用制造技术

本发明专利技术属于发光材料技术领域，公开了一种萘[1,2]并咪唑双极性共轭化合物及制备与应用。所述化合物具有(1)或(2)所示的结构通式，式中R1和R2是相同或者不相同的具有给电子性的共轭单元。其制备方法为：邻硝基萘酚与三氟甲基磺酸酐反应后与氨基取代的共轭单元反应，再将硝基还原为氨基，氨基再与酰氯或醛基取代的共轭单元进行缩合反应，最后通过Suzuki偶联、Buchwald-Hartwig偶联或者铜催化卤代芳烃氨基化反应与活性共轭单元进行反应，得到萘[1,2]并咪唑双极性共轭化合物。本发明专利技术的化合物有利于实现较好的载流子平衡，从而获得高的器件效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于发光材料
，具体涉及一种萘[1,2]并咪唑双极性共轭化合物及制备与应用。
技术介绍
有机电致发光二极管(OLED)因具有高效、低电压驱动，易于大面积制备及全色显示等优点具有广阔的应用前景，得到人们的广泛关注。该研究始于上个世纪50年代，直到1987年美国柯达公司的邓青云博士等在专利US4356429中采用三明治器件结构，研制出的OLED器件在10V直流电压驱动下发光亮度达到1000cd/m2，使OLED获得了划时代的发展。在过去的二十年里，采用新型发光体，尤其是有机-重金属配合物磷光发射体的OLED器件取得了不小的成功。然而，由于较难获得宽能带隙磷光体，目前能够满足高效纯蓝色发光(yCIE<0.15，yCIE+xCIE<0.30)的磷光发射体数量十分稀少，并且相对于绿色和红色磷光材料，要选择针对蓝色磷光的具有高三线态能级的主体材料也具有相当的挑战性。此外，蓝色磷光器件寿命上的不稳定也很大程度上限制了它的实际应用。因此，发展高效、稳定的蓝色荧光发光体仍然十分必要。考虑到多方面的因素，采用蓝色荧光材料可以使OLED全彩显示或者白光照明的实用化生产降低成本以及简化制造工序。但是以往经典的蓝色有机荧光材料从分子结构上可以划分为n-型分子或p-型分子，他们在器件工作中要么表现为电子主导，要么表现为空穴主导，因而难以实现载流子的平衡，从而导致器件电流效率和量子效率偏低。而简单的设计Donor-Acceptor(D-A)型分子，虽然可能实现双极性传输，达到平衡载流子的目的，但是由于给电子单元和亲电子单元之间的分子内电荷转移作用，会使得化合物的带隙变窄，导致发光峰红移，难以获得理想的蓝色发光。要克服这一困难，必须选择具有合适强度给电性的给体和亲电性的受体组合成一个分子，把分子内电荷转移控制在一定的程度内，才能获得性能好，色纯度高的蓝色有机荧光材料。
技术实现思路
为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，本专利技术的首要目的在于提供一种萘[1,2]并咪唑双极性共轭化合物。本专利技术的另一目的在于提供上述萘[1,2]并咪唑双极性共轭化合物的制备方法。本专利技术的再一目的在于提供上述萘[1,2]并咪唑双极性共轭化合物的应用。本专利技术目的通过以下技术方案实现：一种萘[1,2]并咪唑双极性共轭化合物，所述化合物具有(1)或(2)所示的结构通式：R1和R2是相同或者不相同的具有给电子性的共轭单元。所述共轭单元包括乙烯撑基、乙炔撑基、碳氢原子构成的芳香环、碳氮氢原子构成的芳香杂环、碳氮氧氢原子构成的芳香杂环、碳硫氢原子构成的芳香杂环、碳硅氢原子构成的芳香杂环、C1～C24的烷基、烷基取代的共轭单元、烷氧基取代的共轭单元或烷基和烷氧基同时取代的共轭单元。所述共轭单元优选碳氢原子构成的芳香环或碳氮氢原子构成的芳香杂环。上述萘[1,2]并咪唑双极性共轭化合物的制备方法，包括以下制备步骤：(1)邻硝基萘酚与三氟甲基磺酸酐反应得到硝基萘三氟甲磺酸酯化合物；(2)硝基萘三氟甲磺酸酯化合物与氨基取代的共轭单元反应，得到共轭单元取代的邻硝基萘胺；(3)将共轭单元取代的邻硝基萘胺的硝基还原成氨基；(4)步骤(3)化合物的氨基与酰氯或醛基取代的共轭单元进行缩合反应；(5)步骤(4)的化合物通过Suzuki偶联、Buchwald-Hartwig偶联或者铜催化卤代芳烃氨基化反应与活性共轭单元进行反应，得到萘[1,2]并咪唑双极性共轭化合物；步骤(2)或步骤(4)中所述的共轭单元至少有一个是卤素取代的共轭单元。所述的卤素优选溴。上述萘[1,2]并咪唑双极性共轭化合物作为发光层或电子传输层材料在有机光电器件中的应用。上述应用的具体步骤为：在位于ITO玻璃上的空穴传输层或者电子传输层之上通过真空蒸镀或者溶液涂覆制备含萘[1,2]并咪唑双极性共轭化合物的薄膜，然后在该薄膜上蒸镀或者溶液涂覆上电子传输层或者空穴传输层，再蒸镀金属电极制备成器件。本专利技术的化合物及制备方法具有如下优点及有益效果：(1)本专利技术的萘[1,2]并咪唑双极性共轭化合物结构新颖，具有高的荧光量子产率，并且双极性的结构有利于实现较好的载流子平衡，从而获得高的器件效率；(2)本专利技术首次提出了一种高效合成制备萘[1,2]并咪唑双极性共轭化合物的具体路径；(3)本专利技术的萘[1,2]并咪唑双极性共轭化合物结构单一，分子量确定，具有较好的溶解性及成膜性，可应用在包括有机发光二极管等有机光电器件中的发光层和电子传输层。附图说明图1、图2和图5分别为实施例2和实施例8的萘[1,2]并咪唑双极性共轭化合物作为发光层的有机发光二极管(OLED)器件的电压-电流密度-亮度关系曲线、亮度-电流效率-功率效率关系曲线和电致发光光谱图；图3、图4和图6分别为实施例3和实施例9的萘[1,2]并咪唑双极性共轭化合物作为发光层的有机发光二极管(OLED)器件的电压-电流密度-亮度关系曲线、亮度-电流效率-功率效率关系曲线和电致发光光谱图。具体实施方式下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1(1)1-硝基萘-2-三氟甲磺酸酯的制备，反应式如下：在1升单口烧瓶中，将1-硝基-2-萘酚(0.20mol,37.8g)加入到500毫升二氯甲烷中搅拌溶解，加入三乙胺50毫升后降温至0℃，随后缓慢滴入三氟甲基磺酸酐(0.25mol，70.5g)。滴加完毕后自然升至室温，反应10小时。然后将混合液倒入1L水中，并用二氯甲烷萃取产物。无水硫酸镁干燥有机相，分离后去除溶剂，用硅胶色谱柱分离提纯得到白色固体(59.1g，产率92％)。(2)1-硝基-N-苯-2-萘胺的制备，反应式如下：在250毫升三口烧瓶中，将1-硝基萘-2-三氟甲磺酸酯(50mmol,16.1g)加入到100毫升甲苯中搅拌溶解，再分别加入苯胺(100mmol，9.3g)，无水碳酸钾(200mmol，27.6g)，四(三苯基磷)合鈀(0.5mmol，0.58g)。在氩气氛围下加热至110℃，反应12小时。然后混合液倒入200mL水中，并用二氯甲烷萃取产物。无水硫酸镁干燥有机相，分离后去除溶剂，用硅胶色谱柱分离提纯得到红色固体(11.2g，产率85％)。(3)N’-苯-1，2-二胺基萘的制备，反应式如下：在1升单口烧瓶中，将1-硝基-N-苯基-2-萘胺(0.1mol,26.4g)加入到500...

【技术保护点】
一种萘[1,2]并咪唑双极性共轭化合物，其特征在于：所述化合物具有(1)或(2)所示的结构通式：式中R1和R2是相同或者不相同的具有给电子性的共轭单元。

【技术特征摘要】
1.一种萘[1,2]并咪唑双极性共轭化合物，其特征在于：所述化合物具有
(1)或(2)所示的结构通式：
式中R1和R2是相同或者不相同的具有给电子性的共轭单元。
2.根据权利要求1所述的一种萘[1,2]并咪唑双极性共轭化合物，其特征
在于：所述共轭单元是指乙烯撑基、乙炔撑基、碳氢原子构成的芳香环、碳氮
氢原子构成的芳香杂环、碳氮氧氢原子构成的芳香杂环、碳硫氢原子构成的芳
香杂环、碳硅氢原子构成的芳香杂环或C1～C24的烷基、烷基取代的共轭单元、
烷氧基取代的共轭单元或烷基和烷氧基同时取代的共轭单元。
3.根据权利要求2所述的一种萘[1,2]并咪唑双极性共轭化合物，其特征
在于：所述共轭单元是指碳氢原子构成的芳香环或碳氮氢原子构成的芳香杂
环。
4.权利要求1～3任一项所述的萘[1,2]并咪唑双极性共轭化合物的制备方
法，其特征在于包括以下制备步骤：
(1)邻硝基萘酚与三氟甲基磺酸酐反应得到硝基萘三氟甲磺酸酯化合物；
(2)硝基萘三氟甲磺酸酯化合物与氨基取代的共轭单元反应，得到共轭
单元取代的...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏仕健，刘明，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44