一种吡嗪磷光铱配合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种吡嗪磷光铱配合物及其制备方法和应用。所述铱配合物的化学结构式如下：其中，R1是碳原子数为1至6的烷基；R2、R3、R4、R5、R6、R7相互独立的为H或碳原子数为1至6的烷基。本发明专利技术在研究合成高效吡嗪三环金属铱配合物时，同时解决了微波法合成吡嗪类铱配合物后处理需过柱的问题，最终将合成的吡嗪磷光铱配合物用作发光元器件的发光层中的客体材料，取得了很好较果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电致磷光材料
，尤其涉及一种吡嗪磷光铱配合物及其制备方法和应用。
技术介绍
1998年Thomopson和F?rrest合作将磷光材料八乙基卟啉铂(PtOEP)掺杂在Alq3中作为电致发光器件的发光层，将外量子效率和内量子效率分别提高到4%和23%，从而开辟了磷光电致发光的新领域(Nature,1998,vol.395,151-153)。自从以PtOEP为发光体的早期磷光电致发光器件证明了电致发光器件效率可以通过三重态的激子的参与而提高以后，有关磷光电致发光材料的研究得到了飞速的发展，Ir(III)配合物由于磷光寿命相对较短和发光量子效率高，而成为电致发光领域研究的热点。有机电致发光器件(OLED)的发光原理是在正向电压作用下，空穴和电子分别从阳极和阴极注入，这两种载流子经过传输在有机发光功层中复合，形成激子，产生辐射发光。然而在OLED中，一般有机材料的电子迁移率很低，而空穴迁移率比电子迁移率高，这样器件内部的电子-空穴不平衡，会导致器件效率降低，效率衰减较快，稳定性降低等(L.S.Hungetal,Mater.Sci.Eng.R-Rep,39(2002)143–222)。由于吡嗪类配体比只含一个氮原子的吡啶类配体具有更高电子亲和势,更适合作为电子受体单元应用于光电材料中以提高材料的电子传输和注入性能(MartinR.Bryceetal,J.Mater.Chem.,2005,15,94–107)。吡嗪类铱配合物由于双氮原子的影响,在改进发光性质以及配合物的稳定性等方面有积极意义。我们已对吡嗪类铱配合物作了一些研究，并已发表了一系列文章，且在当时研究认识水平下制备的发光器件都得到了很好的结果(郭海清，张国林等，高等学校化学学报，(2004),Vol.25,397-400；郭海清，张国林等，物理化学学报，(2003),19(10):889-891；HaiqingGuoetal,journaloforganometallicchemistry694(2009)3050-3057)。在对发光器件的进一步研究表明，用三环金属铱配合物做发光层掺杂的器件比Ir(C?N)2(acac)作掺杂的器件具有更高的稳定性，器件寿命更长，更适合在照明、显示等领域的应用。文献调查显示，合成Ir(C?N)3的一般采用MarkE.Thompson等人2003发表的文章中的方法(J.Am.Chem.Soc.(2003),125,7377-7387)。但是此文章中的几种方法每步一般需24小时，且面临原料贵或步骤多的问题。同时，文章中的方法还面临生成面式和经式同分异构体的问题，需要过柱或重结晶来提纯，不利于工业生产。虽然ShinAoki等人通过其它方法使反应选择性的生成面式结构，但需循环反应3次，每次反应24小时，所耗时间过长（ShinAokietal,Inorg.Chem.(2011),50,806–818）。虽然HideoKonno等对微波法合成Ir(ppy)3进行了初步研究（ChemistryLetters(2003),Vol.32,No.3，252），但是张国林等人在尝试用微波法合成吡嗪类三环金属铱配合物时效果不好，后处理需过柱（Guo-linZhangetal,Chin.J.Chem.Phys.(2010),23,355;专利授权公告号CN101161663B)。这表明，微波法合成吡嗪类三环金属铱配合物的反应条件还需进一步优化，简化后处理过程，使其适合工业生产。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了合成一类具有不同发光波长的新型的磷光吡嗪类铱配合物。本专利技术的另一目的在于提供一种制备吡嗪类铱配合物的方法，其合成步骤简单，后处理简单。本专利技术的又一目的在于提供一种用上述吡嗪铱配合物作为发光材料的有机电致发光器件，器件测试结果显示其具有优良的综合性能。本专利技术采用如下技术方案：本专利技术的吡嗪磷光铱配合物的化学结构式如下：其中，R1是碳原子数为1至6的烷基；R2、R3、R4、R5、R6、R7相互独立的为H或碳原子数为1至6的烷基。作为优选的技术方案之一：本专利技术的铱配合物是三（2-甲基-3-苯基吡嗪）合铱，化学结构式如下：本专利技术的吡嗪磷光铱配合物的制备方法包括以下步骤：（1）将2-氯-3-甲基吡嗪或其衍生物和苯基硼酸或其衍生物加入到乙二醇二甲醚中，再加入2MK2CO3(aq)和四（三苯基磷）钯，加热回流，反应时间16-24小时，制得吡嗪类配体(L)，结构如下：反应如下：其中，R1碳原子数为1至6的烷基；R2、R3、R4、R5、R6、R7相互独立的为H或碳原子数为1至6的烷基。（2）将IrCl3·3H2O、相应的配体(L)以及溶剂加入到三口烧瓶中，氮气保护下微波辅助加热1~2小时，将所得溶液过滤，用乙醇洗涤沉淀，即可得目标产物。步骤（1）中2-氯-3-甲基吡嗪或其衍生物和苯基硼酸或其衍生物的摩尔比为1:1.2~2。步骤（1）中四（三基磷钯）与2-氯-3-甲基吡嗪或其衍生物的摩尔比为1：40~50。步骤（1）中乙二醇二甲醚与2MK2CO3(aq)的体积比为1：1~1.5。步骤（2）中IrCl3·3H2O与吡嗪类配体的摩尔比为1：50~200。步骤（2）中所用溶剂为乙二醇、1,4-丁二醇中至少一种。步骤（2）中1mmol吡嗪类配体加入溶剂的体积为3~10ml。步骤（2）加热温度200-230℃。由于吡嗪类配体比只含一个氮原子的吡啶类配体具有更高电子亲和势，更适合作为电子受体单元应用于光电材料中以提高材料的电子传输和注入性能，所以吡嗪类铱配合物普遍有较高的发光性能。本专利技术通过设计合成新的吡嗪类磷光铱配合物，得到了不同发光波长的吡嗪类磷光铱配合物，并成功优化合成条件和后处理过程，使其适合工业生产。合成步骤为：通过Suzuki反应得到吡嗪类配体，将吡嗪类配体、IrCl3·3H2O和二醇类溶剂在氮气保护下微波辅助加热反应得到目标产物。另外，本专利技术的吡嗪磷光铱配合物可以用作发光材料的有机电致发光器件，作为有机电致发光器件的发光层的客体材料。本专利技术提供了一种电致发光器件，包括导电玻璃衬底层，空穴传输层，发光层，空穴阻挡层，电子传输层，阴极层，发光层的发光材料包含本专利技术所述的吡嗪磷光铱配合物。本专利技术的积极效果如下：本专利技术在研究合成高效率吡嗪类铱配合物时，同时解决了微波法合成吡嗪类铱配合物后处理需过柱的问题，最终将合成的吡嗪磷光铱配合物用作发光元器件的发光层中的客体材料，取得了很好较果。本专利技术通过改变配体的取代基，改变材本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吡嗪磷光铱配合物，其特征在于：所述铱配合物的化学结构式如下：其中， R1是碳原子数为1至6的烷基； R2、R3、R4、R5、R6、R7相互独立的为H或碳原子数为1至6的烷基。

【技术特征摘要】
1.一种吡嗪磷光铱配合物，其特征在于：所述铱配合物的化学结构式如下：
其中，R1是碳原子数为1至6的烷基；R2、R3、R4、R5、R6、R7相互独立的为H或碳原子数为1
至6的烷基。
2.如权利要求1所述的吡嗪磷光铱配合物，其特征在于：所述铱配合物是三（2-甲基-3-
苯基吡嗪）合铱，化学结构式如下：
。
3.一种制备如权利要求1或2所述的吡嗪磷光铱配合物的方法，其特征在于：所述方法
的包括以下步骤：
（1）将2-氯-3-甲基吡嗪或其衍生物和苯基硼酸或其衍生物加入到乙二醇二甲醚中，再
加入四（三苯基磷）钯和2MK2CO3(aq)，加热回流，反应时间16-24小时，制得吡嗪类配体；
（2）将IrCl3·3H2O、吡嗪类配体以及溶剂加入到反应器中，氮气保护下微波辅助加热1~2
小时，将所得溶液过滤，用乙醇洗涤沉淀，得目标产物。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，2-氯-3-甲基吡嗪或其衍生
物和苯基硼酸或其衍生物的摩尔比为1:1.2~2；四（三基磷钯...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑卫国，郭少宇，段陆萌，刘爱军，
申请(专利权)人：北京北达聚邦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11