一种芘并咪唑衍生物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种芘并咪唑衍生物及其制备方法和应用。本发明专利技术的化合物通过改变咪唑基团C2原子和N1原子的桥连方式，形成芘并咪唑衍生物，其结构通式为(A)，芘并咪唑衍生物是一种新型蓝光材料，咪唑基团的引入可调节化合物的能级结构和电子传输性能。本发明专利技术的芘并咪唑衍生物可作为有机电致发光材料制备有机电致发光器件，所制备的器件具有高效率，低驱动电压等特性。

【技术实现步骤摘要】
一种芘并咪唑衍生物及其制备方法和应用
本专利技术属于有机光电材料领域，具体涉及一种芘并咪唑衍生物及其制备方法和应用。
技术介绍
有机电致发光的研究工作可以追溯到上个世纪60年代。1963年，Pope等人以电解质溶液为电极，在蒽单晶的两侧施加400V电压，观察到了蒽单晶的电致发光现象。1969年，Dresener等人引入了固体电极于电致发光器件中，对电致发光的发展起到了一定的推动作用。1982年，Vincett等人使用金属材料作为电极(阴极为铝，阳极为金)，蒽薄膜作为发光层制备了电致发光器件，使得驱动电压大大降低，约为30V左右。虽然此时的发光效率和器件寿命都没有达到实际应用的水平，但是这种崭新的器件结构和低的驱动电压使得人们对于电致发光有了新的的认识，也为后来人们研究电致发光奠定了基础。1987年，美国Kodak公司的Tang等人用8-羟基喹啉铝(Alq3)作为发光材料，铟锡氧化物(ITO)导电膜作为阳极，镁银合金作为阴极制备了性能优异的有机电致发光器件。器件采用双层薄膜夹心式结构，用芳香二胺材料作为空穴传输层，最高亮度可达1000cdcm-2，发光效率为1.5lmW-1，驱动电压低于10V，寿命超过100h。这一结果在有机电致发光的历史上也具有划时代的意义，使有机电致发光应用于实际生活中成为了可能。1989年，日本九州大学的Adachi等人在器件中引入了电子传输层，制备了经典的三明治结构的三层夹心式的器件，在Tang的基础上进一步降低了驱动电压，同时提高了器件的发光效率，随后有机电致发光的研究得到了长足的发展。芘和咪唑都是有机电致发光材料经典的构筑单元，芘的活性位点多并且可修饰性好，咪唑的独特的结构可以很好的调节材料的能级结构，同时使衍生物的电子传输性能有了一定程度的提升。芘并咪唑基团结合了芘和咪唑二者的优势，将咪唑并入芘的结构上形成的一种新颖的结构形式，在有机光电材料领域具有很好的发展前景。如CN104592238A、CN104592125A、CN103772362A等公开了芘并咪唑衍生物及其制备方法，及其在电致发光器件中的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种新的芘并咪唑衍生物。本专利技术的衍生物通过咪唑基团的引入可调节化合物的能级结构和电子传输性能。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种芘并咪唑衍生物，具有如下结构通式(A)：其中，R1和R2独立选自苯基、1-萘基、2-萘基、2-蒽基、9-蒽基、9-(10-苯基)-蒽基、9-(10-(1-萘基))-蒽基、9-(10-(2-萘基))-蒽基、1-芘基、2-芘基、C6～C24芳烃、多环芳烃或烷基取代的多环芳烃，其中所述R1、R2可以相同，也可以不同。芘由四个苯环构成，是平面对称结构的芳香稠环，活性位点多并且可修饰性好。咪唑为含氮的五元杂环，其N1原子的未共用电子对参与咪唑环状共轭，N3原子的未共用电子对为孤对电子，咪唑的这种独特的结构可以很好的调节材料的能级结构，同时使衍生物的电子传输性能有了一定程度的提升。综合芘和咪唑基团的优势，我们将咪唑并入芘的结构上形成一种新颖的结构形式，即芘并咪唑基团，在有机光电材料领域具有很好的发展前景。作为优选，本专利技术的衍生物为下列化学式的衍生物：上述化合物是符合本专利技术精神和原则的代表结构，应当理解，列出以上化合物结构，只是为了更好的解释本专利技术，并非是对本专利技术的限制。本专利技术的目的之二在于提供一种本专利技术所述的芘并咪唑衍生物的制备方法，包括如下步骤：(1)将芘经氧化反应氧化为4,5-芘二醌；反应式如(I)所示：(2)将步骤(I)所得4,5-芘二醌采用Debus-Radziszewski咪唑合成法得到9-(4-溴基)-9-氢-芘并咪唑或10-(4-溴基)-9-氢-芘并咪唑或9,10-(4-溴基)-9-氢-芘并咪唑；反应式如(II)所示：(3)将步骤(2)所得9-(4-溴基)-9-氢-芘并咪唑或10-(4-溴基)-9-氢-芘并咪唑或9,10-(4-溴基)-9-氢-芘并咪唑采用Suzuki偶联反应得到9-(4-频哪醇硼酸酯)-9-氢-芘并咪唑或10-(4-频哪醇硼酸酯)-9-氢-芘并咪唑或9,10-(4-频哪醇硼酸酯)-9-氢-芘并咪唑；反应式如(III)所示：(4)将步骤(3)所得9-(4-频哪醇硼酸酯)-9-氢-芘并咪唑或10-(4-频哪醇硼酸酯)-9-氢-芘并咪唑或9,10-(4-频哪醇硼酸酯)-9-氢-芘并咪唑与R1-X或R2-X采用Suzuki偶联反应得到通式(A)所示的衍生物，其中X为卤素，R1、R2具有与上述相同的定义；反应式如(IV)所示：作为优选，步骤(1)中氧化反应的氧化剂为氧气、臭氧、高锰酸钾、重铬酸钾、过氧化氢或高碘酸钠中的1种或2种以上的组合。优选地，氧化反应所用溶剂为水、二氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烷、甲苯、四氢呋喃或乙腈中的1种或2种以上的组合。优选地，氧化反应所用催化剂为Pd(dppf)2Cl2、Pd(PPh3)4、Pd(PPh3)2Cl2或RuCl3中的1种或2种以上的组合。优选地，氧化反应的温度为40±10℃，时间为12小时以上，优选为24小时。在一个具体实施方式中，步骤(1)的过程为：采用氧化反应，以芘为原料，以氧气、臭氧、高锰酸钾、重铬酸钾、过氧化氢或高碘酸钠等作为氧化剂，以水、二氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烷、四氢呋喃或乙腈作为溶剂，以Pd(dppf)2Cl2、Pd(PPh3)4、Pd(PPh3)2Cl2或RuCl3为催化剂，在40℃条件下反应24小时。作为优选，步骤(2)中合成法所用溶剂为水、二氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烷、四氢呋喃或乙腈中的1种或2种以上的组合。优选地，合成法所用催化剂为Pd(dppf)2Cl2、Pd(PPh3)4、Pd(PPh3)2Cl2或RuCl3中的1种或2种以上的组合。优选地，合成法的温度为120±20℃，时间为1小时以上，优选为3小时。优选地，合成法在惰性气体下进行。所述惰性气体可为常用的惰性气体，如氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)、氮气等中的1种或2种以上的组合，优选为氮气。在一个具体实施方式中，步骤(2)的过程为：采用Debus-Radziszewski咪唑合成法，4,5-芘二醌在氮气保护下，以水、二氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烷、四氢呋喃或乙腈作为溶剂，以Pd(dppf)2Cl2、Pd(PPh3)4、Pd(PPh3)2Cl2或RuCl3为催化剂，在120℃条件下反应3小时。作为优选，步骤(3)中反应所用溶剂为水、二氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烷、甲苯、四氢呋喃或乙腈中的1种或2种以上的组合。优选地，反应所用催化剂为Pd(dppf)2Cl2、Pd(PPh3)4、Pd(PPh3)2Cl2或RuCl3中的1种或2种以上的组合。优选地，反应的温度为80±20℃，时间为24小时以上，优选为48小时。优选地，反应在惰性气体下进行。所述惰性气体可为常用的惰性气体，如氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)、氮气等中的1种或2种以上的组合，优选为氮气。在一个具体实施方式中，步骤(3)的过程为：采用Suzuki偶联反应，9,10-(4-溴基)-9-氢-芘并咪唑在氮气保护下，以水、二氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烷、甲苯、四氢呋喃或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种芘并咪唑衍生物，其特征在于，具有如下结构通式(A)：

【技术特征摘要】
1.一种芘并咪唑衍生物，其特征在于，具有如下结构通式(A)：其中，R1和R2独立选自苯基、1-萘基、2-萘基、2-蒽基、9-蒽基、9-(10-苯基)-蒽基、9-(10-(1-萘基))-蒽基、9-(10-(2-萘基))-蒽基、1-芘基、2-芘基、C6～C24芳烃、多环芳烃或烷基取代的多环芳烃。2.根据权利要求1所述的衍生物，其特征在于，所述衍生物为下列化学式的衍生物：3.权利要求1或2所述的芘并咪唑衍生物的制备方法，包括如下步骤：(1)将芘经氧化反应氧化为4,5-芘二醌；(2)将步骤(I)所得4,5-芘二醌采用Debus-Radziszewski咪唑合成法得到9-(4-溴基)-9-氢-芘并咪唑或10-(4-溴基)-9-氢-芘并咪唑或9,10-(4-溴基)-9-氢-芘并咪唑；(3)将步骤(2)所得9-(4-溴基)-9-氢-芘并咪唑或10-(4-溴基)-9-氢-芘并咪唑或9,10-(4-溴基)-9-氢-芘并咪唑采用Suzuki偶联反应得到9-(4-频哪醇硼酸酯)-9-氢-芘并咪唑或10-(4-频哪醇硼酸酯)-9-氢-芘并咪唑或9,10-(4-频哪醇硼酸酯)-9-氢-芘并咪唑；(4)将步骤(3)所得9-(4-频哪醇硼酸酯)-9-氢-芘并咪唑或10-(4-频哪醇硼酸酯)-9-氢-芘并咪唑或9,10-(4-频哪醇硼酸酯)-9-氢-芘并咪唑采用Suzuki偶联反应得到通式(A)所示的衍生物。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中氧化反应的氧化剂为氧气、臭氧、高锰酸钾、重铬酸钾、过氧化氢或高碘酸钠中的1种或2种以上的组合；优选地，氧化反应所用溶剂为水、二氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烷、甲苯、四氢呋喃或乙腈中的1种或2种以上的组合；优选地，氧化反应所用催化剂为Pd(dppf)2Cl2、Pd(PPh3)4、Pd(PPh3)2Cl2或RuCl3中的1种或2种以上的组合；优选地，氧化反应的温度为40±10℃，时间为12...

【专利技术属性】
技术研发人员：路萍，康亮亮，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22