本发明专利技术提供了一种含四氧化噻蒽和二苯基乙烯结构的咔唑化合物，具体是9‑乙基‑3‑(1,2‑二苯基乙烯基)‑6‑(5,5,10,10‑四氧噻蒽基)咔唑；其制备方法：先制备9‑乙基‑3‑(1,2‑二苯基乙烯基)‑6‑咔唑基硼酸，2‑溴‑5,5,10,10‑四氧噻蒽；然后将9‑乙基‑3‑(1,2‑二苯基乙烯基)‑6‑咔唑基硼酸与2‑溴‑5,5,10,10‑四氧噻蒽反应得到9‑乙基‑3‑(1,2‑二苯基乙烯基)‑6‑(5,5,10,10‑四氧噻蒽基)咔唑；该化合物具有优良的热稳定性能、电化学稳定性能、电荷传输性能和发光性能，可用作蓝绿色有机电致发光材料。
Carbazole compounds containing four anthracene oxide and two phenyl ethylene structure and their preparation
The invention provides a carbazole compound containing four oxide thianthrene and two phenyl vinyl structure, in particular the 9 ethyl 3 (1,2 two phenyl vinyl (5,5,10,10) 6 four thianthrene oxygen radicals) carbazole; the preparation method: first preparing 9 ethyl 3 (1,2 two phenyl vinyl carbazole) 6 boric acid, 2 bromide 5,5,10,10 four oxygen thianthrenes; then 9 ethyl 3 (1,2 two phenyl vinyl carbazole) 6 boric acid and 2 bromide 5,5,10,10 four oxygen thianthrene reaction 9 ethyl 3 (1,2 two phenyl vinyl (5,5,10,10) 6 four thianthrene oxygen radicals) carbazole; the compound has excellent thermal stability and electrochemical stability, charge transport properties and luminescence properties of blue green can be used as organic electroluminescent materials.
【技术实现步骤摘要】
含四氧化噻蒽和二苯基乙烯结构的咔唑化合物及其制备
本专利技术涉及含碳、氢、氮、硫、氧的杂环化合物，具体属于一种含四氧化噻蒽和二苯基乙烯结构的咔唑化合物及其制备方法，以及该化合物作为有机电致发光材料的应用。
技术介绍
在过去几十年中，为了制造高效OLED，固态有机荧光材料的优化已经取得了重大进展。然而，经典OLED的最大内量子效率(IQE)受到理论限制只能达到25％，而非发射的三线态激子占75％，这大大限制了OLED的发展。为了充分利用三线态和单线态激子发光，Adachi等人提出了一种较好的方法，称为热激活延迟荧光(TADF)。其原理是通过反向系间穿越(RISC)使三线态激子向单线态上转换，从而实现高的量子效率，理论上，器件的内量子效率可以达到100％。为了使分子容易实现上转换，那就需要小的三重态和单重态能隙，因此，可以通过巧妙的设计分子，使它的HOMO和LUMO轨道重叠达到最小。基于这一原理，不同体系的延迟荧光分子已经被设计和合成，例如三嗪，噻吨酮，恶二唑，苯基乙烯基咔唑和砜等体系。然而，TADF材料和其他传统材料同样面临一个问题，那就是当他们被当作薄膜时，由于分子间的π-π堆积和激子复合等作用强烈且发生无辐射衰减，使得在固态下通常是不发光或者发光很弱的，这种现象称为聚集导致猝灭(ACQ)。唐本忠等人提出了一种有趣的克服ACQ的方法，称为聚集诱导发光(AIE)。由于活性分子内旋转过程受限，AIE化合物的荧光强度在稀浓度时很低，但在不良溶剂、制备成薄膜或聚集为纳米颗粒时强度迅速增大。AIE分子通常含有分子转子的结构，并且当完全溶剂化时，分子的激发态能量被转子的旋转消耗，能量迅速衰减而不发射。聚合后，AIE分子之间的分子间相互作用限制转子的旋转，导致分子通过辐射衰变的方式回到基态，从而发射强光。迄今为止，许多AIE材料已被广泛研究并用于构建稳定、高效的非掺杂OLED器件。基于上述研究，将激子利用率高的TADF设计思路和固态荧光效率高的AIE设计思路相结合，各取所长，开发设计高效、稳定、低成本的新型聚集诱导延迟荧光材料具有极大的意义。迄今为止，对于聚集诱导延迟荧光材料的报道并不多。根据报道以及我们的研究发现，苯基乙烯结构具有简单稳定的分子结构、简便的合成步骤及显著的AIE效应等特征，是一种优良的AIE基团。此外，根据TADF材料的报道发现四氧化噻蒽具有极佳的LUMO能级(2.90eV)，并且它通常被用作与其它分子连接的TADF基团。因此，将这两种基团巧妙的融合到一起，将极大的提高器件的效率。这一创新对于构建新型高效荧光材料具有重要的理论指导意义。在这里我们提供了这类化合物的分子设计，制备，光学和电子性质。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种含四氧化噻蒽和二苯基乙烯结构的咔唑化合物及其制备方法。本专利技术的另一目的在于提供一种含四氧化噻蒽和二苯基乙烯结构的咔唑化合物作为发光材料的有机电致发光器件。本专利技术提供的一种含四氧化噻蒽和二苯基乙烯结构的咔唑化合物，它是9-乙基-3-(1,2-二苯基乙烯基)-6-(5,5,10,10-四氧噻蒽基)咔唑，简称DPECTT，结构式为：本专利技术提供的制备化合物DPECTT的反应式如下：化合物DPECTT的制备方法，包括如下步骤：(1)按摩尔比1：1.2取9-乙基-3-溴-咔唑和苯甲酰氯，加入CH2Cl2，然后，在通入氮气下，将氯化铝缓慢加入到上述混合物中；反应在40℃保持5-8h；冷却至室温后，萃取，水洗，干燥，然后柱色谱分离，得到白色固体的化合物9-乙基-6-溴-3-咔唑基苯甲酮；(2)按摩尔比1:1.5取9-乙基-6-溴-3-咔唑基苯甲酮、苄基膦酸二乙酯，放在带有搅拌器的容器中；将反应体系抽空气并用氮气置换2-3次；然后在氮气气氛下加入干燥的THF，然后在0℃，氮气气氛下，慢慢加入和苄基膦酸二乙酯相同摩尔的叔丁醇钾，保持温度0.5-1h，然后回流反应16-24h；反应终止并冷却至室温后，反应混合物用CH2Cl2萃取；有机层用水洗涤，然后用无水MgSO4干燥；最后经过柱分离得到9-乙基-3-(1,2-二苯基乙烯基)-6-溴咔唑；(3)按摩尔比1:2.25:3.5取9-乙基-3-(1,2-二苯基乙烯基)-6-溴咔唑，n-BuLi和硼酸三异丙脂：在氮气气氛下，加入9-乙基-3-(1,2-二苯基乙烯基)-6-溴咔唑和干燥的THF，然后在-78℃下，缓慢滴加n-BuLi，然后恢复温度反应3-5小时，然后再降温到-78℃，缓慢加入硼酸三异丙脂，保持温度0.5-1小时，反应在室温下反应12-18小时；用冰水淬灭反应，萃取，水洗，干燥，然后柱色谱分离，得到9-乙基-3-(1,2-二苯基乙烯基)-6-咔唑基硼酸；(4)按摩尔比1：22取2-溴噻蒽和H2O2，再加入体积比为1:2.4的CH2Cl2和乙酸搅拌0.5-1h，接着110℃回流30-40h；冷却至室温后，萃取，水洗，干燥，然后柱色谱分离，得到白色固体化合物2-溴-5,5,10,10-四氧噻蒽；(5)按摩尔比1:1.2:0.23:4取2-溴-5,5,10,10-四氧噻蒽，9-乙基-3-(1,2-二苯基乙烯基)-6-咔唑基硼酸、Pd(PPh3)4和K2CO3加入带有搅拌器的容器中，将反应体系抽空气并用氮气置换2-3次；然后加入体积比为1:2.5:3.3的乙醇、THF和甲苯混合溶剂；将混合物在通入氮气下搅拌回流20-30h；反应终止并冷却至室温后，反应混合物用CH2Cl2萃取；有机层用水洗涤，然后用无水MgSO4干燥；最后经过柱分离得到黄色产物9-乙基-3-(1,2-二苯基乙烯基)-6-(5,5,10,10-四氧噻蒽基)咔唑；所述的含四氧化噻蒽和二苯基乙烯结构的咔唑化合物可用作蓝绿色有机电致发光材料。本专利技术提供的一种有机电致发光器件，包括发光层，所述的发光层含有所述的含四氧化噻蒽和二苯基乙烯结构的咔唑化合物。我们制备的器件是蓝绿色有机电致发光器件，器件结构为：ITO/NPB(厚度50nm)/CPB(厚度50nm)/化合物DPECTT(厚度50nm)/Bphen(厚度20nm)/LiF(厚度0.5nm)/Al(厚度150nm)。本专利技术提供的发光器件经测试表明：发光器件的开启电压为5V，最大亮度为8264cd/m2，最大电流效率为3.96cd/A。说明该化合物是有机电致发光器件中优良的发光材料，具有广泛的应用前景。与现有技术相比，本专利技术具有的优点和效果：1.本专利技术合成的含四氧化噻蒽和二苯基乙烯结构的咔唑化合物，具有热稳定性好，发光效率高的特点，可作为发光材料。2.本专利技术提供的含四氧化噻蒽和二苯基乙烯结构的咔唑化合物的合成方法简便，产物产率及纯度高，操作易行。3.本专利技术提供的含四氧化噻蒽和二苯基乙烯结构的咔唑化合物可用作有机电致发光器件中的蓝绿色发光材料，具有广阔的应用前景。附图说明图1实施例1制备的化合物DPECTT的紫外吸收光谱图2实施例1制备的化合物DPECTT的荧光光谱图图3实施例1制备的化合物DPECTT的AIE发光光谱图4实施例1制备的化合物DPECTT的固态荧光发光光谱图5实施例1制备的化合物DPECTT的荧光寿命图谱图6实施例2发光器件的电流-电压-亮度曲线图7实施例2发光器件的电流效率-电流密度曲线图8实施例2发光器件的电致本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种含四氧化噻蒽和二苯基乙烯结构的咔唑化合物，其特征在于，结构式为：
【技术特征摘要】
1.一种含四氧化噻蒽和二苯基乙烯结构的咔唑化合物，其特征在于，结构式为：2.如权利要求1所述的一种含四氧化噻蒽和二苯基乙烯结构的咔唑化合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)制备9-乙基-3-(1,2-二苯基乙烯基)-6-咔唑基硼酸；(2)制备2-溴-5,5,10,10-四氧噻蒽；(3)按摩尔比1:1.2:0.23:4取2-溴-5,5,10,10-四氧噻蒽、9-乙基-3-(1,2-二苯基乙烯基)-6-咔唑基硼酸、Pd(PPh3)4和K2CO3加入带有搅拌器的容器中；将反应体系抽空气并用氮气置换2-3次；然后加入体积比为2.5:2.5:1的甲苯、THF和乙醇混合溶剂；在通入氮气下，将混合物搅拌回流20-30h；反应终止并冷却至室温后，反应混合物用CH2Cl2萃取；有机层用水洗...
【专利技术属性】
技术研发人员：董秀清，施和平，张鑫磊，王淑娟，程芳琴，
申请(专利权)人：山西大学，
类型：发明
国别省市：山西,14
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