一种苯并噻二唑衍生物—4,7‑双(10‑(4‑(叔丁基)苯基)‑10H‑吩噻嗪‑3‑基)苯并噻二唑红色有机荧光材料、制备方法及其应用，属于有机光电材料技术领域。本发明专利技术以10‑(4‑(叔丁基)苯基)吩噻嗪为给体，通过苯并噻二唑在吩噻嗪3号位桥连方式得到D‑A‑D结构的10‑(4‑(叔丁基)苯基)吩噻嗪，由于叔丁基苯基团的独特性质，改善了衍生物化合物给体材料的溶解加工性能和电子传输性能，使载流子传输更加平衡，发光效率得到提高；所制备的化合物具有很好的热稳定性和化学稳定性，具有合适的能级，可作为红光材料应用于有机电致发光领域；制备的有机电致发光器件具有较低的驱动电压、较高的电流效率和外量子效率等特性，获得很好的电致发光性能。
【技术实现步骤摘要】
一种苯并噻二唑衍生物的红色有机荧光材料、制备方法及其应用
本专利技术属于有机光电材料
，具体涉及一种苯并噻二唑衍生物—4,7-双(10-(4-(叔丁基)苯基)-10H-吩噻嗪-3-基)苯并噻二唑红色有机荧光材料、制备方法及其应用。
技术介绍
近几年，曾经代表光电领域先进技术的LED逐渐退出了历史舞台，有机电致发光器件(OLED)以其高分辨、高速度、宽视角、全色彩，以及轻便、平薄、便携、低功耗等优点，成为新一代显示技术的集大成者。目前，具有OLED显示屏的手机、电视、平板电脑和数码相机已出现在市场上，发展前景广阔。尽管如此，有机电致发光器件仍存在工艺成本高，高性能发光材料缺乏等问题。红、绿、蓝三原色的有机电致发光材料是实现OLED全彩显示的必要条件。但目前红色电致发光材料相对于绿光及蓝色电致发光材料，发展明显落后。故设计高效红色电致发光材料对OLED的发展有重要意义。红光材料的设计思路通常有两种，一种常用设计策略是设计大π共轭的芳香环，通过控制共轭来调节发射波长。然而大平面共轭结构会导致分子间很强的π-π作用，导致分子出现荧光淬灭行为。另一个策略是构造强D-A型结构分子，通过调控给受体强度来调节CT态的能级，进而来控制荧光发射波长。然而给受体类分子由于空间分离的跃迁轨道，不容易形成高的辐射跃迁速率，以及过强的给受体相互作用会导致分子的偶极作用增加，在固态下聚集都会给辐射跃迁速率带来相当不利的影响。为了得到较高发光效率的红光分子，需要合理的调控给受体强度以及分子共轭程度。基于此，本专利结合两种设计策略，将有机共轭小分子通过设计为D-A-D结构的推拉电子式，受体基团采用电子受体能力强的苯并噻二唑单元，给体采用具强空穴传输能力的吩噻嗪衍生物单元，用叔丁基苯对给体单元修饰增加其非平面构型，阻止因π键堆积导致的荧光淬灭行为，所形成的新型红色荧光材料，表现出的高发光效率和热稳定性，在有机光电材料领域具有很好的发展前景。如CN1740267A，CN105330678A等公开了吩噻嗪衍生物及其制备方法，表现出较好的器件效率。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的不足，提供了一种红色有机荧光材料4,7-双(10-(4-(叔丁基)苯基)-10H-吩噻嗪-3-基)苯并噻二唑、制备方法及其应用，以解决现有技术中存在的问题。本专利技术的目的之一是提供一种红色有机荧光材料4,7-双(10-(4-(叔丁基)苯基)-10H-吩噻嗪-3-基)苯并噻二唑，该材料以吸电子基团苯并噻二唑和给电子基团吩噻嗪衍生物构成，其结构式如下式所示：本专利技术的目的之二是提供上述红色有机荧光材料4,7-双(10-(4-(叔丁基)苯基)-10H-吩噻嗪-3-基)苯并噻二唑的制备方法，其步骤如下：(1)将10H-吩噻嗪与4-对溴叔丁基苯采用Ulmann偶联反应得到10-(4-(叔丁基)苯基)吩噻嗪，其反应式如(I)所示：步骤(1)的具体操作为：将10H-吩噻嗪、4-对溴叔丁基苯、无机盐和四氟硼酸三叔丁基膦按照摩尔比1：1.5：1.5：0.1的比例混合后溶于溶剂，抽真空并充入惰性气体，加入催化剂后进行Ullmann偶联反应，反应物经过萃取、柱层析进行提纯，展开剂为石油醚，得到的固体粉末即为10-(4-(叔丁基)苯基)吩噻嗪；10H-吩噻嗪与催化剂的摩尔比为1：0.03；(2)将步骤(1)所得10-(4-(叔丁基)苯基)吩噻嗪用NBS溴代方法得到3-溴-10-(4-(叔丁基)苯基)吩噻嗪，反应式如(II)所示：步骤(2)的具体操作为：将10-(4-(叔丁基)苯基)吩噻嗪与N-溴代琥珀酰亚胺(NBS)按照摩尔比1：1的比例混合后溶于溶剂进行溴代反应，反应物经过萃取、柱层析进行提纯，展开剂为正己烷，得到固体粉末为3-溴-10-(4-(叔丁基)苯基)吩噻嗪；(3)将步骤(2)所得3-溴-10-(4-(叔丁基)苯基)吩噻嗪采用Miyaura硼化反应得到3-(4-频哪醇硼酸酯)-10-(4-(叔丁基)苯基)(该化合物为本专利技术首次合成)，反应式如(III)所示：步骤(3)的具体操作为：在-78℃氮气条件的保护下，将所得3-溴-10-(4-(叔丁基)苯基)吩噻嗪、正丁基锂和联硼酸频那醇酯催化剂按照摩尔比1：2：2的比例混合后溶于溶剂，然后进行硼化反应，反应物经过萃取、柱层析进行提纯，展开剂为石油醚与二氯甲烷的混合溶剂(体积比为2：1)，得到的固体粉末即3-(4-频哪醇硼酸酯)-10-(4-(叔丁基)苯基)；(4)将步骤(3)所得3-(4-频哪醇硼酸酯)-10-(4-(叔丁基)苯基)采用Suzuki偶联反应得到4,7-双(10-(4-(叔丁基)苯基)-10H-吩噻嗪-3-基)苯并噻二唑，反应式如(IV)所示：步骤(4)的具体操作为：将4,7-二溴-2,1,3-苯并噻二唑、步骤(3)所得3-(4-频哪醇硼酸酯)-10-(4-(叔丁基)苯基)、碳酸钾和钯催化剂按照摩尔比1：3：2：0.05的比例混合后溶于溶剂进行Suzuki偶联反应，反应物经过萃取、柱层析，展开剂为二氯甲烷与石油醚的混合溶剂(体积比为1：2)，得到的固体粉末即为4,7-双(10-(4-(叔丁基)苯基)-10H-吩噻嗪-3-基)苯并噻二唑。作为优选，步骤(1)中Ullmann偶联反应的无机盐为叔丁醇钠、叔丁醇钾中的1种或2种；优选地，步骤(1)中Ullmann偶联反应所用溶剂为二氯甲烷、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；优选地，步骤(1)中Ullmann偶联反应所用催化剂为Pd2(dba)3或CuI中的1种或2种；优选地，步骤(1)中Ullmann偶联反应的温度为100～120℃，时间为24～60小时。优选地，步骤(1)中Ullmann偶联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(N2)等中的1种或2种，优选为氮气。作为优选，步骤(2)中溴代方法所用溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烷、N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃或乙腈中的1种或2种以上；优选地，步骤(2)中溴代方法的温度为20～40℃，时间为5～8小时；优选地，步骤(2)中溴代方法是在惰性气体下进行，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(N2)等中的1种或2种，优选为氮气。作为优选，步骤(3)中硼化反应所用溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烷、四氢呋喃或乙腈中的1种或2种以上；优选地，步骤(3)中硼化反应的温度为20～40℃，时间为12～30小时；优选地，步骤(3)中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(N2)等中的1种或2种，优选为氮气。作为优选，步骤(4)中Suzuki偶联反应所用溶剂为去离子水、甲苯和乙醇共混物；优选地，步骤(4)中Suzuki偶联反应所用催化剂为Pd(dppf)2Cl2、Pd(PPh3)4或Pd(PPh3)2Cl2中的1种或2种；优选地，步骤(4)中Suzuki偶联反应的温度为70～110℃，时间为24～60小时。优选地，步骤(4)中Suzuki偶联反应在惰性气体下进行。所述惰性气体可为常本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种4,7‑双(10‑(4‑(叔丁基)苯基)‑10H‑吩噻嗪‑3‑基)苯并噻二唑红色有机荧光材料，其结构式如下所示：
【技术特征摘要】
1.一种4,7-双(10-(4-(叔丁基)苯基)-10H-吩噻嗪-3-基)苯并噻二唑红色有机荧光材料，其结构式如下所示：2.权利要求1所述的4,7-双(10-(4-(叔丁基)苯基)-10H-吩噻嗪-3-基)苯并噻二唑红色有机荧光材料的制备方法，其步骤如下：(1)将10H-吩噻嗪与4-对溴叔丁基苯采用Ulmann偶联反应得到10-(4-(叔丁基)苯基)吩噻嗪；(2)将步骤(1)所得10-(4-(叔丁基)苯基)吩噻嗪用NBS溴代方法得到3-溴-10-(4-(叔丁基)苯基)吩噻嗪；(3)将步骤(2)所得3-溴-10-(4-(叔丁基)苯基)吩噻嗪采用Miyaura硼化反应得到3-(4-频哪醇硼酸酯)-10-(4-(叔丁基)苯基)；(4)将步骤(3)所得3-(4-频哪醇硼酸酯)-10-(4-(叔丁基)苯基)采用Suzuki偶联反应得到4,7-双(10-(4-(叔丁基)苯基)-10H-吩噻嗪-3-基)苯并噻二唑。3.如权利要求2所述的4,7-双(10-(4-(叔丁基)苯基)-10H-吩噻嗪-3-基)苯并噻二唑红色有机荧光材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)的具体操作是将10H-吩噻嗪、4-对溴叔丁基苯、无机盐和四氟硼酸三叔丁基膦按照摩尔比1：1.5：1.5：0.1的比例混合后溶于溶剂，抽真空并充入惰性气体，加入催化剂后进行Ullmann偶联反应，10H-吩噻嗪与催化剂的摩尔比为1：0.03，反应物经过萃取、柱层析进行提纯，展开剂为石油醚，得到的固体粉末即为10-(4-(叔丁基)苯基)吩噻嗪；步骤(2)的具体操作是将10-(4-(叔丁基)苯基)吩噻嗪与N-溴代琥珀酰亚胺按照摩尔比1：1的比例混合后溶于溶剂进行溴代反应，反应物经过萃取、柱层析进行提纯，展开剂为正己烷，得到固体粉末为3-溴-10-(4-(叔丁基)苯基)吩噻嗪；步骤(3)的具体操作是在-78℃氮气条件的保护下，将所得3-溴-10-(4-(叔丁基)苯基)吩噻嗪、正丁基锂和联硼酸频那醇酯催化剂按照摩尔比1：2：2的比例混合后溶于溶剂，然后进行硼化反应，反应物经过萃取、柱层析进行提纯，展开剂为体积比为2：1的石油醚与二氯甲烷的混合溶剂，得到的固体粉末即3-(4-频哪醇硼酸酯)-10-(4-(叔丁基)苯基)；步骤(4)的具体操作是将4,7-二溴-2,1,3-苯并噻二唑、步骤(3)所得3-(4-频哪醇硼酸酯)-10-(4-(叔丁基)苯基)、碳酸钾和钯催化剂按照摩尔比1：3：2：0.05的比例混合后溶于溶剂进行Suzuki偶联反应，反应物经过萃取、柱层析，展开剂为体积比为1：2的二氯甲烷与石油醚的混合溶剂，得到的固体粉末即为4,7-双(10-(4-(叔丁基)苯基)-10H-吩噻嗪-3-基)苯并噻二唑。4.如权利要求3所述的4,7-...
【专利技术属性】
技术研发人员：路萍，李金钰，赵乐乐，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22
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