基于1,3,4-噻二唑的双极性化合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术以具有很强的拉电子能力的1,3,4‑噻二唑为核心基团，在其2,5位分别以亚芳基为π桥，连接具有电子供/受体能力的基团，形成一类新型的具有双极性的化合物。1,3,4‑噻二唑这一母核结构对称性的强拉电子能力使得通过π桥延伸的化合物呈现有序的紧密堆积结构，具有双极性的苯并杂环赋予了化合物一定的刚性，可实现光在阴极附近造成的低光学损耗，提高光取出效率，是一种理想的出光层材料。同时，由于化合物具备强拉电子的母核和供/受体基团，使其具有较强的电荷平衡能力，π桥打断的共轭性有效改善给电子和吸电子基团分子内电荷转移导致的带隙降低问题，赋予器件以更低的驱动电压、更高的器件效率和较小的效率滑落，亦是一种优异的发光层主体材料。

Bipolar compounds based on 1,3,4-thiadiazole and their preparation methods and Applications

The present invention takes 1,3,4 thiadiazole with strong electron-withdrawing ability as the core group, and takes arylene group as the PI bridge at its 2,5 positions, respectively, to connect the group with electron donor/acceptor ability to form a new kind of bipolar compound. 1,3,4 -thiadiazole is an ideal material for light-emitting layer because of its strong electron-pulling ability, which makes the compounds extending through the PI bridge present orderly and compact stacking structure. Bipolar benzo heterocycles give the compounds certain rigidity, which can achieve low optical loss caused by light near the cathode and improve the efficiency of light extraction. At the same time, because of the strong electron-pulling mother nucleus and donor/acceptor group, the compound has a strong charge balance ability. The conjugation of the interruption of the PI bridge effectively improves the bandgap reduction caused by the charge transfer between the electron-donor and electron-acceptor groups, and gives the device a lower driving voltage, a higher device efficiency and a smaller efficiency slip. It is also an excellent luminescent layer host. Body material.

【技术实现步骤摘要】
基于1,3,4-噻二唑的双极性化合物及其制备方法和应用
本专利技术属于光电材料应用科技领域，具体涉及基于1,3,4-噻二唑的双极性化合物及其制备方法和应用。
技术介绍
OLED，即有机发光二极管，又称为有机电激光显示(OLED)。OLED具有自发光的特性，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当电流通过时，有机材料就会发光，而且OLED显示屏幕可视角度大，并且能够显著节省电能，因此OLED被视为21世纪最具前途的产品之一。有机电致发光材料主要有三大类：小分子有机化合物、聚合物和寡聚物。小分子有机化合物和聚合物是目前最广为使用的有机电致发光材料，聚合物材料一般通过溶解旋涂制备有机电致发光器件，刚性的共轭体系主链溶解度差的占多数，HOMO与LUMO能级差比较狭窄，小分子系列材料因合成工艺简单、能级匹配度性好经常用于有机电致发光器件的制备。由于化学结构和能级特性，大多数有机小分子半导体材料都偏向于传输某一种载流子(电子或者空穴)，而与之对应的另一种载流子的传输能力则较低，有机小分子双极性材料由于具有平衡器件中电子与空穴的浓度、简化器件结构、控制激子复合区域等功能而成为近年来的研究热点，以提高有机电致发光器件的效率和稳定性。此外，有机电致发光器件是多层夹心式双载流子直流注入式器件，因此器件结构对于器件的驱动电压、发光效率以及器件寿命等各项性能有重要影响。有机电致发光器件的常用结构为阳极-单层或多层有机功能薄膜-阴极，由于阴极与盖板玻璃之间折射率相差较大，OLED的光经过阴极会发生强的反射损失，因此，如何通过结构设计，减少光在器件的内部耗散，提高光取出效率低是OLED领域待解决的问题。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种新的基于1,3,4-噻二唑的双极性化合物，并将其应用于有机发光元件，提高有机发光元件的效率和稳定性，解决光在有机发光元件的内部损耗问题，提高其光取出效率。本专利技术第一个方面提供了基于1,3,4-噻二唑的双极性化合物，结构通式如下(I)所示：其中，Ar1、Ar2分别独立的为：取代或未取代的碳数为6至24的亚芳基中的任一种，Ar1、Ar2相同或不同；R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8分别独立的为：氢、碳数为1至4的烷基、碳数为1至4的烷氧基、取代或未取代的碳数为6至12的芳氧基、取代或未取代的碳数为6至12的芳基、取代或未取代的碳数为5至12的杂环基中的任一种，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8相同或不同；X1、X2分别独立的为：S、O＝S＝O、O或N-L；其中，所述L选自：取代或未取代的碳数为6至24的芳基、取代或未取代的碳数为6至24的芳杂环基、取代或未取代的碳数为12至24的芴基、取代或未取代的碳数为6至24的芳胺基中的任一种，X1、X2相同或不同。需要说明的是，当X1、X2分别独立的为：O＝S＝O或N-L时，取代位点均在S或N上。作为本专利技术的一种优选的技术方案，当所述Ar1、Ar2分别独立的为：取代的碳数为6至24的亚芳基中的任一种时，所述亚芳基的取代基选自：碳数为1至4的烷基、碳数为6至10的芳基中的任一种；当所述R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8分别独立的为：取代的碳数为6至12的芳氧基、取代的碳数为6至12的芳基、取代的碳数为5至12的杂环基中的任一种时，所述芳氧基、所述芳基和所述杂环基的取代基分别独立的选自：碳数为1至4的烷基、碳数为6至10的芳基中的任一种；当所述L选自：取代的碳数为6至24的芳基、取代的碳数为6至24的芳杂环基、取代的碳数为12至24的芴基、取代的碳数为6至24的芳胺基中的任一种时，所述芳基、所述芳杂环基、所述芴基和所述芳胺基的取代基分别独立的选自：碳数为1至4的烷基、碳数为6至10的芳基中的任一种。作为本专利技术的一种优选的技术方案，所述R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8均为氢，则所述双极性化合物的结构通式为如下(II)所示：作为本专利技术的一种优选的技术方案，所述Ar1、Ar2分别独立的选自：未取代的、由碳数为1至4的烷基取代的或由碳数为6至10的芳基取代的亚苯基中的任一种，未取代的、由碳数为1至4的烷基取代的或由碳数为6至10的芳基取代的亚联苯基中的任一种，或者，未取代的、由碳数为1至4的烷基取代的或由碳数为6至10的芳基取代的亚萘基中的任一种。作为本专利技术的一种优选的技术方案，所述X1、X2分别为N-L，其中，所述X1、X2对应的L分别独立的选自：未取代的、由碳数为1至4的烷基取代的或由碳数为6至10的芳基取代的碳数为6至24的芳基中的任一种，未取代的、由碳数为1至4的烷基取代的或由碳数为6至10的芳基取代的碳数为6至24的芳杂环基中的任一种，或者，未取代的或由碳数为6至10的芳基取代的碳数为12至24的芴基中的任一种。作为本专利技术的一种优选的技术方案，所述X1、X2分别独立的选自如下结构中的任意一种：作为通式(I)所示的本实施方式的基于1,3,4-噻二唑的双极性化合物的具体例子，可以列举结构为化合物(1)至化合物(193)所示的基于1,3,4-噻二唑的双极性化合物。但是，本专利技术不局限于此。本专利技术的第二个方面提供了基于1,3,4-噻二唑的双极性化合物的制备过程，包括如下路线：合成步骤为：S1、中间体A10、Ar1对应取代的卤代硼酸衍生物、碳酸钾按照摩尔比1:(1-3):(2-4)投料，并按照所述中间体A10：甲苯：乙醇：水为1mmol：1-4mL：1-4mL：1-4mL加入甲苯、乙醇和水，在氮气保护下，按照所述中间体A10的物质的量计，加入1‰-5％的四(三苯基膦)钯，升温至60-100℃，反应6-30h，处理得到中间体A1；中间体A20、Ar2对应取代的卤代硼酸衍生物、碳酸钾按照摩尔比1:(1-3):(2-4)投料，并按照所述中间体A20：甲苯：乙醇：水为1mmol：1-4mL：1-4mL：1-4mL加入甲苯、乙醇和水，在氮气保护下，按照所述中间体A20的物质的量计，加入1‰-5％的四(三苯基膦)钯，升温至60-100℃，反应6-30h，处理得到中间体A2；S2、按照所述中间体A1：四氢呋喃为1mmol：2-5mL将所述中间体A1溶解在四氢呋喃中，氮气保护下，降温至-78℃搅拌0.3-2h，将正丁基锂环己烷溶液以其与所述中间体A1比例为0.2-4mL：1mmol加入并反应0.5-3h后，按照所述中间体A1的物质的量计，加入1-3倍的硼酸三乙酯继续反应1-4h，升至室温反应6-20h反应完成，冷却至0℃后，按照所述中间体A1：盐酸为1mmol：0.2-4mL加入盐酸溶液进行水解反应，处理得到中间体B1；按照所述中间体A2：四氢呋喃为1mmol：2-5mL将所述中间体A2溶解在四氢呋喃中，氮气保护下，降温至-78℃搅拌0.3-2h，将正丁基锂环己烷溶液以其与所述中间体A2比例为0.2-4mL:1mmol加入并反应0.5-3h后，按照所述中间体A1的物质的量计，加入1-3倍的硼酸三乙酯继续反应1-4h，升至室温反应6-20h反应完成，冷却至0℃后，按照所述中间体A1：盐酸为1mmol：0.2-4mL加入盐酸溶液进行水解反应，处理得到中间体B1；S3、所述中间体B1、2-溴-5-氯-1,3,4-噻二唑、碳酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于1,3,4‑噻二唑的双极性化合物，其特征在于，结构通式如下(I)所示：

【技术特征摘要】
1.基于1,3,4-噻二唑的双极性化合物，其特征在于，结构通式如下(I)所示：其中，Ar1、Ar2分别独立的为：取代或未取代的碳数为6至24的亚芳基中的任一种，Ar1、Ar2相同或不同；R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8分别独立的为：氢、碳数为1至4的烷基、碳数为1至4的烷氧基、取代或未取代的碳数为6至12的芳氧基、取代或未取代的碳数为6至12的芳基、取代或未取代的碳数为5至12的杂环基中的任一种，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8相同或不同；X1、X2分别独立的为：S、O＝S＝O、O或N-L；其中，所述L选自：取代或未取代的碳数为6至24的芳基、取代或未取代的碳数为6至24的芳杂环基、取代或未取代的碳数为12至24的芴基、取代或未取代的碳数为6至24的芳胺基中的任一种，X1、X2相同或不同。2.根据权利要求1所述的基于1,3,4-噻二唑的双极性化合物，其特征在于，当所述Ar1、Ar2分别独立的为：取代的碳数为6至24的亚芳基中的任一种时，所述亚芳基的取代基选自：碳数为1至4的烷基、碳数为6至10的芳基中的任一种；当所述R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8分别独立的为：取代的碳数为6至12的芳氧基、取代的碳数为6至12的芳基、取代的碳数为5至12的杂环基中的任一种时，所述芳氧基、所述芳基和所述杂环基的取代基分别独立的选自：碳数为1至4的烷基、碳数为6至10的芳基中的任一种；当所述L选自：取代的碳数为6至24的芳基、取代的碳数为6至24的芳杂环基、取代的碳数为12至24的芴基、取代的碳数为6至24的芳胺基中的任一种时，所述芳基、所述芳杂环基、所述芴基和所述芳胺基的取代基分别独立的选自：碳数为1至4的烷基、碳数为6至10的芳基中的任一种。3.根据权利要求1所述的基于1,3,4-噻二唑的双极性化合物，其特征在于，所述R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8均为氢，则所述双极性化合物的结构通式为如下(II)所示：4.根据权利要求1所述的基于1,3,4-噻二唑的双极性化合物，其特征在于，所述Ar1、Ar2分别独立的选自：未取代的、由碳数为1至4的烷基取代的或由碳数为6至10的芳基取代的亚苯基中的任一种，未取代的、由碳数为1至4的烷基取代的或由碳数为6至10的芳基取代的亚联苯基中的任一种，或者，未取代的、由碳数为1至4的烷基取代的或由碳数为6至10的芳基取代的亚萘基中的任一种。5.根据权利要求1所述的基于1,3,4-噻二唑的双极性化合物，其特征在于，所述X1、X2分别为N-L，其中，所述X1、X2对应的L分别独立的选自：未取代的、由碳数为1至4的烷基取代的或由碳数为6至10的芳基取代的碳数为6至24的芳基中的任一种，未取代的、由碳数为1至4的烷基取代的或由碳数为6至10的芳基取代的碳数为6至24的芳杂环基中的任一种，或者，未取代的或由碳数为6至10的芳基取代的碳数为12至24的芴基中的任一种。6.根据权利要求5所述的基于1,3,4-噻二唑的双极性化合物，其特征在于，所述X1、X2分别独立的选自如下结构中的任意...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆广园，庄少卿，任春婷，
申请(专利权)人：武汉尚赛光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42