一种有机硼发光材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种有机硼发光材料，属于有机光电功能材料技术领域，其结构特点是在苯喹啉上引入两个有机硼单元其中一个有机硼单元上的B与邻近喹啉上的N会形成分子内配位从而具有四配位硼性质，另一个有机硼单元在喹啉的邻位、间位或对位具有三配位硼性质，从而形成一类π共轭有机硼发光化合物。本发明专利技术的一种有机硼发光材料，这类化合物在固态下具有很强的黄光发射。本发明专利技术的一种有机硼发光材料的制备方法，合成步骤简单；本发明专利技术制备的有机硼发光材料可用于发光材料和电子传输材料；同时，这类化合物中的三芳基硼单元可以与氟离子发生作用，打断B与邻近共轭单元的p‑π共轭，因此该类化合物可用于氟离子检测。

An Organic Boron Luminescent Material and Its Preparation Method and Application

The invention discloses an organic boron luminescent material, which belongs to the technical field of organic photoelectric functional materials. Its structural feature is that introducing two organic boron units on phenylquinoline, one of which is B on organic boron unit and the other is N on adjacent quinoline, can form intramolecular coordination, thus having the property of tetra-coordinated boron, and the other has the property of three-coordinated boron in adjacent, meta or para positions of quinoline. In this way, a class of pi-conjugated organic boron luminescent compounds are formed. The organic boron luminescent material of the invention has strong yellow light emission in solid state. The preparation method of the organic boron luminescent material of the invention is simple; the organic boron luminescent material prepared by the invention can be used as luminescent material and electronic transmission material; at the same time, the triaryl boron unit in the compound can interact with fluoride ions, interrupting the p_pi conjugation of B with adjacent conjugate units, so the compound can be used for fluoride ion detection.

【技术实现步骤摘要】
一种有机硼发光材料及其制备方法和应用
本专利技术属于有机光电功能材料
，具体涉及一种有机硼发光材料及其制备方法和应用。
技术介绍
近年来，具有π共轭骨架的光电功能材料吸引了国内外众多学者的研究兴趣，这些材料在有机半导体材料和电子器件方面有很好的应用，比如在有机太阳能电池、有机发光二极管、有机场效应晶体管、有机存储器件、化学传感器和生物传感器等领域的应用成为国际研究的热点。有机半导体相比无机半导体而言，具有质轻、价廉、柔性、种类繁多、制备方法简单等优点。在新型有机π共轭材料的设计中，为获得一些所期望的光电性能，如高的荧光效率以及良好的载流子传输能力等，需要考虑如何构筑具有所期望电子结构的分子以及如何调控分子的空间结构并进一步调控分子的固态结构。因此如何理性的设计与合成有机芳杂环半导体从而构筑特定高性能的光电功能材料，是一个非常富有挑战性的科学问题。碳原子骨架的大π共轭体系中引入硼原子(主族元素原子)，是非常有效的调节有机光电信息材料光电性质的途径。由于硼原子与π共轭体系间特殊的轨道相互作用及其自身空间结构上的特点，将其引入到π共轭骨架中对调控分子的电子结构和固态结构具有重要意义。因此近年来，具有π共轭体系的有机硼发光化合物因其独特的性能引起了化学家们的关注。在分子设计中，通过合理地利用硼元素，将其引入到π共轭体系的不同位置，可以获得不同结构类型的具有独特光电性能的有机π共轭新材料，如非线性光学材料、双光子吸收和发光材料、有机电致发光器件中的电子传输材料和发光材料以及化学传感器等。硼元素最外层空的p轨道与π体系的π*轨道间可以形成pπ-π*共轭而降低体系的最低未占有轨道(LUMO)能级；由于空p轨道的存在，硼很容易与Lewis碱如氟离子络合打破pπ-π*共轭而引起相应体系光电性能的显著变化也由于空p轨道的存在，为提高有机硼π-共轭化合物的稳定性,通常需要在硼原子上引入大体积的芳香基团，如2,4,6-三甲基苯基(简称米基，mesityl，Mes)，因此相应的硼取代基也会表现出大的立体位阻效应。同时三配位硼的Mes2B取代基使得π共轭可以通过硼上空的p轨道得以有效地延伸，赋予了具有π共轭体系的有机硼发光化合物独特的光学性能。由于三配位有机硼化合物中硼原子具有空的2pπ轨道，N、O等原子的原子轨道中的孤对电子可以填充到硼的pπ轨道中而形成配位键，从而使硼原子达到四配位。与三配位硼化合物相比，四配位硼化合物通常具有较高的化学稳定性，并且易于制备。常见的四配位有机硼化合物包括N^N、N^O、N^C、C^O、C^C、O^O螯合的配合物，分子内B…X配位键的形成使分子骨架趋于平面，有利于增大π电子的离域程度，是非常有潜力的一类有机光电功能材料。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的在于提供一种有机硼发光材料，这类化合物在固态下具有很强的黄光发射；本专利技术还提供其制备方法，合成步骤简单；本专利技术还公开了其应用，可用于发光材料和电子传输材料和氟离子检测。技术方案：为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种有机硼发光材料，其由以下通式化合物组成：其结构特点是在苯喹啉上引入两个有机硼单元其中一个有机硼单元上的B与邻近喹啉上的N会形成分子内配位从而具有四配位硼性质，另一个有机硼单元在喹啉的邻位、间位或对位具有三配位硼性质，从而形成一类π共轭有机硼发光化合物。分子内的B-N配位作用，以平面方式有效的固定了π-共轭骨架，并通过增加了电子亲和力影响了电子结构，可形成一类具有三配位硼及四配位硼的新型π共轭体系的有机硼发光化合物，用于氟离子检测、发光材料和电子传输材料。进一步的，所述的一种有机硼发光材料的制备方法，包括如下步骤：1)二溴苯与酰化剂进行催化反应得到相应的二溴苯乙酮；2)将得到的二溴苯乙酮溶解于NaOH或KOH的乙醇溶液，向溶液中滴加邻氨基苯甲醛的乙醇溶液，加热至回流反应1-4h，分离提纯得到含有喹啉结构的化合物；3)将得到的含有喹啉结构的化合物溶解于干燥的THF溶液中，在氮气保护-78℃，干冰丙酮浴，下加入丁基锂，密闭反应1-3h后，加入(Mes)2BF的THF溶液，保持-78℃，移去丙酮浴，室温反应12-18h，经过柱层析提纯得到最终的目标化合物。进一步的，所述的一种有机硼发光材料的制备方法，该制备方法的合成路线如下：根据以上合成路线，步骤1)中，所述的酰化剂选自酰卤、乙酸酐和冰醋酸；所述的催化反应的催化剂为AlCl3，反应温度为100-120℃，反应时间为1-2h。进一步的，所述的有机硼发光材料在氟离子检测的应用。进一步的，所述的有机硼发光材料在发光材料的应用。进一步的，所述的有机硼发光材料在电子传输材料的应用。有益效果：与现有技术相比，本专利技术的一种有机硼发光材料，在苯喹啉上引入两个有机硼单元其中一个有机硼单元上的B与邻近喹啉上的N会形成分子内配位从而具有四配位硼性质，另一个有机硼单元在喹啉的邻位、间位或对位具有三配位硼性质，从而形成一类π共轭有机硼发光化合物，这类化合物在固态下具有很强的黄光发射。本专利技术的一种有机硼发光材料的制备方法，合成步骤简单；本专利技术制备的有机硼发光材料可用于发光材料和电子传输材料；同时，这类化合物的分子内B-N配位作用，以平面方式有效的固定了π-共轭骨架，并通过增加了电子亲和力影响了电子结构。同时，这类化合物中的三芳基硼单元可以与氟离子发生作用，打断B与邻近共轭单元的p-π共轭，因此该类化合物可用于氟离子检测。附图说明图1是合成的化合物4a的核磁共振氢谱图；图2是合成的化合物4a(1.0×10-5M)的发射谱图；图3是合成的化合物4a的固态发射谱图。具体实施方式为了更好地理解本专利技术专利的内容，下面结合附图和具体实施例来进一步说明本专利技术的技术方案。具体包括合成、性质测定、器件制备实验等。但这些实施实例并不限制本专利技术。一种有机硼发光材料，其由以下通式化合物组成：其结构特点是在苯喹啉上引入两个有机硼单元其中一个有机硼单元上的B与邻近喹啉上的N会形成分子内配位从而具有四配位硼性质，另一个有机硼单元在喹啉的邻位、间位或对位具有三配位硼性质，从而形成一类π共轭有机硼发光化合物。分子内的B-N配位作用，以平面方式有效的固定了π-共轭骨架，并通过增加了电子亲和力影响了电子结构，可形成一类具有三配位硼及四配位硼的新型π共轭体系的有机硼发光化合物，用于氟离子检测、发光材料和电子传输材料。一种有机硼发光材料的制备方法，包括如下步骤：1)二溴苯与酰化剂进行催化反应得到相应的二溴苯乙酮；2)将得到的二溴苯乙酮溶解于NaOH或KOH的乙醇溶液，向溶液中滴加邻氨基苯甲醛的乙醇溶液，加热至回流反应1-4h，分离提纯得到含有喹啉结构的化合物；3)将得到的含有喹啉结构的化合物溶解于干燥的THF溶液中，在氮气保护-78℃，干冰丙酮浴，下加入丁基锂，密闭反应1-3h后，加入(Mes)2BF的THF溶液，保持-78℃，移去丙酮浴，室温反应12-18h，经过柱层析提纯得到最终的目标化合物。一种有机硼发光材料的制备方法，该制备方法的合成路线如下：根据以上合成路线，步骤1)中，酰化剂选自酰卤、乙酸酐和冰醋酸；催化反应的催化剂为AlCl3，反应温度为100-120℃，反应时间为1-2h。本专利技术还公开了有机硼发光材料在氟离子检测的应用；有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有机硼发光材料，其特征在于：其由以下通式化合物组成：

【技术特征摘要】
1.一种有机硼发光材料，其特征在于：其由以下通式化合物组成：2.权利要求1所述的一种有机硼发光材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：1)二溴苯与酰化剂进行催化反应得到相应的二溴苯乙酮；2)将得到的二溴苯乙酮溶解于NaOH或KOH的乙醇溶液，向溶液中滴加邻氨基苯甲醛的乙醇溶液，加热至回流反应1-4h，分离提纯得到含有喹啉结构的化合物；3)将得到的含有喹啉结构的化合物溶解于干燥的THF溶液中，在氮气保护-78℃，干冰丙酮浴，下加入丁基锂，密闭反应1-3h后，加入(Mes)2BF的THF溶液，...

【专利技术属性】
技术研发人员：许文娟，包蕙，陈凯，王涛，是凯航，黄维，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32