一种H-Shape氰基化光电传输型材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术揭示了一种H‑Shape氰基化光电传输型材料及其制备方法和应用，双螺环芴基通过与核(Ar1)之间以sp

A H-Shape Cyanide Photoelectric Transport Material and Its Preparation Method and Application

The invention discloses an H Shape cyanide photoelectric transmission material and its preparation method and application. The double spirocyclic fluorene group passes between the core (Ar1) and sp.

【技术实现步骤摘要】
一种H-Shape氰基化光电传输型材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种H-Shape氰基化光电传输型材料及其制备方法和应用，可用于有机电存储、有机电/光致发光、光伏电池、有机非线性光学和有机激光等

技术介绍
在1987年，邓青云研究小组(Tang，C.W.；VanSlyke，S.A.Appl.Phys.Lett.1987，51，913.)发表了有机电致发光器件(OrganicLight-emittingDiode，OLED)，自此，OLED显示因其自发光、低制造成本等优点迅速成为了新一代的商用产品。未来显示技术的发展方向集中于速度快、超薄、大面积以及柔性，OLED顺势成为了最具有竞争力的第三代显示技术。与此同时，包括有机太阳能电池、有机场效应晶体管、有机激光在内的研究方向在不断地呈现出突破性进展。因此，国内外课题组对于有机光电的传输型材料表现了极大的兴趣。为了提高器件效率，寿命以及稳定性，开发出一种新型的在光电领域的传输型材料显得极为重要。2014年，利用H型寡聚芴类有机纳米半导体材料通过低成本的溶液加工手段，制备成形貌高度均一且高热稳定的纳米发光薄膜，实现了超低阈值(0.22nJpulse-1)的有机半导体激光器件，可以在极端高温有氧(200℃)环境下保持低阈值受激放大辐射效应，是目前世界上报道的超稳定深蓝光有机激光材料之一(Adv.Mater.，2014，26，2937)，因此，H-Shape在有机光电领域具有独特的骨架效应优势。另外，氰基作为经典的强吸电子基团(Nature.，2012，492，234)，可通过改变氰基数量进一步调控分子能级结构，进而有望实现高性能可溶液加工有机光电传输型材料。因此如何结合H-Shape骨架效应和经典的强吸电子片段进行修饰，这类化合物在有机光电应用领域亟需进一步的深入研究。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提出双臂可调控的一种H-Shape氰基化光电传输型材料及其制备方法和应用，以解决有机光电领域传输性能差的问题。本专利技术的目的将通过以下技术方案得以实现：一种H-Shape氰基化光电传输型材料，具有如下结构通式I：式中：R1包括氢原子、烷基链或烷氧基链；R2、R3、R4为分别独立于氢原子或氰基基团；Ar1为以下结构中的一种：Ar2为以下结构中的一种：以上各式中R1-R9为氢或具有1至22个碳原子的直链、支链或者环状烷基链或其烷氧基；X原子为O或S。优选地，双螺环芴基通过与核(Arl)之间以sp3碳相连，在空间上呈现“H”结构。本专利技术还揭示了一种H-Shape氰基化光电传输型材料的制备方法，具体包括如下步骤：S1：反应路线通式I中的芴基叔醇通过酸催化的傅克反应，控制核(Ar1)的投料比例，得到含溴原子的单边傅克结构，S2：单边傅克结构进一步与芴基叔醇通过酸催化的傅克反应，高产率的得到含溴原子的双边傅克H-Shape结构；S3：含溴原子的双边傅克H-Shape结构在碱性环境下，通过钯催化的氰基化反应，将溴原子进行氰基化，可得H-Shape氰基化结构；式中：R1包括：氢原子、烷基链或烷氧基链；R2、R3、R4分别独立于氢原子或氰基基团；Ar1为以下结构中的一种：Ar2为以下结构中的一种：式中：n为1至10的自然数；以上各式中R1-R9为氢或具有1至22个碳原子的直链、支链或者环状烷基链或其烷氧基；X原子为O或S。本专利技术还揭示了一种H-Shape氰基化光电传输型材料的应用，所述氰基化光电传输型材料应用于有机发光二极管。优选地，所述氰基化光电传输型材料应用于信息存储器件。本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：本专利技术制备了一类新型的氰基化光电传输型材料，提出了这类在空间上呈现“H”形状，性能优良的H-Shape氰基化材料的制备方法。这类H-Shape氰基化材料可以通过调控氰基基团数量，进一步的调控给受体能力，调控分子能级，实现良好的可溶液加工的光电传输型材料，并且在电化学、热以及光谱方面具有很好的稳定性，是一类在有机光电传输型领域具有良好的应用前景的材料。(1)H-Shape氰基化光电传输型材料合成方法简单，操作简单，产率高，成本低；H-Shape氰基化光电传输型材料电子能级可调，便于溶液加工，拓展材料的应用范围。(2)H-Shape氰基化光电传输型材料具有良好的光谱、热和电化学稳定性；(3)H-Shape氰基化光电传输型材料作为主体或客体材料在有机发光二极管中具有优良的器件性能，如高的最大外量子效率、较低的启动电压和高的器件寿命；(4)H-Shape氰基化光电传输型材料作为电介体材料在有机晶体管中具有优良的双极性存储性能，如大的存储窗口和存储开关比、较低的操作电压和存储寿命；(5)H-Shape氰基化光电传输型材料可以与电子给体或电子受体进行主客体相互作用，在有机光电子器件中能够有效地调控给体与受体的相分离。附图说明图1为本专利技术中H-Shape四氰基化(E3)的核磁氢谱图。图2为本专利技术中H-Shape四氰基化(E3)的飞行时间质谱图。图3为本专利技术中H-Shape四氰基化(E3)在二氯甲烷中的紫外吸收和荧光发射光谱。图4为本专利技术中H-Shape四氰基化(E3)的电化学氧化曲线图。图5为本专利技术中H-Shape四氰基化(E3)的制备流程图。其中A为2，7-二溴-9H-芴-9-酮；B为2，7-二溴-9-苯基-9H-芴-9-醇；C为3-(2，7-二溴-9-苯基-9H-芴-9-基)-9-乙基-9H-咔唑；D为3，6-双(2，7-二溴-9-苯基-9H-芴-9-基)-9-乙基-9H-咔唑；E为9，9′-(9-乙基-9H-咔唑-3，6-二基)双(9-苯基-9H-芴-2，7-二腈)。具体实施方式本专利技术的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本专利技术技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本专利技术要求保护的范围之内。本专利技术揭示了一种H-Shape氰基化光电传输型材料，具有如下结构通式I：式中：R1包括氢原子、烷基链或烷氧基链；R2、R3、R4为分别独立于氢原子或氰基基团；Ar1为以下结构中的一种：Ar2为以下结构中的一种：以上各式中R1-R9为氢或具有1至22个碳原子的直链、支链或者环状烷基链或其烷氧基；X原子为O或S。双螺环芴基通过与核(Ar1)之间以sp3碳相连，在空间上呈现“H”结构。本专利技术还揭示了一种H-Shape氰基化光电传输型材料的制备方法，具体包括如下步骤：S1：反应路线通式I中的芴基叔醇通过酸催化的傅克反应，控制核(Ar1)的投料比例，得到含溴原子的单边傅克结构，S2：单边傅克结构进一步与芴基叔醇通过酸催化的傅克反应，高产率的得到含溴原子的双边傅克H-Shape结构；S3：含溴原子的双边傅克H-Shape结构在碱性环境下，通过钯催化的氰基化反应，将溴原子进行氰基化，可得H-Shape氰基化结构；式中：R1包括：氢原子、烷基链或烷氧基链；R2、R3、R4分别独立于氢原子或氰基基团；Ar1为以下结构中的一种：Ar2为以下结构中的一种：式中：n为1至10的自然数；以上各式中R1-R9为氢或具有1至22个碳原子的直链、支链或者环状烷基链或其烷氧基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种H‑Shape氰基化光电传输型材料，其特征在于：具有如下结构通式I：

【技术特征摘要】
1.一种H-Shape氰基化光电传输型材料，其特征在于：具有如下结构通式I：式中：R1包括氢原子、烷基链或烷氧基链；R2、R3、R4分别独立于氢原子或氰基基团；Ar1为以下结构中的一种：Ar2为以下结构中的一种：以上各式中R1-R9为氢或具有1至22个碳原子的直链、支链或者环状烷基链或其烷氧基；X原子为O或S。2.根据权利要求1所述的一种H-Shape氰基化光电传输型材料，其特征在于：双螺环芴基通过与核(Ar1)之间以sp3碳相连，在空间上呈现“H”结构。3.一种H-Shape氰基化光电传输型材料的制备方法，其特征在于：具体包括如下步骤：S1：反应路线通式I中的芴基叔醇通过酸催化的傅克反应，控制核(Ar1)的投料比例，得到含溴原子的单边傅克结构；S2：单边傅克结构进一步与芴基...

【专利技术属性】
技术研发人员：解令海，曹洪涛，李波，洪朝燊，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