发光化合物制造技术

多环芳族烃，其由以下通式(I)表示，其中X为氮、磷、砷、锑、铋、硫、硒、碲中的一种；R独立地表示芳族基团和/或脂肪族基团；Q是环状脂族烃、环状芳族烃、多环烃、多环芳族烃和/或稠合多环芳族烃中的一种；其中取代基独立地包括氢原子、氘原子、氟原子、氯原子、溴原子、碳原子、氧原子(例如烷基化的氧原子)、氮原子(例如烷基化的氮原子)、氰基、硝基、烷基和/或芳基中的一种或多种；p是1‑2的整数；q是1‑4的整数；Y

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】发光化合物
本专利技术总体上涉及有机发光化合物。更具体地，尽管不是排他地，本专利技术涉及新的发光多环芳族烃(例如苯并菲)衍生物，合成它们的方法，它们的用途，和包含它们的器件。
技术介绍
发光化合物广泛用于工业和研究应用，例如染料、探针、传感器和电子器件中。这些分子在外部能量激发下从诸如光和/或电流的源发射光。在光致发光中，在光照射下，发光化合物将吸收特定波长的光并再发射出不同波长的光。观察到的光发射类型取决于化合物的分子结构。发光化合物的最大激发波长和发射波长之间的差被称为斯托克斯频移。对于在工业应用中作为染料、探针和/或传感器的应用，发光化合物具有大的斯托克斯频移是有利的，大的斯托克斯频移通常定义为大于8000cm-1，即激发波长和发射波长之间相对大的差异。这是有利的，因为它使来自分子发射的光的再吸收最小化。许多具有大的斯托克斯频移的荧光染料的缺点是它们相对低的亮度，这被定义为摩尔消光系数和荧光量子产率的乘积。另外，具有大的斯托克斯频移的染料通常遭受差的光稳定性(MethodsAppl.Fluoresc.3(2015)042004)。发光的有机金属配合物通常具有大的斯托克斯频移。然而，这些包含稀少、昂贵的金属中心，例如锇、钌、铱、铼等，这些配合物通常难以合成并且通常是有毒的。发光有机分子通常更容易合成，但通常表现出相对较小幅度的斯托克斯频移。相反，在电致发光中，发光化合物将响应于电流而发光。这种现象的主要应用之一是包含OLED(有机发光二极管)的电子器件。OLED材料是发光有机化合物层，其位于两个电极之间，其中一个电极通常是透明的。该技术用于电子设备中的数字显示器，所述电子设备例如电视屏幕、计算机监视器、移动电话、电致发光照明板等。用于电致发光应用的发光化合物显示高亮度是有利的。亮度定义为摩尔消光系数(E)和荧光量子产率(Φ)的乘积除以1000。因此，发光化合物表现出高摩尔消光系数(E)(由Beer-Lambert定律定义，其中A是吸光度，c是发光化合物的摩尔浓度，并且l是路径长度)和作为效率量度的高量子产率(Φ)是有利的。众所周知，多环芳族烃表现出发光性质。一类这样的化合物是苯并菲及其衍生物。例如，苯并菲可以用附加到分子外围的烷氧基链官能化。此外，这些衍生物表现出盘状液晶(DLC)行为(J.Nabar和A.Chodkowska，Luminescence，1975，11,215)。盘状液晶行为的特征在于盘状分子在中间相中形成堆叠或柱状，这允许电荷通过π堆叠转移，使得材料在堆叠方向上是半导电的。这种DLC行为，结合发光性能，特别适用于诸如使用OLED(有机发光二极管)、LED(发光二极管)的电子器件的技术中，以及用于太阳能电池中。还已知发光化合物表现出光电导性，其中化合物在光存在下通过将光能转换成电流而表现出增加的导电性。已知在诸如太阳能电池的器件中使用具有良好光电导性的化合物。尽管已经合成和表征了许多发光苯并菲衍生物(例如Levell等人，J.Phys.Chem.A.，2010,114,13291)，但是提供具有上述有利性质，即大的斯托克斯频移、高亮度、高摩尔消光系数和高量子产率的苯并菲衍生物仍然是一个挑战。此外，提供一系列发射整个可见光谱的波长的发光化合物仍然是一个挑战。具体地，提供蓝色发射器是特别的挑战(ChemSocRev.2013年6月21日；42(12)：4963-76)。此外，提供发光苯并菲衍生物仍然是一个挑战，其中吸收和发射能量可通过设计和合成来预测和调节以产生特定和所需的可见颜色(MethodsAppl.Fluoresc.3(2015)042004)。
技术实现思路
因此，本专利技术的第一方面提供由以下通式表示的多环芳族烃衍生物：其中X为氮、磷、砷、锑、铋、硫、硒、碲中的一种；R独立地表示芳族基团和/或脂肪族基团；Q是环状脂族烃、环状芳族烃、多环烃、多环芳族烃和/或稠合多环芳族烃中的一种；其中取代基独立地包括氢原子、氘原子、氟原子、氯原子、溴原子、碳原子、氧原子(例如烷基化的氧原子)、氮原子(例如烷基化的氮原子)、氰基、硝基、烷基和/或芳基中的一种或多种；p是1-2的整数；q是1-4的整数；Y1和Y2独立地表示氢原子、氘原子、氟原子、氯原子、溴原子、碳原子、氧原子(例如烷基化的氧原子)、氮原子(例如烷基化的氮原子)、氰基、硝基、烷基和/或芳基中的一种或多种；且x是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或更大的整数。在实施方案中，Q可以表示C6H4。在实施方案中，Q是多环芳族烃，例如，Q可以是萘、蒽、菲、并四苯、屈(chrysene)、苯并菲、芘、并五苯、苯并[a]芘、心环烯(corannulene)、苯并[ghi]苝、晕苯、卵苯、富勒烯和/或苯并[c]芴中的一种。Q可以是所述多环芳族烃的任何异构体，例如1-萘、2-萘、2-蒽、9-蒽。所述多环芳族烃基可以被其它结构部分如芳基、烷基、杂原子和/或其它吸电子或给电子基团取代。Q键合到其它六元环，例如芳族六元环和/或取代的芳族六元环。与Q键合的六元环的数目由整数x表示，其中x为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或更大。在一个实施方案中，Q是芳族六元环，x是2。在实施方案中，所述多环芳族烃衍生物可以由以下通式表示：其中X为氮、磷、砷、锑、铋、硫、硒、碲中的一种；D为氢原子、氘原子、硅原子或碳原子；p是1-2的整数；q是1-2的整数；Y1和Y2独立地表示氢原子、氘原子、氟原子、氯原子、溴原子、碳原子、氧原子(例如烷基化的氧原子)、氮原子(例如烷基化的氮原子)、氰基、硝基、烷基和/或芳基中的一种或多种；且x是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或更大的整数。例如，D可以是线性或支化的烷基链、芳基或其组合。所述多环芳族烃衍生物可以由以下通式表示：其中X为氮、磷、砷、锑、铋、硫、硒、碲中的一种；D为氢原子、氘原子、硅原子或碳原子；p是1-2的整数；q是整数1；Y1和Y2独立地表示氢原子、氘原子、氟原子、氯原子、溴原子、碳原子、氧原子(例如烷基化的氧原子)、氮原子(例如烷基化的氮原子)、氰基、硝基、烷基和/或芳基中的一种或多种；且x是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或更大的整数。例如，D可以是线性或支化的烷基链、芳基或其组合。本专利技术的另一方面提供由以下通式表示的多环芳族烃衍生物：其中X为氮、磷、砷、锑、铋、硫、硒或碲中的一种；R独立地表示芳族基团和/或脂肪族基团；p是1-2的整数；q和s独立地是1-4的整数；Y1、Y2和Y3独立地表示氢原子、氘原子、氟原子、氯原子、溴原子、碳原子、氧原子(例如烷基化的氧原子)、氮原子(例如烷基化的氮原子)、氰基、硝基、烷基和/或芳基(例如酚基)。在实施方案中，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.多环芳族烃，其由以下通式表示：/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180321 GB 1804512.01.多环芳族烃，其由以下通式表示：



其中X为氮、磷、砷、锑、铋、硫、硒、碲中的一种；
R独立地表示芳族基团和/或脂肪族基团；
Q是环状脂族烃、环状芳族烃、多环烃、多环芳族烃和/或稠合多环芳族烃中的一种；其中取代基独立地包括氢原子、氘原子、氟原子、氯原子、溴原子、碳原子、氧原子(例如烷基化的氧原子)、氮原子(例如烷基化的氮原子)、氰基、硝基、烷基和/或芳基中的一种或多种；
p是1-2的整数；
q是1-4的整数；
Y1和Y2独立地表示氢原子、氘原子、氟原子、氯原子、溴原子、碳原子、氧原子(例如烷基化的氧原子)、氮原子(例如烷基化的氮原子)、氰基、硝基、烷基和/或芳基中的一种或多种；
且x是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或更大的整数。


2.根据权利要求1所述的多环芳族烃衍生物，其由以下通式(B)表示：



其中X为氮、磷、砷、锑、铋、硫、硒或碲中的一种；
R独立地表示芳族基团和/或脂肪族基团；
p是1-2的整数；
q和s独立地是1-4的整数；
Y1、Y2和Y3独立地表示氢原子、氘原子、氟原子、氯原子、溴原子、碳原子、氧原子(例如烷基化的氧原子)、氮原子(例如烷基化的氮原子)、氰基、硝基、烷基和/或芳基。


3.根据权利要求2所述的苯并菲衍生物，其由以下通式表示：



其中X为氮、磷、砷、锑、铋、硫、硒或碲中的一种；
R独立地表示芳族基团和/或脂肪族基团；
A独立地表示氢原子、芳基、包含1至20个碳(例如1至15个碳，或1至10个碳，或10、9、8、7、6、5、4、3、2或1个碳)的烷基或烷基醚；
J独立地表示氢原子、氘原子、氟原子、氯原子、溴原子、碳原子、氧原子(例如烷基化的氧原子)、氮原子(例如烷基化的氮原子)、氰基、硝基、烷基和/或芳基(例如酚基)。


4.根据权利要求2所述的多环芳族烃，其由以下通式表示：



其中X独立地为氮、磷、砷、锑、铋、硫、硒或碲中的一种；
R1和R2独立地表示芳族基团和/或脂肪族基团；
p和q独立地是1-2的整数；
s是1-4的整数；
Y1、Y2和Y3独立地表示氢原子、氘原子、氟原子、氯原子、溴原子、碳原子、氧原子(例如烷基化的氧原子)、氮原子(例如烷基化的氮原子)、氰基、硝基、烷基和/或芳基。


5.根据权利要求4所述的苯并菲衍生物，其由以下通式表示：



其中X独立地为氮、磷、砷、锑、铋、硫、硒或碲中的一种；
R1和R2独立地表示芳族基团和/或脂肪族基团；
A独立地表示氢原子、芳基、包含1至20个碳(例如1至15个碳，或1至10个碳，或10、9、8、7、6、5、4、3、2或1个碳)的烷基或烷基醚；
J独立地表示氢原子、氘原子、氟原子、氯原子、溴原子、碳原子、氧原子(例如烷基化的氧原子)、氮原子(例如烷基化的氮原子)、氰基、硝基、烷基和/或芳基。


6.根据权利要求2所述的多环芳族烃衍生物，其由以下通式表示：



其中X独立地为氮、磷、砷、锑、铋、硫、硒或碲中的一种；
R1、R2和R3独立地表示芳族基团和/或脂肪族基团；
p、q和s各自独立地是1-2的整数；
Y1、Y2和Y3独立地表示氢原子、氘原子、氟原子、氯原子、溴原子、碳原子、氧原子(例如烷基化的氧原子)、氮原子(例如烷基化的氮原子)、氰基、硝基、烷基和/或芳基。


7.根据权利要求6所述的苯并菲衍生物，其由以下通式表示：



其中X独立地为氮、磷、砷、锑、铋、硫、硒或碲中的一种；
R1、R2和R3独立地表示芳族基团和/或脂肪族基团；
A独立地表示氢原子、芳基、包含1至20个碳(例如1至15个碳，或1至10个碳，或10、9、8、7、6、5、4、3、2或1个碳)的烷基或烷基醚；
J独立地表示氢原子、氘原子、氟原子、氯原子、溴原子、碳原子、氧原子(例如烷基化的氧原子)、氮原子(例如烷基化的氮原子)、氰基、硝基、烷基和/或芳基。


8.根据权利要求2至7中任一项所述的多环芳族烃例如苯并菲衍生物，其中X是硫原子。


9.根据权利要求2至8中任一项所述的多环芳族烃例如苯并菲衍生物，其中R、R1、R2或R3包含苯基，例如取代的苯基。


10.根据权利要求2至8中任一项所述的多环芳族烃例如苯并菲衍生物，其中R、R1、R2或R3包含杂环基，例如吡啶或噻吩。


11.根据权利要求2至8中任一项所述的多环芳族烃例如苯并菲衍生物，其中R、R1、R2或R3包含多环芳族烃。


12.根据权利要求11所述的多环芳族烃例如苯并菲衍生物，其中R、R1、R2或R3包含萘、蒽或芘中的一种。


13.根据权利要求2至3所述的多环芳族烃例如苯并菲衍生物，其选自图4中所示的结构：化合物1和化合物2。


14.一种器件，包含根据前述权利要求中任一项所述的多环芳族烃例如苯并菲衍生物。


15.根据权利要求14所述的器件，其中所述器件是有机电致发光器件、OPV(有机光伏)器件、薄膜晶体管或液晶显示器。


16.根据权利要求15所述的器件，其中所述有机电致发光器件包括一对电极和插入其间的一层或多层，其中所述一层或多层包括一种或多种多环芳族烃，例如苯并菲衍生物。


17.根据权利要求14、15或16所述的器件，其中所述多环芳族烃衍生物，例如苯并菲衍生物，发射可见光谱中的光，即在380nm至750nm之间的光。


18.根据权利要求14至17中任一项所述的器...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚历克斯·罗宾逊，乔恩·普里斯，格雷戈里·奥卡拉汉，卡罗利斯·维兹比卡斯，欧文·琼斯，丹尼斯·赵，迈克尔·巴特林，萨里纳·松德，
申请(专利权)人：伯明翰大学，
类型：发明
国别省市：英国;GB