一种双硫杂蒽酮类衍生物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种双硫杂蒽酮类衍生物及其制备方法和在电致发光器件中的应用。所述双硫杂蒽酮类衍生物的结构通式如式I和式Ⅱ所示：其中，X选自硫原子或硫代砜基；R1、R2、R3、R4和R5各自独立地选自氢原子、6至30个碳原子的芳胺基、6至30个碳原子的芳基、6至30个碳原子的取代芳基、5至50个环原子的取代的芳杂环基团。本发明专利技术中氧化和未氧化双硫杂蒽酮类衍生物引入了多种给电子基团，且通过不同给电子能力的基团修饰，实现有效的给体-受体型分子设计，能有效分离分子的最高占有轨道能级和最低空轨道能级，不仅降低单重态与三重态之间的能级差，实现热激活延迟荧光性质，而且实现不同颜色的发光。将本发明专利技术有机化合物应用于有机电致发光器件的发光层，器件性能优良。器件性能优良。器件性能优良。器件性能优良。

【技术实现步骤摘要】
一种双硫杂蒽酮类衍生物及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及有机电致发光显示
更具体地，涉及一种双硫杂蒽酮类衍生物及其合成制备方法，有机电致发光器件应用。

技术介绍

[0002]有机发光材料作为有机电致发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)器件中不可或缺的重要组分之一直接影响OLED的器件性能。尽管荧光发光材料展现出色的稳定性，但是，荧光OLED器件的内量子效率(internal quantum efficiencies,IQEs)限制在25％，从而导致该类器件不理想的器件性能。基于磷光发光体的OLED器件在电激发下能够实现100％激子利用率。然而，磷光材料引入昂贵的过渡金属增加了器件制备成本，另外，磷光OLED器件存在严重的效率滚降并且缺乏高性能的蓝光发光材料等问题而限制了它们的应用。为了克服上述缺点，纯有机热激活延迟荧光(thermally activated delayed fluorescence,TADF)能够实现100％的激子利用率，已成为第三代有机电致发光材料，在未来OLED领域应用前景广阔。
[0003]之前有报道过基于硫杂蒽酮衍生物的热激活延迟荧光发光材料应用在OLED器件中表现出优异的发光性能，但是发光位置在黄光和橙光区域，不能实现不同位置的发光，而且不适合制备高显色指数的白光OLED器件。因此，需要提供一种具有更宽发光区域、更高电荷传输性能的可以应用在白光OLED器件中的有机热激活延迟荧光发光材料。

技术实现思路

[0004]本专利技术的第一个目的在于提供一种双硫杂蒽酮类衍生物，该双硫杂蒽酮类衍生物中具有双硫杂蒽酮受体单元以及不同的给体基团，有利于提高材料的电荷传输能力，并实现不同颜色的发光。
[0005]本专利技术的第二个目的在于提供一种上述双硫杂蒽酮类衍生物的合成方法。
[0006]本专利技术的第三个目的在于提供上述双硫杂蒽酮类衍生物的应用。
[0007]为达到上述第一个目的，本专利技术采用下述技术方案：
[0008]本专利技术提供了一种双硫杂蒽酮类衍生物，其结构通式如式I和式Ⅱ所示：
[0009][0010]其中，X选自硫原子或硫代砜基；R1、R2、R3、R4和R5各自独立地选自氢原子、6至30个碳原子的芳胺基、6至30个碳原子的芳基、6至30个碳原子的取代芳基、5至50个环原子的取代的芳杂环基团。
[0011]本专利技术双硫杂蒽酮类衍生物是对硫杂蒽酮进行新的分子设计，通过稠环策略实现
菲咯林-3-基、2,9-菲咯林-4-基、2,9-菲咯林-5-基、2,9-菲咯林-6-基、2,9-菲咯林-7-基、2,9-菲咯林-8-基、2,9-菲咯林-10-基、2,8-菲咯琳-1-基、2,8-菲咯琳-3-基、2,8-菲咯琳-4-基、2,8-菲咯琳-5-基、2,8-菲咯琳-6-基、2,8-菲咯琳-7-基、2,8-菲咯琳-9-基、2,8-菲咯琳-10-基、2,7-菲咯琳-1-基、2,7-菲咯琳-3-基、2,7-菲咯琳-4-基、2,7-菲咯琳-5-基、2,7-菲咯琳-6-基、2,7-菲咯琳-8-基、2,7-菲咯琳-9-基、2,7-菲咯琳-10-基、1-吩嗪基、2-吩嗪基、吩噻嗪基、1-吩噻嗪基、2-吩噻嗪基、3-吩噻嗪基、4-吩噻嗪基、10-吩噻嗪基、吩噁嗪基、1-吩噁嗪基、2-吩噁嗪基、3-吩噁嗪基、4-吩噁嗪基、10-吩噁嗪基、2-噁唑基、4-噁唑基、5-噁唑基、2-噁二唑基、5-噁二唑基、3-呋咱基、2-噻吩基、3-噻吩基、二苯并噻吩-2-基中至少一种。
[0018]为实现本专利技术的第二个目的，提供了下述的技术方案：
[0019]一种双硫杂蒽酮类衍生物的合成方法，包括以下步骤：
[0020]当所述双硫杂蒽酮类衍生物具有如式I所述的结构通式时：
[0021]当R1、R3为氢原子，R2不为氢原子时，所述合成方法包括如下步骤：：式a所示化合物与带有R2取代基的硼酸或硼酸频那醇酯进行Suzuki反应或与带有R2取代基的含氮杂环化合物进行Ullmann反应，得到结构式如式
Ⅰ-
1所示化合物；
[0022]或
[0023]当R1为氢原子，R2、R3不为氢原子时，所述合成方法包括如下步骤：：式
Ⅰ-
1所示化合物与液溴在冰醋酸中混合，加热反应，生成式b所示化合物；式b所示化合物与带有R3取代基的硼酸或硼酸频那醇酯进行Suzuki反应或与带有R3取代基的含氮杂环化合物进行Ullmann反应，得到结构式如式
Ⅰ-
2所示化合物；
[0024]或
[0025]当R1不为氢原子，R2、R3为氢原子时，所述合成方法包括如下步骤：式c所示化合物与带有R1取代基的硼酸或硼酸频那醇酯进行Suzuki反应或与带有R1取代基的含氮杂环化合物进行Ullmann反应，得到结构式如式
Ⅰ-
3所示化合物；
[0026]或
[0027]当R1、R3不为氢原子，R2为氢原子时，所述合成方法包括如下步骤：式
Ⅰ-
3所示化合物与液溴在冰醋酸中混合，加热反应，生成式d所示化合物；式d所示化合物与带有R3取代基的硼酸或硼酸频那醇酯进行Suzuki反应或与带有R1取代基的含氮杂环化合物进行Ullmann
反应，得到结构式如式
Ⅰ-
4所示化合物；
[0028]或
[0029]当R1、R2、R3同时为氢原子时，式Ⅰ所示化合物的结构如式
Ⅰ-
5所示：
[0030][0031]其中，当X为硫原子时，所述合成方法包括如下步骤：
[0032]反应生成式
Ⅰ-
5-1所示化合物，
[0033][0034]当X为硫代砜基时，所述合成方法包括以下步骤：
[0035]式
Ⅰ-
5-1所示化合物在冰水浴条件下溶于二氯甲烷中，然后加入间氯过氧苯甲酸，室温下反应后得到的式
Ⅰ-
5-2所示化合物，
[0036]或
[0037]当R1、R2同时为氢原子，R3不为氢原子时，所述合成方法包括如下步骤：：式
Ⅰ-
5所示化合物与液溴在冰醋酸中混合，加热反应，生成式e所示化合物；式e所示化合物与带有R3取代基的硼酸或硼酸频那醇酯进行Suzuki反应或与带有R3取代基的含氮杂环化合物进行Ullmann反应，得到结构式如式
Ⅰ-
6所示化合物；
[0038]或
[0039]当R1、R2同时不为氢原子，R3为氢原子时，所述合成方法包括如下步骤：：式f所示化合物与带有R2取代基的硼酸或硼酸频那醇酯进行Suzuki反应或与带有R2取代基的含氮杂环化合物进行Ullmann反应，生成式g所示的化合物；式g所示化合物与带有R1取代基的硼酸或
硼酸频那醇酯进行Suzuki反应或与带有R1取代基的含氮杂环化合物进行Ullmann反应，生成式
Ⅰ-
7所示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
基、1,9-菲咯琳-8-基、1,9-菲咯琳-10-基、1,10-菲咯琳-2-基、1,10-菲咯琳-3-基、1,10-菲咯琳-4-基、1,10-菲咯琳-5-基、2,9-菲咯林-1-基、2,9-菲咯林-3-基、2,9-菲咯林-4-基、2,9-菲咯林-5-基、2,9-菲咯林-6-基、2,9-菲咯林-7-基、2,9-菲咯林-8-基、2,9-菲咯林-10-基、2,8-菲咯琳-1-基、2,8-菲咯琳-3-基、2,8-菲咯琳-4-基、2,8-菲咯琳-5-基、2,8-菲咯琳-6-基、2,8-菲咯琳-7-基、2,8-菲咯琳-9-基、2,8-菲咯琳-10-基、2,7-菲咯琳-1-基、2,7-菲咯琳-3-基、2,7-菲咯琳-4-基、2,7-菲咯琳-5-基、2,7-菲咯琳-6-基、2,7-菲咯琳-8-基、2,7-菲咯琳-9-基、2,7-菲咯琳-10-基、1-吩嗪基、2-吩嗪基、吩噻嗪基、1-吩噻嗪基、2-吩噻嗪基、3-吩噻嗪基、4-吩噻嗪基、10-吩噻嗪基、吩噁嗪基、1-吩噁嗪基、2-吩噁嗪基、3-吩噁嗪基、4-吩噁嗪基、10-吩噁嗪基、2-噁唑基、4-噁唑基、5-噁唑基、2-噁二唑基、5-噁二唑基、3-呋咱基、2-噻吩基、3-噻吩基、二苯并噻吩-2-基中至少一种。6.一种如权利要求1-5任一所述的双硫杂蒽酮类衍生物的合成方法，其特征在于，当所述双硫杂蒽酮类衍生物具有如式I所述的结构通式时：当R1、R3为氢原子，R2不为氢原子时，所述合成方法包括如下步骤：式a所示化合物与带有R2取代基的硼酸或硼酸频那醇酯进行Suzuki反应或与带有R2取代基的含氮杂环化合物进行Ullmann反应，得到结构式如式
Ⅰ-
1所示化合物；或当R1为氢原子，R2、R3不为氢原子时，所述合成方法包括如下步骤：式
Ⅰ-
1所示化合物与液溴在冰醋酸中混合，加热反应，生成式b所示化合物；式b所示化合物与带有R3取代基的硼酸或硼酸频那醇酯进行Suzuki反应或与带有R3取代基的含氮杂环化合物进行Ullmann反应，得到结构式如式
Ⅰ-
2所示化合物；或当R1不为氢原子，R2、R3为氢原子时，所述合成方法包括如下步骤：式c所示化合物与带有R1取代基的硼酸或硼酸频那醇酯进行Suzuki反应或与带有R1取代基的含氮杂环化合物进行Ullmann反应，得到结构式如式
Ⅰ-
3所示化合物；或当R1、R3不为氢原子，R2为氢原子时，所述合成方法包括如下步骤：式
Ⅰ-
3所示化合物与液溴在冰醋酸中混合，加热反应，生成式d所示化合物；式d所示化合物与带有R3取代基的硼酸或硼酸频那醇酯进行Suzuki反应或与带有R3取代基的含氮杂环化合物进行Ullmann反
应，得到结构式如式
Ⅰ-
4所示化合物；或当R1、R2、R3同时为氢原子时，式I所示化合物的结构式如式I-5所示：其中，当X为硫原子时，所述合成方法包括如下步骤：反应生成式
Ⅰ-
5-1所示化合物，当X为硫代砜基时，所述合成方法包括以下步骤：式
Ⅰ-
5-1所示化合物在冰水浴条件下溶于二氯甲烷中，然后加入间氯过氧苯甲酸，室温下反应后得到的式
Ⅰ-
5-2所示化合物，或当R1、R2同时为氢原子，R3不为氢原子时，所述合成方法包括如下步骤：式
Ⅰ-
5所示化合物与液溴在冰醋酸中混合，加热反应，生成式e所示化合物；式e所示化合物与带有R3取代基的硼酸或硼酸频那醇酯进行Suzuki反应或与带有R3取代基的含氮杂环化合物进行Ullmann反应，得到结构式如式
Ⅰ-
6所示化合物；或当...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹰，刘建君，汪鹏飞，魏晓芳，李志毅，王瑞芳，胡晓晓，高洪磊，刘冠豪，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：