9-酰基-3-碘咔唑类化合物及其作为磷光材料的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种9-酰基-3-碘咔唑类化合物及其作为磷光材料的应用。本发明专利技术具体公开了一种含片段I的咔唑类化合物。本发明专利技术提供的9-酰基-3-碘咔唑类化合物在稳态发光光谱中具有很高的磷光发射比例，具有超过90％的磷光发射比例，荧光发射比例很低；同时，可见光即可激发磷光，且在室温、分子分散的溶液中均能展现出明亮的磷光发射。明亮的磷光发射。明亮的磷光发射。明亮的磷光发射。

【技术实现步骤摘要】
9-酰基-3-碘咔唑类化合物及其作为磷光材料的应用


[0001]本专利技术涉及一种9-酰基-3-碘咔唑类化合物及其作为磷光材料的应用。

技术介绍

[0002]纯有机室温磷光材料是发光材料大家庭中的新成员，有望用于显示、照明、数据存储、防伪标识、生物成像和生物传感。纯有机分子体系的激发单线态到三线态系间穿越速率常数k
ISC
和激发三线态到基态单线态的磷光发射速率常数k
P
比重金属体系低几个数量级，因此，纯有机分子激发三线态不易形成且极易发生非辐射失活，只在低温下展现磷光性质。相比纯有机荧光分子，纯有机室温磷光分子的种类极少，发展新型高效的纯有机室温磷光材料是材料走向应用的必经之路(Nat.Chem.2011,3,205；Adv.Funct.Mater.2013,23,3386；Nat.Mater.2015,14,685；Adv.Mater.2015,27,6195)。另一方面，目前的纯有机室温磷光体系大部分是在分子结晶态中观察到的，分子结晶态的机械性能、加工性能和分散性能均较差，因此，赋予室温磷光材料良好的机械性能、加工性能和分散性能也是材料走向应用必须解决的问题(J.Am.Chem.Soc.2007,129,8942；Angew.Chem.Int.Ed.2017,56,16207；Nat.Mater.2009,8,747；Adv.Mater.2017,29,1606665)。
[0003]Fraser团队在2007年发现有机硼配合物的室温磷光发射现象(J.Am.Chem.Soc.2007,129,8942)，唐本忠团队在2010年进行了溴代和氯代二苯甲酮分子体系的室温磷光性质研究(J.Phys.Chem.C 2010,114,6090)，Kim团队从2011年开始发展溴代苯甲醛的室温磷光分子体系(Nat.Chem.2011,3,205)，黄维团队在2015年报道了三嗪分子体系的高效室温磷光发射现象(Nat.Mater.2015,14,685)，Adachi团队报道了芴分子体系的室温磷光(Adv.Funct.Mater.2013,23,3386；Adv.Mater.2016,28,655)，国内外其他团队也相继报道了溴代芴(Angew.Chem.Int.Ed.2018,57,16821)，萘酰亚胺(Angew.Chem.Int.Ed.2016,55,9872)和吩噻嗪(Angew.Chem.Int.Ed.2018,57,16407)等体系的纯有机室温磷光现象。
[0004]关于含有咔唑官能团的纯有机室温磷光也有报道，其中唐本忠团队报道了溴代咔唑的室温磷光性质(Adv.Mater.2015,27,6195)，该分子体系中并未引入羰基等含孤对电子的官能团。许家瑞团队报道了N-取代咔唑，取代基上含有羰基或卤素(Angew.Chem.Int.Ed.2015,54,6270)，该分子体系中并未直接在咔唑9位N上直接连接羰基取代基。黄维团队报道了9-酰基咔唑的室温磷光体系(Adv.Mater.2017,29,1701244)，同期，李振团队也报道了9-酰基咔唑的室温磷光行为(Adv.Mater.2017,29,1606829)，然而，这些工作中并未在9-酰基咔唑的芳环上引入重原子取代基。在上述含有咔唑官能团的纯有机室温磷光体系中，均观察到荧光和磷光双发射，荧光占比远大于磷光占比，磷光量子产率较低，例如，黄维团队报道了9-酰基咔唑的室温磷光体系(Adv.Mater.2017,29,1701244)中，稳态发光光谱中荧光占比超过40％，纯有机分子体系中激发单线态到激发三线态的系间穿越效率有待提高。到目前为止，在纯有机室温磷光材料体系中，没有9-酰基-3-碘咔唑及其衍生物的室温磷光性质的报道。
[0005]纯有机室温磷光材料的机械性能、加工性能和分散性能对于材料应用是至关重要的。Fraser团队将聚合物连接到有机硼配合物上，为室温磷光材料提供成膜性能(Nat.Mater.2009,8,747)。Kim团队将溴代苯甲醛官能团集成到水溶性聚合物粒子上，实现水分散体系中的室温磷光性能(Angew.Chem.Int.Ed.2017,56,16207)。利用主客体超分子作用可提高纯有机室温磷光体系的磷光发射效率，并且可赋予体系水中分散性，田禾团队和刘育团队在这方面均有研究报道(J.Am.Chem.Soc.2018,140,1916；Angew.Chem.Int.Ed.2019,DOI:10.1002/anie.201914513；Angew.Chem.Int.Ed.2019,58,6028；Chem.Sci.2019,10,7773)。聚合物表面活性剂分散纯有机室温磷光材料也有报道(Adv.Mater.2017,29,1606665)，该工作中，纯有机室温磷光分子聚集成球形颗粒，并未形成具有各向异性结构的规则微纳结晶。近期工作中还有聚合物室温磷光材料的报道(Angew.Chem.Int.Ed.2018,57,10854；Nat.Commun.2019,10,4247)。在以上研究工作中，为了满足纯有机室温磷光材料加工性或分散性的需求，通常都会牺牲纯有机室温磷光材料的结晶性质，然而，纯有机室温磷光的结晶态可较大程度的抑制其三线态激发态失活，对于提高纯有机室温磷光材料的磷光发射性能至关重要。因此，构筑既具有加工性和分散性又保持高效磷光发射性能的纯有机室温磷光材料是非常有意义的，然而，文献中未有这类纯有机室温磷光材料的报道。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有的咔唑类磷光材料结构单一，荧光占比过大，磷光量子产率较低等缺陷，而提供了一种9-酰基-3-碘咔唑类化合物及其作为磷光材料的应用。本专利技术提供的9-酰基-3-碘咔唑类化合物在稳态发光光谱中具有很高的磷光发射比例，具有超过90％的磷光发射比例，荧光发射比例很低；同时，可见光即可激发磷光，且在室温、分子分散的溶液中均能展现出明亮的磷光发射。
[0007]本专利技术通过以下技术方案解决上述技术问题。
[0008]本专利技术提供了一种含片段I的咔唑类化合物，其结构如下，
[0009][0010]在本专利技术某些优选方案中，所述的含片段I的咔唑类化合物，可为如式II所示化合物，
[0011][0012]其中，R1、R2、R4、R5、R6、R7、R8和R9独立地为氢、卤素、C
1-30
的烷基、R
1-1
取代的C
1-30
的烷基、C
6-30
的芳基、R
1-3
取代的C
6-30
的芳基、“杂原子选自N、O和S中的一种或多种，杂原子个数为1-4个”的5-30元的杂芳基、R
1-4
取代的“杂原子选自N、O和S中的一种或多种，杂原子个数为1-4个”的5-30元的杂芳基、-NR
1-5
R
1-6
、-PR
1-7
R
1-8
、-AsR
1-本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含片段I的咔唑类化合物，其特征在于，其结构如下，2.如权利要求1所述的含片段I的咔唑类化合物，其特征在于，所述的含片段I的咔唑类化合物为如式II所示化合物，其中，R1、R2、R4、R5、R6、R7、R8和R9独立地为氢、卤素、C
1-30
的烷基、R
1-1
取代的C
1-30
的烷基、C
6-30
的芳基、R
1-3
取代的C
6-30
的芳基、“杂原子选自N、O和S中的一种或多种，杂原子个数为1-4个”的5-30元的杂芳基、R
1-4
取代的“杂原子选自N、O和S中的一种或多种，杂原子个数为1-4个”的5-30元的杂芳基、-NR
1-5
R
1-6
、-PR
1-7
R
1-8
、-AsR
1-9
R
1-10
、-C≡C-R
1-11
、SR
1-12
、OR
1-13
、SeR
1-14
、聚合物基团、寡肽基团、多肽基团、咔唑基或芴基；或者，“R1和R
2”、R4和R
5”、“R5和R
6”、“R6和R
7”、“R7和R
8”或“R8和R
9”中的一个或多个与其相连的碳原子形成C
6-15
的芳环；R
1-1
、R
1-3
和R
1-4
独立地为卤素、羟基、氨基、氰基、羧基、C
1-30
的烷基、C
1-30
的烷氧基或C
6-15
的芳基；R
1-5
、R
1-6
、R
1-7
、R
1-8
、R
1-9
和R
1-10
独立地为氢、C
1-30
的烷基或C
6-15
的芳基；R
1-11
、R
1-12
、R
1-13
和R
1-14
独立地为氢、氨基、C
1-C
30
烷基、R
2-1
取代的C
1-C
30
烷基、C
1-C
30
烷氧基、C
1-C
30
烷硫基、C
2-C
30
烯基、C
6-C
30
芳基、“杂原子选自N、O和S中的一种或多种，杂原子个数为1-4个”的5-30元的杂芳基、C
6-C
30
芳氧基、C
6-C
30
芳硫基、-C(＝O)C
1-C
30
烷基、-C(＝O)NR
2-2
R
2-3
；R
2-1
为卤素、羟基、氨基或羧基；R
2-2
和R
2-3
独立地为氢或C
1-30
的烷基；所述的聚合物基团为聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酰胺、聚氧化烯烃、聚亚磷酸酯、聚膦酸酯、聚磷酸酯、聚磷酸酰胺酯、聚碳酸酯、聚酯、聚酸酐、聚氨酯、聚二烯、聚烯烃、聚乙烯基醚、聚乙烯醇、聚乙烯基酮、聚卤乙烯、聚乙烯基酯、聚苯乙烯、聚乙烯基吡啶、季铵化的聚乙烯基吡啶、聚乙烯亚胺、聚赖氨酸、聚膦、聚锍、聚酰胺、聚氨基酸、聚乳酸、多糖、脱氧核糖核酸、核糖核酸、聚芳族磺酸盐、季铵化聚芳基胺、聚乙烯吡咯烷酮、或聚烷基胺基丙烯酸酯；n
为3-450。3.如权利要求2所述的含片段I的咔唑类化合物，其特征在于，R1、R2、R4、R5、R7和R8独立地为氢、C
1-30
的烷基、OR
1-13
或C
6-30
的芳基；R
1-13
为C
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张卡卡，郭望，
申请(专利权)人：中国科学院上海有机化学研究所，
类型：发明
国别省市：