具有异构体的小共轭磷光金属铱(III)配合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一类具有异构体的小共轭磷光金属铱(III)配合物及其制备方法和应用，所述配合物可通过一步配合物合成反应，经简单的柱层析分离提纯技术得到三种不同光发射性质的异构体配合物。该类配合物主要由2‑苯基吡啶和具有给电子性质的甲氧基基团、吸电子性质的三氟甲基基团组成。本发明专利技术通过一步反应得到橙色、橙红、红色三个发射波长的磷光金属铱(III)配合物，可以简化不同发射波长的磷光金属铱(III)配合物的生产工艺流程，降低成本；并且本发明专利技术得到了具有小共轭性质的红色磷光金属铱(III)配合物，是一类溶解性良好的电致发光材料，应用在低成本OLED显示器件以及白光OLED器件中。

【技术实现步骤摘要】
具有异构体的小共轭磷光金属铱(III)配合物及其制备方法和应用
本专利技术涉及一类具有异构体的小共轭磷光金属铱(III)配合物及其制备方法和应用，属于有机光电材料

技术介绍
因全彩色平板显示器和低成本光源的需求，有机电致发光材料在制备高效有机发光二极管(OLED)方面的探索一直是研究的焦点。与荧光材料相比，磷光过渡金属配合物可以同时利用单线态和三线态激子，实现100％的内量子效率，显著提高器件性能。利用重金属原子强的自旋轨道耦合作用，提高过渡金属配合物磷光发光效率。在磷光过渡金属配合物中，环金属铱(III)配合物由于其高的光致发光效率、优良的化学稳定性和易调节发光颜色等优点，被认为是最有前途的电致发光材料。环金属铱(III)配合物可实现由蓝到绿再到近红外的可见光发光，目前红色磷光铱(III)配合物大都具有大共轭的配体结构，增加配合物分子刚性，减小非辐射跃迁速率，以实现其红光发射，可被应用于全彩色平板显示器和低成本光源器件中。但是配体共轭程度的增加降低了配合物的溶解性，影响OLED器件的制备，开发小共轭的红色磷光铱(III)配合物可以很好的解决红光配合物的溶解性差的问题。此外，由于贵重金属铱具有较高的价格，使得以金属铱(III)配合物为发光材料的OLEDs器件的商业化缺少成本竞争优势。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术设计一类具有异构体的新型小共轭磷光金属铱(III)配合物及其制备方法和应用，为进一步开发新型电致发光材料、设计新型小共轭红色磷光铱(III)配合物以及降低材料生产成本提供了新思路和新方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供一类具有异构体的小共轭磷光金属铱(III)配合物，所述配合物结构式为下述结构式中的任意一种：其中，R1、R2的组合分为两种情况，R1＝H、R2＝CF3或者R1＝CF3、R2＝H；为中的任意一种。本专利技术在2-苯基吡啶的吡啶环上引入吸电子性质的三氟甲基基团，在2-苯基吡啶的苯环的3位碳原子位点上引入给电子性质的甲氧基基团，与IrCl3·3H2O反应生成二氯桥，二氯桥与辅助配体再通过一步配合物合成反应，得到三种不同光发射性质的异构体配合物。本专利技术通过一步反应得到橙色、橙红、红色三个发射波长的磷光金属铱(III)配合物，可以简化不同发射的波长磷光金属铱(III)配合物的生产工艺流程，降低成本；并且本专利技术得到的具有小共轭性质的红色磷光金属铱(III)配合物，是一类良好的电致发光材料，可应用于白光OLED器件领域。根据上述特性，此类新型小共轭磷光金属铱(III)配合物可以被很好的应用在低成本OLED显示器件以及白光OLED器件中。本专利技术还提供具有异构体的小共轭磷光金属铱(III)配合物的制备方法，制备路线如下：进一步地，包括：含有-CF3官能团的2-氯吡啶化合物1与3-甲氧基苯硼酸化合物2通过一步铃木反应得到化合物3；化合物3与IrCl3·3H2O反应，得到多种不同构型的μ-氯桥二聚体化合物4；化合物4与辅助配体5通过一步简单温和的配位反应，得到三种构型的金属铱(III)配合物。进一步地，所述化合物3的制备方法为：将含有-CF3官能团的2-氯吡啶化合物1与3-甲氧基苯硼酸化合物2以及四三苯基膦钯催化剂，加入到甲苯、甲醇、碳酸钾饱和溶液的混合溶剂中，在85℃温度下，氮气保护，回流反应18h，冷却至室温，将有机溶剂旋干，通过柱层析分离技术分离提纯得到化合物3。进一步地，所述化合物4的制备方法为：将化合物3和IrCl3·3H2O加入到乙二醇乙醚和去离子水的混合溶剂中，在氮气保护下，回流反应24h，冷却至室温，加入水，沉淀析出后，抽滤，洗涤，真空干燥得到多种不同构型的μ-氯桥二聚体化合物4。进一步地，所述金属铱(III)配合物的制备方法为：将化合物4、辅助配体5以及碳酸钾粉末加入二氯甲烷溶剂中，通过一步简单温和的配位反应，得到三种构型的铱(III)配合物；通过柱层析分离技术先后分离提纯出三种具有橙色、橙红、红色磷光发射的铱(III)配合物Ir(c)、Ir(b)、Ir(a)。进一步地，所述的μ-氯桥二聚体化合物4具体构型包括以下六种中的一种或多种：本专利技术还提供上述的具有异构体的小共轭磷光金属铱(III)配合物在制备电致发光器件中作为电致发光材料的应用。本专利技术还提供上述的具有异构体的小共轭磷光金属铱(III)配合物在制备白光OLED器件中作为电致发光材料的应用。本专利技术所达到的有益效果：本专利技术可依据小共轭结构配体中苯环的高旋转自由度，提供两种不同的Ir-C配位点，可通过简单的一步反应得到高产率的具有不同构型的磷光金属铱(III)配合物。利用甲氧基基团对配合物的极性影响以及配合物不同位置的甲氧基基团在硅胶柱中的吸附性强弱不同，可有效的增加配合物在柱层析分离提纯过程中不同异构体之间的洗脱剂极性的差异，进而高效分离提纯异构体配合物。利用甲氧基基团在不同构型的配合物中空间位置的不同，可显著调控配合物的发光颜色。通过在2-苯基吡啶的吡啶环上引入吸电子性质的三氟甲基基团，在2-苯基吡啶的苯环的3位碳原子位点上引入给电子性质的甲氧基基团，调控金属配合物的激发态性质，减小HOMO与LUMO能级之间的能隙，实现小共轭红色磷光发射。附图说明图1：2-(3-甲氧基-苯基)-4-三氟甲基吡啶氢谱；图2：2-(3-甲氧基-苯基)-4-三氟甲基吡啶氟谱；图3：2-(3-甲氧基-苯基)-4-三氟甲基吡啶碳谱；图4：2-(3-甲氧基-苯基)-5-三氟甲基吡啶氢谱；图5：2-(3-甲氧基-苯基)-5-三氟甲基吡啶氟谱；图6：2-(3-甲氧基-苯基)-5-三氟甲基吡啶碳谱；图7：配合物Ir1-a氢谱；图8：配合物Ir1-a氟谱；图9：配合物Ir1-b氢谱；图10：配合物Ir1-b氟谱；图11：配合物Ir1-c氢谱；图12：配合物Ir1-c氟谱；图13：配合物Ir2-a氢谱；图14：配合物Ir2-a氟谱；图15：配合物Ir2-b氢谱；图16：配合物Ir2-b氟谱；图17：配合物Ir2-c氢谱；图18：配合物Ir2-c氟谱；图19：配合物Ir1-a、Ir1-b、Ir1-c晶体结构图；图20：金属铱(III)配合物Ir1-a、Ir1-b、Ir1-c紫外-可见吸收光谱和常温发射光谱图；图21：金属铱(III)配合物Ir1-a、Ir1-b、Ir1-c低温发射光谱；图22：金属铱(III)配合物Ir1-a、Ir1-b、Ir1-c磷光寿命测试；图23：金属铱(III)配合物Ir2-a、Ir2-b、Ir2-c紫外-可见吸收光谱和常温发射光谱图；图24：金属铱(III)配合物Ir2-a、Ir2-b、Ir2-c低温发射光谱；图25：金属铱(III)配合物Ir2-a、Ir2-b、Ir2-c磷光寿命测试。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.具有异构体的小共轭磷光金属铱(III)配合物，其特征在于，所述配合物结构式为下述结构式中的任意一种：/n

【技术特征摘要】
1.具有异构体的小共轭磷光金属铱(III)配合物，其特征在于，所述配合物结构式为下述结构式中的任意一种：



其中，R1、R2的组合分为两种情况，R1＝H、R2＝CF3或者R1＝CF3、R2＝H；

为中的任意一种。


2.根据权利要求1所述的具有异构体的小共轭磷光金属铱(III)配合物的制备方法，其特征在于，制备路线如下：





3.根据权利要求2所述的具有异构体的小共轭磷光金属铱(III)配合物的制备方法，其特征在于，包括：含有-CF3官能团的2-氯吡啶化合物1与3-甲氧基苯硼酸化合物2通过一步铃木反应得到化合物3；化合物3与IrCl3·3H2O反应，得到多种不同构型的μ-氯桥二聚体化合物4；化合物4与辅助配体5通过一步简单温和的配位反应，得到三种构型的金属铱(III)配合物。


4.根据权利要求3所述的具有异构体的小共轭磷光金属铱(III)配合物的制备方法，其特征在于，所述化合物3的制备方法为：将含有-CF3官能团的2-氯吡啶化合物1与3-甲氧基苯硼酸化合物2以及四三苯基膦钯催化剂，加入到甲苯、甲醇、碳酸钾饱和溶液的混合溶剂中，在85℃温度下，氮气保护，回流反应18h，冷却至室温，将有机溶剂旋干，通过柱层析分离技术分离提纯得到化合物3。

【专利技术属性】
技术研发人员：刘淑娟，赵方卿，赵强，陶鹏，郑小康，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