一种发光大环TADF化合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于有机发光材料技术领域，具体涉及一种发光大环TADF化合物及其制备方法和应用。该化合物以苯胺衍生物为给体基团，具有众多可替换的受体结构，可以通过改变电子受体(Acceptor,A)和电子给体(Donor,D)来改变化合物的发光颜色以及发光性质，为构造种类多样的发光大环TADF分子提供了新的思路。并且，实验证明该大环化合物发光强度大，光致发光量子产率也得到了显著的提升，可以应用于有机光电材料领域。料领域。料领域。

【技术实现步骤摘要】
一种发光大环TADF化合物及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于有机发光材料
更具体地，涉及一种发光大环TADF化合物及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]根据发光机制，目前的发光材料主要有：荧光材料、磷光材料、三线态
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三线态湮灭(TTA)和热活化延迟荧光(TADF)材料。其中荧光材料的量子产率低，其OLED器件的外量子效率(EQE)不超过5％；磷光材料的OLED器件的外量子效率可以达到20％，但其往往要与重金属配合，生产成本较高，存在严重的效率滚降现象，且稳定性不好；TTA材料两个三线态激子产生一个单线态激子，理论最大内量子产率达到62.5％，需要调控浓度防止产生较大效率滚降现象；TADF可同时利用75％的三线态激子和25％的单线态激子，理论上最大内量子产率可达到100％，且材料主要为有机化合物，不需要重金属，生产成本低，可通过多种方法进行化学修饰，是目前各性能都较好的发光材料。
[0003]π
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共轭大环化合物是制备TADF材料之一，有机π
‑
共轭大环化合物是一种具有独特功能的有机材料，与线性π
‑
共轭低聚物和聚合物相比，具有更少的末端，通过对其结构、电子偏置和共轭长度的精细修饰，它们的光物理性质可以进行微调。但现有大环TADF化合物的研究被合成困难、种类稀缺等问题所困扰。如Izumi S等人报道的用于有机发光二极管的热激活延迟荧光供体
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受体
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供体
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受体的发光大环TADF化合物，该发光大环TADF化合物是第一个用于制作OLED的纯有机大环TADF发射体，但其发光大环TADF化合物受体单一，可选择范围小(Izumi S,Higginbotham H.F.,Nyga A.,et.al.Thermally Activated Delayed Fluorescent Donor
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Acceptor
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Donor
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Acceptorπ
‑
Conjugated Macrocycle for Organic Light
‑
Emitting Diodes[J].J.Am.Chem.Soc.,2020,142,1482.)。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是克服现有发光大环热活化延迟荧光(TADF)化合物受体单一、可选择范围小、种类稀缺的缺陷和不足，提供一种受体种类多、可以进行多元化合成的发光大环热活化延迟荧光化合物。
[0005]本专利技术的目的是提供一种发光大环热活化延迟荧光化合物的制备方法。
[0006]本专利技术另一目的是提供发光大环热活化延迟荧光化合物在有机光电材料方面的应用。
[0007]本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：
[0008]一种发光大环热活化延迟荧光化合物，其特征在于，结构如式(Ⅰ)所示，
[0009][0010]其中，R1、R2独立地选自C
1～n
烷基、苯基或取代苯基，所述取代苯基的取代基为C
1～n
烷基，其中，2≤n≤5；
[0011]A1、A2独立地选自地选自
[0012][0013]中的一种。
[0014]优选地，所述R1、R2独立地选自C
1～n
烷基、苯基或取代苯基，所述取代苯基的取代基为C
1～n
烷基，其中，2≤n≤4。
[0015]更优选地，所述R1、R2独立地选自中的一种。
[0016]最优选地，所述R1、R2独立地选自中的一种。
[0017]优选地，所述发光大环热活化延迟荧光化合物的结构为以下结构中的一种：
[0018][0019][0020][0021][0022]本专利技术进一步保护一种发光大环热活化延迟荧光化合物的制备方法，包括以下步骤：
[0023]S1、N
‑
苯基对苯二胺、二苯甲酮在碱性催化剂存在的条件下进行氨基保护反应，所得产物再依次与二碳酸二叔丁酯、缩合剂进行缩合反应，与碳酸氢铵在过渡金属催化剂条件下进行脱保护反应，与化合物R
‑
X在碱性催化剂、过渡金属催化剂与磷配体存在的条件下进行取代反应，得到给体；
[0024]S2、步骤S1所得给体和受体溶解于有机溶剂中，加入碱性催化剂、过渡金属催化剂反应完全，后处理，所得产物再与受体溶解于有机溶剂中，加入碱性催化剂、过渡金属催化剂反应完全，后处理，即得；
[0025]其中，所述给体的结构为：给体或化合物R
‑
X中的R为R1或R2；
[0026]所述受体为化合物X
‑
A1‑
X或X
‑
A2‑
X，受体或化合物R
‑
X中的X为卤素；
[0027]所述R1、R2、A1、A2的定义与权利要求1～3任一定义一致。
[0028]本专利技术发光大环热活化延迟荧光(TADF)化合物以双连接位点给体(D)和双位点受体基团(A)为构筑核心，在此基础上通过对给体氨基上保护、脱保护的方法以较高产率得到了大环发光化合物，使基于该苯胺类给体的分子具备明显的光学性质。
[0029]基于合理的分子设计，本专利技术发光大环TADF化合物中的D
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A
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D
‑
A连续共轭的大环分子内形成给受体之间的大二面角来减少前线分子轨道的重叠，从而减小了单
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三线态能级差，有效促进了反向系间窜越进程，使其具有热激活延迟荧光的性能。并且，通过引入酮类电子受体使得酮类羰基能引发分子产生振动，进而产生聚集诱导发光(AIE)效应，可以有效地抑制激子湮灭，使分子在高浓度聚集态下比低浓度下有更强的荧光发射，从而具有较高的发光强度，提高光致发光量子产率。
[0030]优选地，在步骤S1中，所述氨基保护反应条件为：反应温度为80～120℃，反应时间为8～20h。
[0031]优选地，在步骤S1中，所述缩合反应的条件为：反应温度为60～70℃，反应时间为8～16h。
[0032]更优选地，在步骤S1中，所述缩合剂为DMAP或HOBT。
[0033]优选地，在步骤S1中，所述脱保护反应的条件为：反应温度为60～70℃，反应时间为6～12h。
[0034]优选地，在步骤S1中，所述取代反应的条件为：反应温度为80～120℃，反应时间为10～16h。
[0035]优选地，在步骤S2中，所述给体与受体的摩尔比为2:1～5:1，所述产物与受体的摩尔比为1:1～1:2。
[0036]优选地，在步骤S2中，所述有机溶剂为甲苯或1,4
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二氧六环。
[0037]优选地，在步骤S2中，所述受体的化学结构如下：
[0038][0039][0040]其中，X为卤素。
[0041]优选地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发光大环热活化延迟荧光化合物，其特征在于，结构如式(Ⅰ)所示，其中，R1、R2独立地选自C
1～n
烷基、苯基或取代苯基，所述取代苯基的取代基为C
1～n
烷基，其中，2≤n≤5；A1、A2独立地选自独立地选自
2.根据权利要求1所述发光大环热活化延迟荧光化合物，其特征在于，所述R1、R2独立地选自C
1～n
烷基、苯基或取代苯基，所述取代苯基的取代基为C
1～n
烷基，其中，2≤n≤4。3.根据权利要求2所述发光大环热活化延迟荧光化合物，其特征在于，所述R1、R2独立地选自4.权利要求1～3任一所述发光大环热活化延迟荧光化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、N
‑
苯基对苯二胺、二苯甲酮在碱性催化剂存在的条件下进行氨基保护反应，所得产物再依次与二碳酸二叔丁酯、缩合剂进行缩合反应，与碳酸氢铵在过渡金属催化剂条件下进行脱保护反应，与化合物R
‑
X在碱性催化剂、过渡金属催化剂与磷配体存在的条件下进行取代反应，得到给体；S2、步骤S1所得给体和受体溶解于有机溶剂中，加入碱性催化剂、过渡金属催化剂反应完全，后处理，所得产物再与受体溶解于有机溶剂中，加入碱性催化剂、过渡...

【专利技术属性】
技术研发人员：付裕，穆英啸，叶泽聪，籍少敏，张浩力，霍延平，肖京平，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：