本发明专利技术公开了可溶性功能咔唑衍生物及其制备方法与应用。该可溶性功能咔唑衍生物以４，４′－Ｎ，Ｎ′－二咔唑基联苯为中心，在其中一个咔唑的３，６位接入烷基，烷氧基，或者氟原子取代的苯基；在另外一个咔唑的３，６位接入刚性基团Ａｒ。制备时，以３，６－二溴咔唑作为反应原料，通过钯催化Ｓｕｚｕｋｉ偶联反应在咔唑的３，６位引入可溶性基团，然后引入可溶性基团的咔唑溴化物，再引入刚性基团从而得到目标产物。该材料在沸点较高的非极性溶剂中具有较好的溶解性，能够方便用溶液法纯化，同时又具有良好的热稳定性和薄膜形态稳定性，在合成、纯化、薄膜制备等方面具有优势，在有机薄膜电致发光显示、照明以及激光上具有重要应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及可溶性功能咔唑衍生物。具体涉及可溶性基团和非共平面的刚性基团取代的功能性咔唑衍生物及其制备方法，本专利技术还涉及该可溶性功能咔唑衍生物在有机发光、照明以及激光器件制备中的应用。
技术介绍
1987年，美国柯达公司的Tang和VanSlyke制备了以小分子有机金属配合物八羟基喹啉铝(Alq3)作为发光层的“三明治型”(阳极/发光层/阴极)薄膜电致发光器件，开创了有极小分子电致发光的基础与应用研究。在过去二十年中，有机电致发光二极管(OLEDs)由于其在新一代显示器和照明技术中的潜在应用而引起广泛注意。 近年来，主客体掺杂作为发光层的电致发光器件由于具有比较高的发光效率和功率效率、高的器件稳定性以及长寿命等优点，已经成为电致发光的一个热点研究领域。发光层的主体材料必须具有高的载流子迁移率，良好的热学以及形态稳定性，成膜性好等特点。4，4′-N，N′-二咔唑基联苯(CBP)由于其合适的能级(HOMO＝-6.0eV，LUMO＝-2.8eV)，具有双载流子传输特性和比较高的迁移率，作为主体材料广泛应用于掺杂型蒸镀电致发光器件。但是由于其结晶特性以及受限于在高沸点弱极性有机溶剂中溶解度，4，4’-N，N’-二咔唑基联苯并不适合于溶液打印技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对已有的技术缺点，提供新型可溶功能性咔唑衍生物。该分子材料具有良好热稳定性、薄膜稳定性以及容易制备等优点。 本专利技术的另一个目的在于提供一种新型功能性咔唑衍生物的制备方法。 本专利技术的还有一目的在于将新型功能性咔唑衍生物应用于制备发光二极管以及照明器件中发光层的应用。 为达到上述专利技术目的，本专利技术采用了如下技术方案 可溶性功能咔唑衍生物，具有如下化学结构式 所述的R1～R5为烷基，烷氧基，氟原子或者氢原子，R1～R5不同为氢原子；所述的Ar为芳烃或者芳烃衍生物。 为进一步实现本专利技术的目的，所述R1～R5是含碳数为1-20的烷基，烷氧基，氟原子或者氢原子。 所述的芳烃或者芳烃衍生物优选为如下结构式(1)～(3)中的一种； 所述式(1)中R1～R5为含碳数为1-20的烷基，烷氧基，氟原子或者氢原子；所述式(2)或式(3)中，R1为含碳数为1-20的烷基，烷氧基，氟原子或者氢原子。 一种可溶性功能咔唑衍生物的制备方法，包括如下步骤 (1)在惰性气体保护下，以3，6-二溴咔唑和可溶性烷基、烷氧基或者氟基取代的苯基硼酸酯作为反应原料，通过钯催化Suzuki偶联反应在咔唑3，6位同时接入烷基，烷氧基或者氟原子取代的苯基，得到的3，6位修饰的可溶性咔唑衍生物；3，6-二溴咔唑与可溶性烷基、烷氧基、或者氟基取代的苯基硼酸酯的摩尔比为1∶2～1∶3；反应温度为70～110℃，反应时间为8～36h，钯催化Suzuki偶联反应的催化剂为四三苯基瞵合钯，四三苯基瞵合钯与3，6-二溴咔唑摩尔比1∶100～3∶100； (2)在惰性气体保护下，步骤(1)得到的3，6位修饰的可溶性咔唑衍生物与对二溴苯通过一价铜盐催化Ullmann偶联反应得到3，6位修饰的可溶性-N-苯基咔唑溴化物；3，6位修饰的可溶性咔唑衍生物与对二溴苯的摩尔比为1∶1～1∶3；反应温度为140～170℃，反应时间为12～36h，一价铜盐催化Ullmann偶联反应的催化剂为碘化亚铜，碘化亚铜与3，6位修饰的可溶性咔唑衍生物的摩尔比3∶100～5∶100； (3)在惰性气体保护下，以步骤(2)得到的3，6位修饰的可溶性-N-苯基咔唑溴化物与3，6-二芳基-N-苯基咔唑硼酸酯通过钯催化Suzuki偶联反应引入刚性基团Ar，得到目标产物可溶性功能咔唑衍生物；3，6位修饰的可溶性-N-苯基咔唑溴化物与3，6-二芳基-N-苯基咔唑硼酸酯的摩尔比为1∶1；反应温度为70～110℃，反应时间为8～36h，所述的钯催化Suzuki偶联反应的催化剂为四三苯基瞵合钯；四三苯基瞵合钯与3，6位修饰的可溶性-N-苯基咔唑溴化物摩尔比1∶100～3∶100。 另一种可溶性功能咔唑衍生物的制备方法，包括如下步骤 (1)在惰性气体保护下，以3，6-二溴咔唑和可溶性烷基、烷氧基、或者氟基取代的苯基硼酸酯作为反应原料，通过钯催化Suzuki偶联反应在咔唑3，6位同时接入烷基，烷氧基或者氟原子取代的苯基，得到的3，6位修饰的可溶性咔唑衍生物；3，6-二溴咔唑与可溶性烷基、烷氧基、或者氟基取代的苯基硼酸酯的摩尔比为1∶2～1∶3；反应温度为70～110℃，反应时间为8～36h，钯催化Suzuki偶联反应的催化剂为四三苯基瞵合钯，四三苯基瞵合钯与3，6-二溴咔唑摩尔比1∶100～3∶100； (2)在惰性气体保护下，步骤(1)得到的3，6位修饰的可溶性咔唑衍生物与对二溴苯通过一价铜盐催化Ullmann偶联反应得到3，6位修饰的可溶性-N-苯基咔唑溴化物；3，6位修饰的可溶性咔唑衍生物与对二溴苯的摩尔比为1∶1～1∶3；反应温度为140～170℃，反应时间为12～36h，一价铜盐催化Ullmann偶联反应的催化剂为碘化亚铜，碘化亚铜与3，6位修饰的可溶性咔唑衍生物的摩尔比3∶100～5∶100； (3)在惰性气体保护下和液氮/异丙醇浴下，步骤(2)得到的3，6位修饰的可溶性-N-苯基咔唑溴化物在丁基锂和4，4，5，5-四甲基-1，3，2-异丙醇基硼酸酯作用下继而反应生成3，6位修饰的可溶性-N-苯基咔唑的硼酸酯；3，6位修饰的可溶性-N-苯基咔唑溴化物与丁基锂的摩尔比为1∶1～2∶3，与4，4，5，5-四甲基-1，3，2-异丙醇基硼酸酯的摩尔比为1∶2～1∶3；反应时间为12～24h； (4)在惰性气体保护下以步骤(3)所得3，6位修饰的可溶性-N-苯基咔唑的硼酸酯与3，6-二芳基-N-对溴苯基咔唑通过钯催化Suzuki偶联反应引入刚性基团Ar，得到目标产物可溶性功能咔唑衍生物；3，6位修饰的可溶性-N-苯基咔唑硼酸酯与3，6-二芳基-N-对溴苯基咔唑的摩尔比为1∶1；反应温度为70～110℃，反应时间为8～36h，所述的钯催化Suzuki偶联反应的催化剂为四三苯基瞵合钯；四三苯基瞵合钯与3，6位修饰的可溶性-N-苯基咔唑的硼酸酯的摩尔比为1∶100～3∶100。 所述的可溶性功能咔唑衍生物在制备有机发光、照明及激光器件中的应用。 相比于已有材料和技术，本专利技术具有如下优点和有益效果 本专利技术所述的新型功能性咔唑衍生物具有两种不同功能的基团即增加溶解性的烷基，烷氧基，或者氟基取代的苯基，以及提高热稳定性的Ar。采用模块合成方法，合成路线比较简单，提纯方便。由于烷基，烷氧基，或者氟基取代的苯基的引入以及整个分子的空间构型使材料可以溶于多种高沸点弱极性有机溶剂，如甲苯，氯苯，二氯苯等，并能够通过真空蒸镀、溶液旋涂以及喷墨打印的方法形成均一的薄膜。同时，由于咔唑分子自身的刚性以及引入的刚性基团Ar使得材料具有较好的热稳定性和具有较高薄膜形态稳定性，避免了材料在长期使用过程中结晶而影响器件的性能与寿命。具体而言，有以下几点优点 (1)本专利技术的可溶性功能咔唑衍生物合成简单，提纯方便； (2)本专利技术的可溶性功能咔唑衍生物具有较好的溶解性和成膜性； 本文档来自技高网...
【技术保护点】
可溶性功能咔唑衍生物，其特征在于：该咔唑衍生物具有如下化学结构式：＊＊＊ 所述的Ｒ↓［１］～Ｒ↓［５］为烷基，烷氧基，氟原子或者氢原子，Ｒ↓［１］～Ｒ↓［５］不同为氢原子；所述的Ａｒ为芳烃或者芳烃衍生物。
【技术特征摘要】
1、可溶性功能咔唑衍生物，其特征在于该咔唑衍生物具有如下化学结构式所述的R1～R5为烷基，烷氧基，氟原子或者氢原子，R1～R5不同为氢原子；所述的Ar为芳烃或者芳烃衍生物。2、根据权利要求1所述的新型功能性咔唑衍生物，其特征在于，R1～R5是含碳数为1-20的烷基，烷氧基，氟原子或者氢原子。3、根据权利要求3所述的新型功能性咔唑衍生物，其特征在于所述的芳烃或者芳烃衍生物为如下结构式(1)～(3)中的一种；所述式(1)中R1～R5为含碳数为1-20的烷基，烷氧基，氟原子或者氢原子；所述式(2)或式(3)中，R1为含碳数为1-20的烷基，烷氧基，氟原子或者氢原子。4、权利要求1-4任一项所述的可溶性功能咔唑衍生物的制备方法，其特征在于包括如下步骤(1)在惰性气体保护下，以3，6-二溴咔唑和可溶性烷基、烷氧基或者氟基取代的苯基硼酸酯作为反应原料，通过钯催化Suzuki偶联反应在咔唑3，6位同时接入烷基，烷氧基或者氟原子取代的苯基，得到的3，6位修饰的可溶性咔唑衍生物；3，6-二溴咔唑与可溶性烷基、烷氧基、或者氟基取代的苯基硼酸酯的摩尔比为1∶2～1∶3；反应温度为70～110℃，反应时间为8～36h，钯催化Suzuki偶联反应的催化剂为四三苯基瞵合钯，四三苯基瞵合钯与3，6-二溴咔唑摩尔比1∶100～3∶100；(2)在惰性气体保护下，步骤(1)得到的3，6位修饰的可溶性咔唑衍生物与对二溴苯通过一价铜盐催化Ullmann偶联反应得到3，6位修饰的可溶性-N-苯基咔唑溴化物；3，6位修饰的可溶性咔唑衍生物与对二溴苯的摩尔比为1∶1～1∶3；反应温度为140～170℃，反应时间为12～36h，一价铜盐催化Ullmann偶联反应的催化剂为碘化亚铜，碘化亚铜与3，6位修饰的可溶性咔唑衍生物的摩尔比3∶100～5∶100；(3)在惰性气体保护下，以步骤(2)得到的3，6位修饰的可溶性-N-苯基咔唑溴化物与3，6-二芳基-N-苯基咔唑硼酸酯通过钯催化Suzuki偶联反应引入刚性基团Ar，得到目标产物可溶性功能咔唑衍生物；3，6位修饰的可溶性-N-苯基咔唑溴化物与3，6-二芳基-N-苯基咔唑硼酸酯的摩尔比为1∶1；反应温度为70～110℃，反应时间为8～36h，所述的钯催化Suzuki偶联反应的催化剂为四三苯基瞵合钯；四三苯基瞵合钯与3，6位修饰的可溶性-N-苯基...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱旭辉，赵利，黄菊，李远，曹镛，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]
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