一种二氰基吡嗪类化合物及其制备方法和应用、有机电致发光器件及其应用技术

本发明专利技术提供了一种二氰基吡嗪类化合物及其制备方法和应用、有机电致发光器件及其应用，涉及有机电致发光材料技术领域。本发明专利技术通过引入电负性的官能团(二苯胺)作为电子给体基团和噻吩(π桥)对二氰基吡嗪的5

【技术实现步骤摘要】
一种二氰基吡嗪类化合物及其制备方法和应用、有机电致发光器件及其应用


[0001]本专利技术涉及有机电致发光材料
，具体涉及一种二氰基吡嗪类化合物及其制备方法和应用、有机电致发光器件及其应用。

技术介绍

[0002]近红外有机发光二极管(NIR
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OLEDs)由于其在夜视显示器、化学传感和医学诊断方面的特殊应用，近年来受到了人们的广泛研究。有机NIR
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OLEDs材料主要包括过渡金属配合物、有机染料、低带隙聚合物和有机给体
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受体(D
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A)小分子。尽管近红外磷光OLED已被报道达到最高的外量子效率(EQE)约为24％，但由于其长寿命三重态激子猝灭效应，在高电流密度下也存在不稳定性和严重的效率滚落。因此，考虑到有机材料的化学改性、易合成、成本低等特点，有必要开发无金属的有机材料。
[0003]为了实现近红外发射，通常采用两种分子设计策略来缩小光学带隙。一种是通过扩展π
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共轭得到一个更红移的发色团，但红移是有限的，在多步骤合成、纯化和器件制造中存在问题。第二种方法是构造具有D
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A结构的近红外发色团。这是一类很有前途的材料，用于近红外OLED应用，因为它们的带隙水平可以很容易地根据CT特征的发射状态、双极电荷传输和真空蒸发制造器件的能力来调整。
[0004]但D
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A材料面临着进一步发展的问题。首先，D
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A发色团中的最高未占据分子轨道(HOMO)和最低未占据分子轨道(LUMO)之间的重叠通常非常有限，不可避免地导致较低的辐射跃迁速率，最终导致较低的发光效率，甚至根本不发射。其次，近红外发光材料也面临着能隙定律的固有局限性。此外，当D
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A分子被用于制造近红外电致发光器件时，由于固态的堆叠和偶极子相互作用，无辐射跃迁速率进一步增加，导致近红外发光OLED的发光性能降低。因此，降低非辐射跃迁或增加辐射跃迁速率已成为改进近红外发光材料的一个重要方向。
[0005]要解决以上问题，近红外材料设计应依据以下分子设计原则：(1)选择合适的给受体基团组合，以此获得分离的HOMO和LUMO的电子结构，使分子具有CT态来达到近红外发射；(2)选择恰当的电子给受体基团间的连接基团，平衡HOMO和LUMO在空间分离和重叠的程度，提高辐射跃迁速率；(3)选择具有刚性结构的分子，有大的位阻可抑制非辐射跃迁，提高荧光发射效率。
[0006]具有稠环结构的N取代芳杂环化合物作为良好的电子受体基团，具有刚性平面结构，可以通过铃木反应、乌尔曼反应连接不同的给体和π桥基团，在给受体型有机近红外发射材料中得到了较为广泛的应用。该类材料具有合成简单、热稳定性好等优点，但是仍然存在发光效率不高的问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种二氰基吡嗪类化合物及其制备方法和应用、有机电致
发光器件及其应用，本专利技术提供的二氰基吡嗪类化合物发光效率高，在有机电致发光器件中具有很好的应用前景。
[0008]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0009]本专利技术提供了一种二氰基吡嗪类化合物，具有式I所示的结构：
[0010][0011]本专利技术提供了上述技术方案所述二氰基吡嗪类化合物的制备方法，包括以下步骤：
[0012]在保护气氛下，将卤代二氰基吡嗪、化合物II、钯催化剂、碱性试剂和混合溶剂混合，进行偶联反应，得到具有式I所示结构的二氰基吡嗪类化合物；所述混合溶剂包括有机溶剂和水；
[0013]所述卤代二氰基吡嗪的结构式为结构式中X为氯、溴或碘；
[0014]所述化合物II的结构式为
[0015]优选地，所述卤代二氰基吡嗪的制备方法，包括以下步骤：
[0016]将二亚氨基丁二腈、卤代二氨基苯和三氟乙酸混合，进行环化反应，得到卤代二氰基吡嗪；
[0017]所述卤代二氨基苯的结构式为结构式中X为氯、溴或碘。
[0018]优选地，所述卤代二氰基吡嗪和化合物II的摩尔比为1：2～3。
[0019]优选地，所述卤代二氰基吡嗪与碱性试剂的摩尔比为1：4～10。
[0020]优选地，所述偶联反应的温度为60～70℃，保温时间为20～24h。
[0021]本专利技术提供了上述技术方案所述二氰基吡嗪类化合物或上述技术方案所述制备方法制备得到的二氰基吡嗪类化合物在有机电致发光器件中的应用。
[0022]本专利技术提供了一种有机电致发光器件，包括发光层、电极层和功能层，所述发光层的制备原料包括上述技术方案所述二氰基吡嗪类化合物或上述技术方案所述制备方法制
备得到的二氰基吡嗪类化合物。
[0023]优选地，所述功能层包括空穴传输层、空穴阻挡层、电子传输层和电子注入层中的一层或几层。
[0024]本专利技术提供了上述技术方案所述有机电致发光器件在照明光源、信号灯、指示牌或平板显示器中的应用。
[0025]本专利技术提供了一种二氰基吡嗪类化合物，本专利技术通过引入电负性的官能团(二苯胺基)作为电子给体基团和噻吩(π桥)对二氰基吡嗪的5
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位和8
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位进行化学修饰，取代基的给电子能力以及π桥的连接会影响分子内电荷转移效应及分子前线轨道空间分布，实现对分子的前线分子轨道能级的调节，进而实现对二氰基吡嗪类化合物在红光区域的发光颜色进行调节，得到发光波长为近红外发射的发光材料，实现了二氰基吡嗪类化合物近红外发射。本专利技术提供的二氰基吡嗪类化合物能够发射红光，且发光效率高，在有机电致发光器件中具有很好的应用前景。实施例测试结果表明，本专利技术提供的二氰基吡嗪类化合物的发光波长为近红外发射，荧光量子产率高，而且制备方法操作简单，产物产率高，制备原料价格低廉，生产成本低，适宜工业化生产。
附图说明
[0026]图1为应用例1制备的有机电致发光器件的光谱图。
具体实施方式
[0027]本专利技术提供了一种二氰基吡嗪类化合物，具有式I所示的结构：
[0028][0029]本专利技术提供的二氰基吡嗪类化合物具有较大的刚性平面骨架、良好的热稳定性和较高的荧光量子产率，而且可以实现近红外光发射，用于制备近红外电致发光器件。
[0030]本专利技术提供了上述技术方案所述二氰基吡嗪类化合物的制备方法，包括以下步骤：
[0031]在保护气氛下，将卤代二氰基吡嗪、化合物II、钯催化剂、碱性试剂和混合溶剂混合，进行偶联反应，得到具有式I所示结构的二氰基吡嗪类化合物；所述混合溶剂包括有机溶剂和水；
[0032]所述卤代二氰基吡嗪的结构式为结构式中X为氯、溴或碘；
[0033]所述化合物II的结构式为
[0034]在本专利技术中，若无特殊说明，所有的原料组分均为本领域技术人员熟知的市售商品。
[0035]本专利技术提供的制备方法简单、产率高、提纯容易。
[0036]在本专利技术中，所述卤代二氰基吡嗪的制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二氰基吡嗪类化合物，具有式I所示的结构：2.权利要求1所述二氰基吡嗪类化合物的制备方法，包括以下步骤：在保护气氛下，将卤代二氰基吡嗪、化合物II、钯催化剂、碱性试剂和混合溶剂混合，进行偶联反应，得到具有式I所示结构的二氰基吡嗪类化合物；所述混合溶剂包括有机溶剂和水；所述卤代二氰基吡嗪的结构式为结构式中X为氯、溴或碘；所述化合物II的结构式为3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述卤代二氰基吡嗪的制备方法，包括以下步骤：将二亚氨基丁二腈、卤代二氨基苯和三氟乙酸混合，进行环化反应，得到卤代二氰基吡嗪；所述卤代二氨基苯的结构式为结构式中X为氯、溴或碘。4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述卤代二氰基吡嗪和化合物II的摩尔比为1：2～3。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：安徽秀朗新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：