基于氮杂环的激基复合物受体材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供的基于氮杂环的激基复合物受体材料及其制备方法和应用，属于有机光电材料技术领域，通过将2

【技术实现步骤摘要】
基于氮杂环的激基复合物受体材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于有机光电材料
，具体涉及基于氮杂环的激基复合物受体材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]自1987年Tang和Van Slyke首次专利技术有机发光二极管(OLED)以来，OLED一直是人们研究的热点。与现有的液晶显示器(LCD)相比，OLED可以自主发光，无需背光源，还具有响应速度快、驱动电压低、发光效率高、分辨率高、视角广和对比度高等特点。OLED以廉价的玻璃、金属甚至柔性的塑料为基板，具有成本低、生产工艺简单、可进行大面积生产等优点，已成为新一代的全彩显示和照明技术，在手机、电脑、电视、数码相机、GPS、可弯曲折叠电子产品以及照明领域具有广阔的应用前景。
[0003]OLED中产生的单重态激子和三重态激子的比例为1：3。在传统的荧光OLED中只能利用单重态激子用于光子生成，导致内部量子效率(IQE)理论上仅为25％。磷光OLED通过引入含重金属的磷光材料，可以同时利用单重态激子和三重态激子，在理论上可以达到100％的IQE，但重金属的稀有性和污染性对于磷光OLED的进一步应用有重大限制。近年来，利用热激活延迟荧光(TADF)机制的OLED快速发展，由于其不需要重金属的参与依旧能实现100％的内量子效率，被社会各界广泛研究。TADF机制包括利用TADF材料实现的分子内TADF，以及利用TADF激基复合物实现的分子间TADF。
[0004]激基复合物的形成及能隙大小由电子给受体的能级决定，因此，能级范围宽、种类丰富的电子给受体材料是促进激基复合物发展的关键。通常，电子受体材料含有的基团都是具有缺电子特性的基团，具有较强的吸电子能力，且在外加电压下电子能够实现有效传输。目前，广泛应用于电子受体材料的有三嗪、吡啶等氮杂环吸电子基团，由于这些基团具有稳定的电化学特性、良好的电子迁移率以及高的三重态能级，因而能够有效传输电子和限制激子。随着对激基复合物形成过程和工作原理的深入研究，许多新的受体材料被设计并合成用于高性能激基复合物体系。但在开发受体材料方面仍有许多需要研究的问题，不同受体材料在器件中表现出特定和急需改进的电致发光性能，因此设计新型氮杂环的激基复合物受体材料是非常有必要的。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对上述现有技术中存在的技术问题，提出了基于氮杂环的激基复合物受体材料及其制备方法和应用，以氮杂环为核心，合成了2种激基复合物受体材料。
[0006]本专利技术所采用的技术方案如下：
[0007]基于氮杂环的激基复合物受体材料，其特征在于，具有如式(1)所示的结构：
[0008][0009]其中，当R1为H时，R2为螺二芴；当R1为吡啶时，R2为H；
[0010]所述螺二芴和吡啶的分子结构分别如式(2)、式(3)所示：
[0011][0012]进一步地，所述基于氮杂环的激基复合物受体材料的分子结构为如下所示的13DPy
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TRZ和TRZ
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SBF：
[0013][0014]基于氮杂环的激基复合物受体材料的制备方法，其特征在于，所述激基复合物受体材料的分子结构为13DPy
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TRZ，制备方法具体为：
[0015]步骤1：在氮气保护下，将3,5
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二溴苯甲腈和二甲基氨基锂添加至无水乙醚中搅拌1 ～3h，再添加4
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氰基吡啶继续搅拌4～6 h，得到3,5
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二溴苯甲腈的浓度为0.1～0.2 mmol/mL的混合溶液A；之后在空气环境中搅拌0.5 ～2h，收集沉淀物，重结晶后获固体A；其中，3,5
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二溴苯甲腈与二甲基氨基锂、4
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氰基吡啶的摩尔比为1：(1.0～2.0)：(2.0～2.5)；
[0016]步骤2：将固体A、4
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吡啶硼酸、钯催化剂按照摩尔比1：(1.5～2.5)：(0.01～0.3)的比例，在氮气保护下依次加入体积比为4：1的1,4
‑
二氧六环和浓度为2M的碳酸钾水溶液，得到固体A的浓度为0.03～0.10 mmol/mL的混合溶液B，升温至80～100℃反应20～24 h，待固
体A完全反应，得到混合物B，冷却至室温后，用饱和氯化钠水溶液和二氯甲烷萃取混合物B；然后去除二氯甲烷和1,4
‑
二氧六环，并使用体积比为10:1的甲醇和二氯甲烷的混合溶液作为洗脱液，通过硅胶柱层析法纯化混合物B，经重结晶、抽滤、高温升华后，得到分子结构为13DPy
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TRZ的激基复合物受体材料。
[0017]进一步地，步骤1中采用无水乙醇和去离子水进行重结晶。
[0018]进一步地，所述钯催化剂为四三苯基膦钯。
[0019]进一步地，步骤2中采用二氯甲烷和甲醇进行重结晶。
[0020]基于氮杂环的激基复合物受体材料的制备方法，其特征在于，所述激基复合物受体材料的分子结构为TRZ
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SBF，包括以下步骤：
[0021]步骤1：在氮气保护下，将对溴苯甲腈和二甲基氨基锂添加至无水乙醚中搅拌1 ～3h，再添加4
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氰基吡啶继续搅拌4 ～6h，得到对溴苯甲腈的浓度为0.1～0.2 mmol/mL的混合溶液C；之后在空气环境中搅拌0.5～2 h，收集沉淀物，重结晶后获固体C；其中，对溴苯甲腈与二甲基氨基锂、4
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氰基吡啶的摩尔比为1：(1.0～2.0)：(2.0～2.5)；
[0022]步骤2：将固体C、9,9'
‑
螺二芴
‑3‑
硼酸、钯催化剂按照摩尔比1：(1.5～2.5)：(0.01～0.3)的比例，在氮气保护下依次加入体积比为3：1的四氢呋喃和浓度为2M的碳酸钾水溶液，得到固体C的浓度为0.03～0.10 mmol/mL的混合溶液D，升温至60～80℃反应8～10 h，待固体C完全反应，得到混合物D，冷却至室温后，用饱和氯化钠水溶液和二氯甲烷萃取混合物D；然后去除二氯甲烷和四氢呋喃，并使用体积比为15:1的甲醇和二氯甲烷的混合溶液作为洗脱液，通过硅胶柱层析法纯化混合物D，经重结晶、抽滤、高温升华后，得到分子结构为TRZ
‑
SBF的激基复合物受体材料。
[0023]进一步地，步骤1中采用无水乙醇和去离子水进行重结晶。
[0024]进一步地，所述钯催化剂为四三苯基膦钯。
[0025]进一步地，步骤2中采用二氯甲烷和甲醇进行重结晶。
[0026]一种基于氮杂环的激基复合物受体材料的有机电致发光器件，其特征在于，包括自下而上依次设置的基底、阳极电极、空穴传输层、电子阻挡层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极电极；所述发光层为给体材料和基于氮杂环的激基复合物受体材料混合而成的薄膜，发光层中激基复合物受体材料的占比为5～30 wt％。
[0027]进一步地，所述给体材料为含有吖啶、吩恶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于氮杂环的激基复合物受体材料，其特征在于，具有如式(1)所示的结构：其中，当R1为H时，R2为螺二芴；当R1为吡啶时，R2为H；所述螺二芴和吡啶的分子结构如式(2)、式(3)所示：2.基于氮杂环的激基复合物受体材料的制备方法，其特征在于，所述激基复合物受体材料的分子结构为13DPy
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TRZ，制备方法具体为：步骤1：在氮气保护下，将3,5
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二溴苯甲腈和二甲基氨基锂添加至无水乙醚中搅拌1～3h，再添加4
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氰基吡啶继续搅拌4～6h，得到3,5
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二溴苯甲腈的浓度为0.1～0.2mmol/mL的混合溶液A；之后在空气环境中搅拌0.5～2h，收集沉淀物，重结晶后获固体A；其中，3,5
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二溴苯甲腈与二甲基氨基锂、4
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氰基吡啶的摩尔比为1：(1.0～2.0)：(2.0～2.5)；步骤2：将固体A、4
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吡啶硼酸、钯催化剂按照摩尔比1：(1.5～2.5)：(0.01～0.3)的比例，在氮气保护下依次加入体积比为4：1的1,4
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二氧六环和浓度为2M的碳酸钾水溶液，得到固体A的浓度为0.03～0.10mmol/mL的混合溶液B，升温至80～100℃反应20～24h，待固体A完全反应，得到混合物B，冷却至室温后，用饱和氯化钠水溶液和二氯甲烷萃取混合物B；然后去除二氯甲烷和1,4
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二氧六环，并使用体积比为10:1的甲醇和二氯甲烷的混合溶液作为
洗脱液，通过硅胶柱层析法纯化混合物B，经重结晶、抽滤、高温升华后，得到分子结构为13DPy
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TRZ的激基复合物受体材料。3.根据如权利要求2所述基于氮杂环的激基复合物受体材料的制备方法，其特征在于，步骤1采用乙醇和水重结晶，步骤2采用二氯甲烷和甲醇重结晶。4.根据如权利要求2所述基于氮杂环的激基复合物受体材料的制备方法，其特征在于，步骤2所述钯催化剂为四三苯基膦钯。5.基于氮杂环的激基复合物受体材料的制备方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑才俊，赵伦，张明，卓灏，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：