本發(fā)明涉及二苯并[g,p]稠二萘型結(jié)構(gòu)材料技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種硫、磷雜原子取代二苯并[g,p]稠二萘型衍生物、其制備方法與應(yīng)用。
背景技術(shù):
有機(jī)電致發(fā)光二極管(oled)因其具有高效節(jié)能、綠色環(huán)保、制備工藝簡(jiǎn)單、可大面積柔性化等特點(diǎn),成為材料、信息、物理學(xué)等領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。發(fā)光材料是oled的核心部分,因此開(kāi)發(fā)性能優(yōu)異、穩(wěn)定性高的發(fā)光材料是oled研究的重點(diǎn)。
相對(duì)于磷光發(fā)光材料而言,熒光oled材料在制備成本以及器件穩(wěn)定性方面更顯優(yōu)勢(shì),但是熒光發(fā)光材料普遍面臨效率低下的問(wèn)題。近年來(lái),日本九州大學(xué)的adachi教授和華南理工大學(xué)馬於光教授相繼報(bào)道了獲得高效率的熱活化熒光(tadf)及“熱激子”(hotexcitons)材料,為開(kāi)發(fā)具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的高效率熒光oled開(kāi)辟了新的途徑。分析這些高效率熒光oled材料可以發(fā)現(xiàn),其分子三線態(tài)激子至關(guān)重要。目前有關(guān)三線態(tài)能級(jí)調(diào)控的研究主要集中在磷光主體材料,但是基于熒光材料的三線態(tài)可控調(diào)節(jié)仍然鮮為報(bào)道。因此,開(kāi)發(fā)三線態(tài)可控?zé)晒鈕led材料勢(shì)在必行。
二苯并[g,p]稠二萘是一種重要的稠環(huán)芳烴,表現(xiàn)出良好的電致發(fā)光穩(wěn)定性和載流子傳輸特性,已引起廣泛關(guān)注,如專(zhuān)利文獻(xiàn)wo2008147721-a1、wo2010135403-a2、wo2011019360-a1公開(kāi)了其電致發(fā)光特性。然而,關(guān)于二苯并[g,p]稠二萘衍生物的報(bào)道相對(duì)較少,并且由于非雙極性限制了其在oled中的應(yīng)用。
最近,日本京都大學(xué)的takujihatakeyam教授在文獻(xiàn)chem.mater.,2014,26,6265-6271中報(bào)道了一種利用b-n鍵取代c-c鍵的二苯并[g,p]稠二萘,并可有效單獨(dú)調(diào)控三線態(tài)能級(jí)。北京大學(xué)裴堅(jiān)教授在文獻(xiàn)chem.eur.j.2015,21,8867-8873中報(bào)道了硼氮鍵(b-n)取代碳碳鍵(c-c)的具有稠噻吩型結(jié)構(gòu)衍生物。
但是,通過(guò)b-n取代的稠二萘型化合物盡管可以實(shí)現(xiàn)三線態(tài)的能級(jí)部分獨(dú)立調(diào)控,然而由于硼原子和碳原子的半徑相差不大,使得b-n取代的稠二萘型化合物的分子共平面性高,分子間的π-π堆積嚴(yán)重影響其薄膜態(tài)下的發(fā)光。鑒于此,開(kāi)發(fā)平面扭曲大的二苯并[g,p]稠二萘類(lèi)衍生物是解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明將氧、磷、硫、氮等雜原子引入到具有稠環(huán)結(jié)構(gòu)的二苯并[g,p]稠二奈型結(jié)構(gòu)中,一方面充分利用稠二奈型分子的稠環(huán)剛性結(jié)構(gòu)和優(yōu)越的電荷傳輸性,有效地增加材料的載流子傳輸性和穩(wěn)定性;另一方面,利用雜原子對(duì)其前線軌道的簡(jiǎn)并微擾效應(yīng),有效地抑制其分子內(nèi)單、三線態(tài)能級(jí)相互作用,實(shí)現(xiàn)其三線態(tài)能級(jí)的可控調(diào)節(jié),解決此類(lèi)材料功能化后對(duì)homo/lumo能級(jí)影響大的問(wèn)題;同時(shí),通過(guò)引入大原子半徑的磷氮鍵(p-n)和硫氮鍵(s-n)更大程度地實(shí)現(xiàn)扭曲結(jié)構(gòu),降低分子間嚴(yán)重的π-π堆積對(duì)其薄膜態(tài)下的發(fā)光的影響。
本發(fā)明提供的磷雜原子取代二苯并[g,p]稠二萘型衍生物的結(jié)構(gòu)式是如下結(jié)構(gòu)式1~50中的任意一種:
本發(fā)明提供的硫雜原子取代二苯并[g,p]稠二萘型衍生物的結(jié)構(gòu)式結(jié)是如下構(gòu)式51~100中的任意一種:
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)或效果:
(1)設(shè)計(jì)制備含氧、磷、硫、氮等雜原子取代的稠環(huán)結(jié)構(gòu)衍生物,可以作為熒光材料而應(yīng)用于oled中,解決了傳統(tǒng)高三線態(tài)能級(jí)非稠環(huán)結(jié)構(gòu)熒光材料的載流子傳輸和穩(wěn)定性的問(wèn)題。
(2)利用雜原子對(duì)其前線軌道的簡(jiǎn)并微擾效應(yīng),降低其分子內(nèi)單、三線態(tài)能級(jí)相互作用,實(shí)現(xiàn)其三線態(tài)能級(jí)的可控調(diào)節(jié),解決了傳統(tǒng)材料功能化后對(duì)homo/lumo能級(jí)影響大的問(wèn)題。
(3)引入大原子半徑的硫氮鍵(s-n)和磷氮鍵(p-n),更大程度地實(shí)現(xiàn)了二苯并[g,p]稠二萘的平面扭曲,降低了分子間嚴(yán)重的π-π堆積對(duì)其薄膜態(tài)下的發(fā)光的影響。
本發(fā)明還提供了一種制備上述硫、磷雜原子取代二苯并[g,p]稠二萘型衍生物的制備方法,其制備路線如圖1所示(其中,r1、r2彼此獨(dú)立,分別選自二苯胺、咔唑、n-苯基咔唑、苯并咪唑、二茚并吡嗪中的一種,x=s或者p),包括如下步驟:
(1)以1,1’-雙苯基二苯胺或1,1’-雙苯基咔唑?yàn)槠鹗荚希ㄟ^(guò)低溫鋰化并結(jié)合傅克烷基化反應(yīng),并采用雙氧水進(jìn)行氧化,形成稠環(huán)結(jié)構(gòu)的苯胺型稠二萘或咔唑型稠二萘。
該步驟(1)中,所述的1,1’-雙苯基二苯胺或1,1’-雙苯基咔唑來(lái)源不限,作為一種實(shí)現(xiàn)方式,可以通過(guò)偶聯(lián)反應(yīng),例如buchwald-hartwig偶聯(lián)或者suzuki偶聯(lián)制備得到,該方法產(chǎn)率高,尤其是1,1’-雙苯基二苯胺的產(chǎn)率可以高達(dá)94%,因此為目標(biāo)產(chǎn)物的合成提供了原材料的保證。
該步驟(1)中的反應(yīng)過(guò)程具體為:用鋰化物在低溫下拔出1,1’-雙苯基二苯胺中胺基上的活潑氫,再加入三氯化磷形成鹵代磷氮鍵,然后加入金屬氯化物和堿,活化1,1’-雙苯基二苯胺上的取代苯基鄰位氫原子,并在堿作用下與鹵代磷氮鍵上的鹵原子發(fā)生取代反應(yīng),形成稠環(huán)結(jié)構(gòu),最后向反應(yīng)混合體系中加入過(guò)氧化物進(jìn)行氧化,形成苯胺型稠二萘;或者,用鋰化物在低溫下拔出1,1’-雙苯基咔唑中咔唑上的活潑氫,再加入二氯亞砜形成鹵代硫氮鍵,然后加入金屬氯化物和堿,活化1,1’-雙苯基咔唑上的取代苯基鄰位氫原子,并在堿作用下與鹵代磷氮鍵上的鹵原子發(fā)生取代反應(yīng),形成稠環(huán)結(jié)構(gòu),最后向反應(yīng)混合體系中加入過(guò)氧化物進(jìn)行氧化,形成咔唑型稠二萘。
其中,所述堿優(yōu)選為叔丁醇鈉、四甲基哌啶、正丁醇鈉中的一種或者幾種的混合;鋰化物優(yōu)選為正丁基鋰、叔丁基鋰、二異丙基胺基鋰中的一種或者幾種的混合;過(guò)氧化物優(yōu)選為雙氧水、雙叔丁基過(guò)氧化氫、雙正丁基過(guò)氧化氫中的一種或者幾種的混合;金屬氯化物優(yōu)選為三氯化鋁、三氯化鐵、三氯化鎵中的一種或者幾種的混合。
該步驟(1)中,所述的低溫鋰化溫度優(yōu)選為-100℃~-20℃。
(2)將步驟(1)制得的苯胺型稠二萘或咔唑型稠二萘使用nbs進(jìn)行溴化,合成可功能化的中間體雙溴取代苯胺型稠二萘(簡(jiǎn)稱(chēng)為雙溴苯胺型稠二萘)或雙溴取代咔唑型稠二萘(簡(jiǎn)稱(chēng)為雙溴咔唑型稠二萘)。
(3)將中間體雙溴取代苯胺型稠二萘或雙溴取代咔唑型稠二萘通過(guò)suzuki偶聯(lián),得到目標(biāo)產(chǎn)物苯胺型稠二萘衍生物或咔唑型稠二萘衍生物。
所述步驟(3)中,作為優(yōu)選,在催化劑條件下進(jìn)行偶聯(lián)反應(yīng),所述的催化劑進(jìn)一步優(yōu)選為四(三苯基磷)鈀、二氯二(三苯基磷)鈀、醋酸鈀等中的一種或者幾種。
上述制備方法具有如下優(yōu)點(diǎn):
(1)步驟(1)中,起始原料1,1’-雙苯基二苯胺或1,1’-雙苯基咔唑來(lái)源不限,容易獲得,為目標(biāo)產(chǎn)物的合成提供了原材料的保證;
(2)步驟(1)中,通過(guò)低溫鋰化,并結(jié)合傅克烷基化反應(yīng),可以將原本非稠環(huán)體系的二苯胺、咔唑等衍生物與磷、硫等關(guān)環(huán)形成稠環(huán)結(jié)構(gòu)的苯胺型稠二萘和咔唑型稠二萘,并且反應(yīng)過(guò)程中所涉及的低溫鋰化和傅克烷基化試劑均有高的化學(xué)活性,可以獲得高的產(chǎn)率;
(3)步驟(2)中,nbs溴化反應(yīng)是經(jīng)典的有機(jī)自由基取代反應(yīng),可以實(shí)現(xiàn)高的產(chǎn)率;
因此,該制備方法簡(jiǎn)單易行,反應(yīng)產(chǎn)率很高,具有大規(guī)模生產(chǎn)、制備的潛力。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明硫、磷雜原子取代二苯并[g,p]稠二萘型衍生物的制備路線示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述,需要指出的是,以下所述實(shí)施例旨在便于對(duì)本發(fā)明的理解,而對(duì)其不起任何限定作用。
實(shí)施例1:
本實(shí)施例中,磷雜原子取代二苯并[g,p]稠二萘型衍生物如化合物1所示。
該磷雜原子取代二苯并[g,p]稠二萘型衍生物的制備路線如圖1所示,具體如下;
(1)苯胺型稠二萘:4b-氮雜-12b-磷雜-二苯并[g,p]稠二奈-12b-氧化物的合成
將1摩爾份的起始原料1,1’-雙苯基二苯胺溶于250毫升甲苯溶液中,降低溫度至-75℃,攪拌,將1摩爾份的正丁基基鋰逐滴滴加至上述混合體系,隨后將反應(yīng)體系升溫至室溫,攪拌1小時(shí);
然后,再次將反應(yīng)體系置于-75℃下,攪拌30分鐘,將1摩爾份的三氯化磷逐滴滴加至反應(yīng)體系,升溫至室溫,反應(yīng)8小時(shí);去除反應(yīng)溶劑,將混合液緩慢加入含有4摩爾份三氯化鋁和2摩爾份四甲基哌啶的鄰二氯苯中,升溫至160℃下反應(yīng)12小時(shí);冷卻至室溫,向反應(yīng)混合體系中加入4摩爾份的濃度為25%的雙氧水,加熱回流;經(jīng)分離、純化,得到黃白色粉末,即所述的苯胺型稠二萘,其產(chǎn)率為56%。
質(zhì)譜[m]+:363.23;元素分析:c79.33,h3.88,n3.85,o4.40,p8.52,計(jì)算值:c79.23,h3.91,n3.84,o4.47,p8.51。
(2)雙溴苯胺型稠二萘:2,7-二溴-4b-氮雜-12b-磷雜-二苯并[g,p]稠二奈-12b-氧化物的合成
1摩爾份的上述4b-氮雜-12b-磷雜-二苯并[g,p]稠二奈-12b-氧化物溶于6毫升二氯甲烷和2毫升乙氰共混溶液中,2摩爾份的nbs粉末加入到反應(yīng)體系中并于室溫下攪拌1小時(shí);溶劑蒸除后,剩余物質(zhì)用乙氰搗碎成粉末,得到無(wú)色粉末,即所述的雙溴苯胺型稠二萘,其產(chǎn)率為86%。
質(zhì)譜[m]+:521.12;元素分析:c55.31,h2.32,br30.67,n2.69,o3.07,p5.94,計(jì)算值:c55.24,h2.38,br30.82,n2.63,p6.12。
(3)化合物1的合成:
1摩爾份的上述2,7-二溴-4b-氮雜-12b-磷雜-二苯并[g,p]稠二奈-12b-氧化物,2.5摩爾份的二苯胺和5摩爾份的磷酸鉀溶于15毫升的甲苯溶液中;0.02摩爾份的催化劑(pd(pph3)2cl2)加入反應(yīng)體系中并于70℃下反應(yīng)1個(gè)小時(shí);隨后冷卻至室溫并用蒸餾水停止反應(yīng),經(jīng)分離、純化后得到化合物1,產(chǎn)率為68%。
質(zhì)譜[m]+:700.02;元素分析:c82.39,h4.90,n6.00,o2.29,p4.43,計(jì)算值:c82.25,h4.96,n6.03,o2.14,p4.57。
實(shí)施例2:
本實(shí)施例中,磷雜原子取代二苯并[g,p]稠二萘型衍生物如化合物2所示。
該磷雜原子取代二苯并[g,p]稠二萘型衍生物的制備如下;
(1)咔唑型稠二萘:14b’-氮雜-14b-磷雜苯并[p]茚并[1,2,3,4-defg]稠二奈-14b-氧化物的合成
將1摩爾份的起始原料1,1’-雙苯基咔唑溶于250毫升的甲苯溶液中,降低溫度至-75℃,攪拌,將1摩爾份的正丁基基鋰逐滴滴加至上述混合體系,隨后將反應(yīng)體系升溫至室溫,攪拌1小時(shí);
然后,再次將反應(yīng)體系置于-75℃下,攪拌30分鐘,將1摩爾份的三氯化磷逐滴滴加至反應(yīng)體系,升溫至室溫,反應(yīng)8小時(shí);去除反應(yīng)溶劑,將混合液緩慢加入含有4摩爾份三氯化鋁和2摩爾份四甲基哌啶的鄰二氯苯中,升溫至160℃下反應(yīng)12小時(shí);冷卻至室溫,向反應(yīng)混合體系中加入4摩爾份的濃度為25%的雙氧水,加熱回流;經(jīng)分離、純化,得到黃白色粉末,即所述的咔唑型稠二萘,其產(chǎn)率為71%。
質(zhì)譜[m]+:363.14;元素分析:c79.33,h3.88,n3.85,o4.40,p8.52,計(jì)算值:c79.28,h3.94,n3.92,o4.37,p8.42。
(2)雙溴咔唑型稠二萘:2,7-二溴-14b’-氮雜-14b-磷雜苯并[p]茚并[1,2,3,4-defg]稠二奈-14b-氧化物的合成
1摩爾份上述的14b’-氮雜-14b-磷雜苯并[p]茚并[1,2,3,4-defg]稠二奈-14b-氧化物溶于6毫升二氯甲烷和2毫升乙氰共混溶液中,2摩爾份的nbs粉末加入到反應(yīng)體系當(dāng)中并于室溫下攪拌1小時(shí);溶劑蒸除后,剩余物質(zhì)用乙氰搗碎成粉末,得到無(wú)色粉末,即所述的雙溴咔唑型稠二萘,其產(chǎn)率為89%。
質(zhì)譜[m]+:521.21;元素分析:c55.31,h2.32,br30.67,n2.69,o3.07,p5.94,計(jì)算值:c55.19,h2.39,br30.64,n2.73,o3.14,p5.87。
(3)化合物2的合成:
1摩爾份上述2,7-二溴-14b’-氮雜-14b-磷雜苯并[p]茚并[1,2,3,4-defg]稠二奈-14b-氧化物,2.5摩爾份的二苯胺和5摩爾份的磷酸鉀溶于15毫升的甲苯溶液中;0.02份的催化劑(pd(pph3)2cl2)加入反應(yīng)體系中并于70℃下反應(yīng)1個(gè)小時(shí);隨后冷卻至室溫并用蒸餾水停止反應(yīng),經(jīng)分離、純化后得到化合物2,產(chǎn)率為63%。
質(zhì)譜[m]+:698.11;元素分析:c82.62,h4.62,n6.02,o2.29,p4.44,計(jì)算值:c82.58,h4.69,n5.98,o2.34,p4.12。
實(shí)施例3:
本實(shí)施例中,磷雜原子取代二苯并[g,p]稠二萘型衍生物如化合物11所示。
該磷雜原子取代二苯并[g,p]稠二萘型衍生物的制備如下;
(1)苯胺型稠二萘:4b-氮雜-12b-磷雜-二苯并[g,p]稠二奈-12b-氧化物的合成
將1摩爾份的起始原料1,1’-雙苯基二苯胺溶于250毫升的甲苯溶液中,于-75℃下,放入低溫反應(yīng)浴中處理30分鐘,然后將1份的叔丁基鋰正己烷溶液逐滴加入反應(yīng)體系中,隨后將反應(yīng)體系升溫至室溫下,攪拌1小時(shí);
然后,再次將反應(yīng)體系置于-75℃下處理30分鐘,將1摩爾份的三氯化磷正戊烷溶液逐滴加入反應(yīng)體系中,升溫到室溫后,反應(yīng)8個(gè)小時(shí);去除溶劑,將混合液緩慢加入含有4摩爾份三氯化鋁和2摩爾份四甲基哌啶的鄰二氯苯中,升溫至160℃下反應(yīng)12小時(shí);冷卻至室溫,向反應(yīng)混合體系中加入4摩爾份的濃度為25%的雙氧水,加熱回流;經(jīng)分離、純化,得到黃白色粉末,即所述的苯胺型稠二萘,其產(chǎn)率為62%。
質(zhì)譜[m]+:363.23;元素分析:c79.33,h3.88,n3.85,o4.40,p8.52,計(jì)算值:c79.23,h3.91,n3.84,o4.47,p8.51。
(2)雙溴苯胺型稠二萘:2,7-二溴-4b-氮雜-12b-磷雜-二苯并[g,p]稠二奈-12b-氧化物的合成
1摩爾份的上述4b-氮雜-12b-磷雜-二苯并[g,p]稠二奈-12b-氧化物溶于6毫升二氯甲烷和2毫升乙氰共混溶液中,2摩爾份的nbs粉末加入到反應(yīng)體系當(dāng)中并于室溫下攪拌1小時(shí);溶劑蒸除后,剩余物質(zhì)用乙氰搗碎成粉末,得到無(wú)色粉末,即所述的雙溴苯胺型稠二萘化合物,其產(chǎn)率為86%。
質(zhì)譜[m]+:521.12;元素分析:c55.31,h2.32,br30.67,n2.69,o3.07,p5.94,計(jì)算值:c55.24,h2.38,br30.82,n2.63,p6.12。
(3)化合物11的合成
1摩爾份上述2,7-二溴-4b-氮雜-12b-磷雜-二苯并[g,p]稠二奈-12b-氧化物,1.25摩爾份的二苯胺、1.25摩爾份的咔唑和5摩爾份的磷酸鉀溶于15毫升的甲苯溶液中;0.02摩爾份的催化劑(pd(pph3)2cl2)加入反應(yīng)體系中并于70℃下反應(yīng)1個(gè)小時(shí);冷卻至室溫后用蒸餾水停止反應(yīng),經(jīng)分離、純化后得到化合物11,產(chǎn)率為66%。
質(zhì)譜[m]+:698.02;元素分析:c82.62,h4.62,n6.02,o2.29,p4.44,計(jì)算值:c82.59,h4.65,n5.98,o2.33,p4.41。
實(shí)施例4:
本實(shí)施例中,磷雜原子取代二苯并[g,p]稠二萘型衍生物如化合物12所示。
該磷雜原子取代二苯并[g,p]稠二萘型衍生物的制備如下;
(1)咔唑型稠二萘:14b’-氮雜-14b-磷雜苯并[p]茚并[1,2,3,4-defg]稠二奈-14b-氧化物的合成
將1摩爾份的起始原料1,1’-二苯基咔唑溶于250毫升的甲苯溶液中,于-75℃下,放入低溫反應(yīng)浴中處理30分鐘,然后將1份的叔丁基鋰正己烷溶液逐滴加入反應(yīng)體系中,隨后將反應(yīng)體系升溫至室溫,攪拌1個(gè)小時(shí);
然后,再次將反應(yīng)體系置于-75℃下放入低溫反應(yīng)浴處理30分鐘,將1摩爾份的三氯化磷溶液逐滴加入反應(yīng)體系中,升溫到室溫后,反應(yīng)8個(gè)小時(shí);將溶劑除去后,將混合液緩慢加入含有4摩爾份三氯化鋁和2摩爾份四甲基哌啶的鄰二氯苯中,升溫至160℃下反應(yīng)12小時(shí);冷卻至室溫,向反應(yīng)混合體系中加入4摩爾份的濃度為25%的雙氧水,加熱回流;經(jīng)分離、純化,得到黃白色粉末,即所述的咔唑型稠二萘,其產(chǎn)率為52%。
質(zhì)譜[m]+:363.14;元素分析:c79.33,h3.88,n3.85,o4.40,p8.52,計(jì)算值:c79.28,h3.94,n3.92,o4.37,p8.42。
(2)雙溴咔唑型稠二萘:2,7-二溴-14b’-氮雜-14b-磷雜苯并[p]茚并[1,2,3,4-defg]稠二奈-14b-氧化物的合成
1摩爾份的上述14b’-氮雜-14b-磷雜苯并[p]茚并[1,2,3,4-defg]稠二奈-14b-氧化物溶于6毫升二氯甲烷和2毫升乙氰共混溶液中,2摩爾份的nbs粉末加入到反應(yīng)體系當(dāng)中并于室溫下攪拌1小時(shí);溶劑蒸除后,剩余物質(zhì)用乙氰搗碎成粉末,得到無(wú)色粉末,即所述的雙溴咔唑型稠二萘衍生物,其產(chǎn)率為89%。質(zhì)譜[m]+:521.21;元素分析:c55.31,h2.32,br30.67,n2.69,o3.07,p5.94,計(jì)算值:c55.19,h2.39,br,30.64,n2.73,o3.14,p5.87。
(3)化合物12的合成
1摩爾份上述2,7-二溴-14b’-氮雜-14b-磷雜苯并[p]茚并[1,2,3,4-defg]稠二奈-14b-氧化物,1.25摩爾份的二苯胺、1.25摩爾份的咔唑和5摩爾份的磷酸鉀溶于15毫升的甲苯溶液中;0.02摩爾份的催化劑(pd(pph3)2cl2)加入反應(yīng)體系中并于70℃下反應(yīng)1個(gè)小時(shí);冷卻至室溫后用蒸餾水停止反應(yīng),經(jīng)分離、純化后得到化合物12,其產(chǎn)率為69%。質(zhì)譜[m]+:696.02;元素分析:c82.86,h4.35,n6.04,o2.30,p4.45,計(jì)算值:c82.84,h4.39,n6.01,o2.35,p4.35。
實(shí)施例5:
本實(shí)施例中,硫雜原子取代二苯并[g,p]稠二萘型衍生物如化合物51所示。
該硫雜原子取代二苯并[g,p]稠二萘型衍生物的制備如下;
(1)二苯胺型稠二萘:4b-氮雜-12b-硫雜-二苯并[g,p]稠二奈-12b-氧化物中間物的合成
將1摩爾份的起始原料1,1’-二苯基二苯胺溶于250毫升的甲苯溶液中,于-75℃下,放入低溫反應(yīng)浴中處理30分鐘,然后將1摩爾份的叔丁基鋰正己烷溶液逐滴加入反應(yīng)體系中,隨后將反應(yīng)體系升溫至室溫,攪拌1個(gè)小時(shí);
然后,再次將反應(yīng)體系置于-75℃下放入低溫反應(yīng)浴處理30分鐘,將1摩爾份的二氯亞砜溶液逐滴加入反應(yīng)體系中,升溫到室溫后,反應(yīng)8個(gè)小時(shí);將混合液緩慢加入含有4摩爾份三氯化鋁和2摩爾份四甲基哌啶的鄰二氯苯中,升溫至160℃下反應(yīng)12小時(shí);冷卻至室溫,向反應(yīng)混合體系中加入4摩爾份的濃度為25%的雙氧水,加熱回流;經(jīng)分離、純化,得到黃白色粉末,即所述的二苯胺型稠二萘,其產(chǎn)率為71%。
質(zhì)譜[m]+:367.23;元素分析:c78.45,h4.66,n3.81,o4.35,s8.73,計(jì)算值:c78.37,h4.69,n3.80,o4.39,s8.69。
(2)雙溴二苯胺型稠二萘:2,7-二溴-4b-氮雜-12b-硫雜-二苯并[g,p]稠二奈-12b-氧化物的合成
1摩爾份的上述4b-氮雜-12b-硫雜-二苯并[g,p]稠二奈-12b-氧化物溶于6毫升二氯甲烷和2毫升乙氰共混溶液中,2摩爾份的nbs粉末加入到反應(yīng)體系當(dāng)中并于室溫下攪拌1小時(shí);溶劑蒸除后,剩余物質(zhì)用乙氰搗碎成粉末,得到無(wú)色粉末,即所述的雙溴二苯胺型稠二萘,其產(chǎn)率為84%。質(zhì)譜[m]+:525.12;元素分析:c54.88,h2.88,br,30.42,n2.67,o3.05,s6.10,計(jì)算值:c54.83,h2.92,br30.41,n2.64,o3.12,s6.01。
(3)化合物51的合成
1摩爾份上述2,7-二溴-4b-氮雜-12b-硫雜-二苯并[g,p]稠二奈-12b-氧化物,2.5摩爾份的二苯胺和5摩爾份的磷酸鉀溶于15毫升的甲苯溶液中;0.02摩爾份的催化劑(pd(pph3)2cl2)加入反應(yīng)體系中并于70℃下反應(yīng)1個(gè)小時(shí);隨后冷卻至室溫并用蒸餾水停止反應(yīng),經(jīng)分離、純化后得到化合物51,產(chǎn)率62%。質(zhì)譜[m]+:701.02;元素分析:c82.14,h5.03,n5.99,o2.28,s4.57,計(jì)算值:c82.11,h5.23,n5.97,o2.32,s4.33。
實(shí)施例6:
本實(shí)施例中,硫雜原子取代二苯并[g,p]稠二萘型衍生物如化合物52所示。
該硫雜原子取代二苯并[g,p]稠二萘型衍生物的制備如下;
(1)咔唑型稠二萘:14b’-氮雜-14b-硫雜苯并[p]茚并[1,2,3,4-defg]稠二奈-14b-氧化物的合成
將1摩爾份的起始原料1,1’-二苯基咔唑溶于250毫升的甲苯溶液中,于-75℃下,放入低溫反應(yīng)浴中處理30分鐘,然后將1摩爾份的叔丁基鋰正己烷溶液逐滴加入反應(yīng)體系中,隨后將反應(yīng)體系升溫至室溫,攪拌1個(gè)小時(shí);
然后,再次將反應(yīng)體系置于-75℃下放入低溫反應(yīng)浴處理30分鐘,將1摩爾份的二氯亞砜溶液逐滴加入反應(yīng)體系中,升溫到室溫后,反應(yīng)8個(gè)小時(shí);將混合液緩慢加入含有4摩爾份三氯化鋁和2摩爾份四甲基哌啶的鄰二氯苯中,升溫至160℃下反應(yīng)12小時(shí);冷卻至室溫,向反應(yīng)混合體系中加入4摩爾份的濃度為25%的雙氧水,加熱回流;經(jīng)分離、純化,得到黃白色粉末,即所述的咔唑型稠二萘,其產(chǎn)率為84%。質(zhì)譜[m]+:365.12;元素分析:c78.88,h4.14,n3.83,o4.38,s8.77,計(jì)算值:c78.84,h4.17,n3.82,o4.42,s8.72。
(2)雙溴咔唑型稠二萘:2,7-二溴-14b’-氮雜-14b-硫雜苯并[p]茚并[1,2,3,4-defg]稠二奈-14b-氧化物的合成
1摩爾份上述的14b’-氮雜-14b-硫雜苯并[p]茚并[1,2,3,4-defg]稠二奈-14b-氧化物溶于6毫升二氯甲烷和2毫升乙氰共混溶液中,2摩爾份的nbs粉末加入到反應(yīng)體系當(dāng)中并于室溫下攪拌1小時(shí);溶劑蒸除后,剩余物質(zhì)用乙氰搗碎成粉末,得到無(wú)色粉末,即所述的雙溴咔唑型稠二萘,其產(chǎn)率為87%。質(zhì)譜[m]+:523.16;元素分析:c55.09,h2.50,br30.54,n2.68,o3.06,s6.13,計(jì)算值:c55.01,h2.53,br30.52,n2.67,o3.14,s6.06。
(3)化合物52的合成
1摩爾份上述2,7-二溴-14b’-氮雜-14b-硫雜苯并[p]茚并[1,2,3,4-defg]稠二奈-14b-氧化物,2.5摩爾份的二苯胺和5份的磷酸鉀溶于15毫升的甲苯溶液中;0.02摩爾份的催化劑(pd(pph3)2cl2)加入反應(yīng)體系中并于70℃下反應(yīng)1個(gè)小時(shí);冷卻至室溫后用蒸餾水停止反應(yīng),經(jīng)分離、純化后得到化合物52,產(chǎn)率為55%。質(zhì)譜[m]+:700.14;元素分析:c82.38,h4.75,n6.00,o2.29,s4.58,計(jì)算值:c82.33,h4.79,n5.98,o2.34,s4.49。
實(shí)施例7:
本實(shí)施例中,硫雜原子取代二苯并[g,p]稠二萘型衍生物如化合物61所示。
該硫雜原子取代二苯并[g,p]稠二萘型衍生物的制備如下;
(1)二苯胺型稠二萘:4b-氮雜-12b-硫雜-二苯并[g,p]稠二奈-12b-氧化物的合成
將1摩爾份的起始原料1,1’-二苯基二苯胺溶于250毫升的甲苯溶液中,于-75℃下,放入低溫反應(yīng)浴中處理30分鐘,然后將1摩爾份的叔丁基鋰正己烷溶液逐滴加入反應(yīng)體系中,隨后將反應(yīng)體系升溫至室溫,攪拌1個(gè)小時(shí);
然后,再次將反應(yīng)體系置于-75℃下放入低溫反應(yīng)浴處理30分鐘,將1摩爾份的二氯亞砜溶液逐滴加入反應(yīng)體系中,升溫到室溫后,反應(yīng)8個(gè)小時(shí);將混合液緩慢加入含有4摩爾份三氯化鋁和2摩爾份四甲基哌啶的鄰二氯苯中,升溫至160℃下反應(yīng)12小時(shí);冷卻至室溫,向反應(yīng)混合體系中加入4摩爾份的濃度為25%的雙氧水,加熱回流;經(jīng)分離、純化,得到黃白色粉末,即所述的二苯胺型稠二萘,其產(chǎn)率為71%。
質(zhì)譜[m]+:367.23;元素分析:c78.45,h4.66,n3.81,o4.35,s8.73,計(jì)算值:c78.37,h4.69,n3.80,o4.39,s8.69。
(2)雙溴二苯胺型稠二萘:2,7-二溴-4b-氮雜-12b-硫雜-二苯并[g,p]稠二奈-12b-氧化物的合成
1摩爾份上述的4b-氮雜-12b-硫雜-二苯并[g,p]稠二奈-12b-氧化物溶于6毫升二氯甲烷和2毫升乙氰共混溶液中,2摩爾份的nbs粉末加入到反應(yīng)體系當(dāng)中并于室溫下攪拌1小時(shí);溶劑蒸除后,剩余物質(zhì)用乙氰搗碎成粉末,得到無(wú)色粉末,即所述的雙溴二苯胺型稠二萘,其產(chǎn)率為84%。質(zhì)譜[m]+:525.12;元素分析:c54.88,h2.88,br,30.42,n2.67,o3.05,s6.10,計(jì)算值:c54.83,h2.92,br30.41,n2.64,o3.12,s6.01。
(3)化合物61的合成
1摩爾份上述2,7-二溴-4b-氮雜-12b-硫雜-二苯并[g,p]稠二奈-12b-氧化物,1.25摩爾份的二苯胺、1.25摩爾份的咔唑和5摩爾份的磷酸鉀溶于15毫升的甲苯溶液中;0.02份的催化劑(pd(pph3)2cl2)加入反應(yīng)體系中并于70℃下反應(yīng)1個(gè)小時(shí);隨后冷卻至室溫并用蒸餾水停止反應(yīng),經(jīng)分離、純化后得到化合物61,產(chǎn)率為54%。質(zhì)譜[m]+:700.02;元素分析:c82.38,h4.75,n6.00,o2.29,s4.58,計(jì)算值:c82.34,h4.77,n5.96,o2.33,s4.2。
實(shí)施例8:
本實(shí)施例中,硫雜原子取代二苯并[g,p]稠二萘型衍生物如化合物62所示。
該硫雜原子取代二苯并[g,p]稠二萘型衍生物的制備如下;
(1)咔唑型稠二萘:14b’-氮雜-14b-硫雜苯并[p]茚并[1,2,3,4-defg]稠二奈-14b-氧化物的合成
將1摩爾份的起始原料1,1’-二苯基咔唑溶于250毫升的甲苯溶液中,于-75℃下,放入低溫反應(yīng)浴中處理30分鐘,然后將1摩爾份的叔丁基鋰正己烷溶液逐滴加入反應(yīng)體系中,隨后將反應(yīng)體系升溫至室溫,攪拌1個(gè)小時(shí);
然后,再次將反應(yīng)體系置于-75℃下放入低溫反應(yīng)浴處理30分鐘,將1摩爾份的二氯亞砜溶液逐滴加入反應(yīng)體系中,升溫到室溫后,反應(yīng)8個(gè)小時(shí);將混合液緩慢加入含有4摩爾份三氯化鋁和2摩爾份四甲基哌啶的鄰二氯苯中,升溫至160℃下反應(yīng)12小時(shí);冷卻至室溫,向反應(yīng)混合體系中加入4摩爾份的濃度為25%的雙氧水,加熱回流。經(jīng)分離、純化,得到黃白色粉末,即所述的咔唑型稠二萘,其產(chǎn)率為67%。
質(zhì)譜[m]+:365.12;元素分析:c78.88,h4.14,n3.83,o4.38,s8.77,計(jì)算值:c78.84,h4.17,n3.82,o4.42,s8.72。
質(zhì)譜[m]+:365.12;元素分析:c78.88,h4.14,n3.83,o4.38,s8.77,計(jì)算值:c78.84,h4.17,n3.82,o4.42,s8.72。
(2)雙溴咔唑型稠二萘:2,7-二溴-14b’-氮雜-14b-硫雜苯并[p]茚并[1,2,3,4-defg]稠二奈-14b-氧化物的合成
1摩爾份上述的14b’-氮雜-14b-硫雜苯并[p]茚并[1,2,3,4-defg]稠二奈-14b-氧化物溶于6毫升二氯甲烷和2毫升乙氰共混溶液中,2摩爾份的nbs粉末加入到反應(yīng)體系當(dāng)中并于室溫下攪拌1小時(shí);溶劑蒸除后,剩余物質(zhì)用乙氰搗碎成粉末,得到無(wú)色粉末,即所述的雙溴咔唑型稠二萘,其產(chǎn)率為87%。質(zhì)譜[m]+:523.16;元素分析:c55.09,h2.50,br30.54,n2.68,o3.06,s6.13,計(jì)算值:c55.01,h2.53,br30.52,n2.67,o3.14,s6.06。
(3)化合物62的合成
1摩爾份上述2,7-二溴-14b’-氮雜-14b-硫雜苯并[p]茚并[1,2,3,4-defg]稠二奈-14b-氧化物,1.25摩爾份的二苯胺、1.25摩爾份的咔唑和5摩爾份的磷酸鉀溶于15毫升的甲苯溶液中;0.02摩爾份的催化劑(pd(pph3)2cl2)加入反應(yīng)體系中并于70℃下反應(yīng)1個(gè)小時(shí);隨后冷卻至室溫并用蒸餾水停止反應(yīng),經(jīng)分離、純化后得到化合物62,其產(chǎn)率為55%。質(zhì)譜[m]+:698.14;元素分析:c82.61,h4.48,n6.02,o2.29,s4.59,計(jì)算值:c82.59,h4.51,n6.01,o2.33,s4.49。
將上述實(shí)施例1-8中的硫、磷雜原子取代二苯并[g,p]稠二萘型衍生物作為有機(jī)電致發(fā)光器件的發(fā)光層材料,在施加適當(dāng)?shù)耐怆妷簳r(shí),測(cè)得該電致發(fā)光器件的性能如表1中所示。
表1:實(shí)施例1-8中有機(jī)電致發(fā)光器件(客體材料為ir(ppy)3)的性能表
以上所述的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明,本發(fā)明中所涉及的其他衍生物的制備方法與相應(yīng)的實(shí)施例方法相似,只是把相應(yīng)的二苯胺或/和咔唑替換成n-苯基-3-咔唑硼酸,1-苯基-2-苯并咪唑硼酸,6,6,12,12-四乙基-8-苯基-6,12-二(二氫茚)并[1,2-b:1’,2’-e]吡嗪-2-硼酸。同時(shí),應(yīng)理解的是以上所述的制備方法僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例,并不用于限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的原則范圍內(nèi)所做的任何修改、補(bǔ)充或類(lèi)似方式替代等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。