[发明专利]芴基芳香膦氧化合物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及芴基芳香膦氧化合物及其制备方法和应用。

背景技术

上世纪80年代以来以有机材料及器件为研究对象的有机电子学获得了蓬勃发展，已经在包括光电信息功能材料、有机光电导、有机激光材料、有机电稳态材料以及有机太阳能电池等诸多领域取得了令人瞩目的成果。有机电致发光材料及显示器件由于具有重量轻、厚度薄、驱动电压低、响应速度快、视角范围宽、显示色彩丰富、亮度高、分辨率高、易实现大面积平板显示等优良性能已成为目前国际上研究的重点。其中电致磷光二极管(PHOLEDs)因其极高的发光效率成为人们关注的焦点。但由于主体材料的发展缓慢，严重阻碍了有机蓝光PHOLEDs的发展。一个好的蓝光主体材料要求具有高的三线态能级和具有好的电荷传输性能。在设计上人们通过提高主体材料的共轭长度来增加材料的电荷传输性能，但三线态能隙受到严重影响，器件效率无法达到人们的要求。

为了在提高主体材料三线态能隙的同时，保持器件的高效性，人们不断寻找合适的材料，有机膦氧类材料吸引了人们的目光。有机膦氧类材料具有以下特点：

(1)膦氧基团的外围引入，可以有效的打断分子中心和外围的共轭延续，保持分子高的三线态能隙；

(2)膦氧基团具有极化作用，一定程度上影响分子的能级分布；

(3)膦氧基团本身具有电荷传输性能，调节分子的电荷平衡，促进电荷注入和传输。

由于以上特点，膦氧主体材料的研究已经受到了高度关注，并已成为构筑新型有机电致蓝光主体材料的重要研究方向之一。

发明内容

本发明提供了芴基芳香膦氧化合物及其制备方法和应用，以芴为生色团，将膦氧基团连接在芴的9位C原子上，得到能保持更好的三线态能隙和极化的芴基芳香膦氧化合物，利用其制作得到的有机电致磷光器件具有低驱动电压、高效率及效率稳定性。

本发明的芴基芳香膦氧化合物的结构通式如下：

其中，R为氢原子、正丁基或者二苯基氧膦基团。

当R为氢原子时，本发明的芴基芳香膦氧化合物的结构式为：

当R为正丁基时，本发明的芴基芳香膦氧化合物的结构式为：

当R为二苯基氧膦基团时，本发明的芴基芳香膦氧化合物的结构式为：

本发明的芴基芳香膦氧化合物的制备方法是通过以下步骤实现的：一、将9，9-二对溴苯基芴(或者9-苯基-9-对溴苯基芴)加入盛有四氢呋喃的反应器中，搅拌溶解后降温至-78℃～0℃，然后向反应器中滴加正丁基锂(n-BuLi)，搅拌反应1～2小时，然后再升温至0℃后搅拌反应0.5～3小时，得反应体系A，其中，9，9-二对溴苯基芴(或者9-苯基-9-对溴苯基芴)与正丁基锂的摩尔比为1∶1～4，9，9-二对溴苯基芴(或者9-苯基-9-对溴苯基芴)摩尔量与四氢呋喃体积的比例为1mmol∶4～6mL，四氢呋喃经过无水无氧处理；二、将反应体系A降温至-78～0℃，然后向反应体系A中滴加氯化二苯基膦(Ph₂PCl)，在-78～0℃的温度下搅拌反应1～3小时得反应体系B，再将反应体系B升至室温，并在室温下搅拌反应4～8小时，然后将反应后体系萃取后提纯得到芴基芳香膦衍生物粗产品，其中，氯化二苯基膦与步骤一中9，9-二对溴苯基芴(或者9-苯基-9-对溴苯基芴)的摩尔比为2～5∶1；三、将步骤二得到的芴基芳香膦衍生物粗产品溶解于CH₂Cl₂中，然后加入H₂O₂，在室温下反应0.5～8小时，萃取后提纯，得芴基芳香膦氧化合物；步骤三中H₂O₂与芴基芳香膦衍生物粗产品的摩尔比为1～2∶1。本发明的制备方法的步骤一和步骤二在保护气体气氛中完成。

本发明步骤一中的四氢呋喃可以采用无水乙醚代替。

本发明的步骤一中的9，9-二对溴苯基芴是通过以下步骤制备得到的：一、将芴酮和乙酰苯胺放入反应器中，再像反应器中加入甲烷磺酸，得反应前体系，然后将反应前体系在90～180℃反应12-48h后再加入浓度6mol/L～8mol/L的HCl水溶液，继续反应4～12h，得反应后体系，再将反应后体系经水重结晶，再NaOH饱和溶液中和后得9，9-二对氨基苯基芴，其中乙酰苯胺和芴酮的摩尔比为2～10∶1，甲烷磺酸与芴酮的摩尔比为1～5∶1，HCl水溶液中HCl和芴酮的摩尔比为10～30∶1；