[发明专利]红荧烯类似物及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种红荧烯类似物及其制备方法与应用。

背景技术

自从1977年掺杂聚乙炔被发现具有导电性以来，掀起了有机电子学研究与开发的浪潮，π共轭是有机电子材料的共性。一般来说，具有大共轭体系的稠环和杂环化合物都具有潜在的研究和应用前景，如并五苯，酞菁铜等。

多环芳香族化合物红荧烯，以其高的荧光量子效率（Φ>0.75）和高的空穴迁移率(>15cm²/V.s),在有机发光器件（OLEDs）和有机场效应晶体管（OFETs）领域都被广泛研究,成为有机电子学的经典材料。同时红荧烯在光致发光、电致发光、化学发光、复合材料等领域得到广泛应用。

但是红荧烯的一些性质也限制了它的广泛应用，如成膜性差，易被光氧化等限制了它在场效应晶体管的应用；同时红荧烯本身只是一种黄光材料，限制了其在OLEDs的扩展应用，为了获得其他颜色的光，一种方法是采用掺杂其他空穴传输层中以改变光色或提高发光强度，另外是在苯环上接入其它基团以合成红荧烯衍生物来使其发光波长红移等。相关研究中，已有2-甲基红荧烯、巯基红荧烯、红荧烯二甲酸、甲氧基红荧烯、氨基红荧烯等被报道。但是，直接借鉴红荧烯的结构，用其它种类的芳香基团（如噻吩）取代苯基从而制备红荧烯类似物的方法还未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种红荧烯类似物及其制备方法与应用。

本发明提供的红荧烯类似物，也即式I所示化合物，

式I

所述式I中，所述Ar和Ar₁均选自碳原子总数为4-12的芳香基团和碳原子总数为1-8的烷基链取代的芳香基团、含氟苯基、含氮杂环基、含硅杂环基、苯并噻吩基和二苯并噻吩基中的任意一种。

优选的，所述Ar选自苯基、噻吩基、含氟苯基、芴基、苯并噻吩基和二苯并噻吩基中的任意一种；

所述Ar₁选自苯基、噻吩基、含氟苯基、含氮杂环基和含硅杂环基中的任意一种。

本发明提供的制备式I所述化合物的方法，包括如下步骤：将式II所示化合物于溶剂中与亲电试剂和单电子转移试剂混合进行反应，反应完毕得到所述式I所示化合物。

所述方法中，所述亲电试剂选自苯基磺酰氯、三氟乙酸酐、乙酸酐、甲基磺酸酐、三氟甲磺酰氯和对甲基苯磺酰氯中的至少一种；

所述单电子转移试剂选自三甲胺、二乙胺、三乙胺、二丙胺、三丙胺、N，N-二异丙基乙基胺、二乙胺、吡啶和1,3-环己二烯中的至少一种；

所述式II所示化合物、亲电试剂和单电子转移试剂的投料摩尔用量比为1：1-5:1-9优选1：1.5：1.7；

所述反应步骤为先在0-5℃进行反应20-40min再升温至100-110℃进行反应4-20小时，具体为在0-5℃进行反应20min再升温至110℃进行反应10小时；

所述溶剂选自甲苯、二甲苯、氯苯、二氯苯、N，N-二甲基乙酰胺和N，N-二甲基丙酰胺中的至少一种；

所述反应在惰性气氛中进行；所述惰性气氛为氮气气氛或氩气气氛。

上述制备式II和式I所示化合物的反应流程如下所示：

上述本发明提供的式I所示化合物在制备有机半导体器件中的应用及含有式I所示化合物的有机半导体发光器件，也属于本发明的保护范围。

式II所示化合物可为按照如下方法制备而得：将与正丁基锂在-78℃至25℃下反应后再加入升温至5-25℃进行反应，反应完毕得到所示式II所示化合物；

所述和中，Ar、Ar₁和Ar₂的定义与前述相同。

所述方法中，所述正丁基锂、的投料摩尔用量比为1:1.0-1.3:1-1.5，优选1:1.1:1.0；

所述与正丁基锂在--78℃至25℃下反应步骤中，时间为40-100min，优选60min；

所述再加入升温至5-25℃进行反应步骤中，时间为8-20小时，优选12小时；

所述溶剂选自甲苯、二甲苯、氯苯、二氯苯、N，N-二甲基乙酰胺和N，N-二甲基丙酰胺中的至少一种；

所述反应均在惰性气氛中进行；所述惰性气氛为氮气气氛或氩气气氛。

本发明的优点在于：

1、此反应路线具有简单高效、环境友好、原料价格廉价、合成成本低的优点；方法普适性高，重复性好；

2、不同取代的芳香基团可以使得红荧烯类似物的晶体堆积结构发生改变，扩展应用范围。