[发明专利]多功能化修饰叔丁基咔唑膦氧主体材料、合成方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及有机电致发光材料、合成方法及其应用。

背景技术

1997年等在《Nature》上报道了首例以有机过渡金属配合物为发光体的有机电致磷光器件，发现电致磷光材料可同时利用单线态和三线态激子发光，其理论内量子效率可达到100%，引起了人们广泛的关注和研究。近年来，基于磷光材料的有机电致发光二极管（OLEDs）由于其体积小质量轻、可挠曲、发光效率高、响应速度快等突出的优点而备受人们的关注。然而，由于电致磷光材料本身较长的激发态寿命使得其本身存在严重的浓度淬灭和三重态-三重态湮灭效应，从而极大地降低器件的发光效率和亮度。研究发现采用一种合适的主体材料对客体材料进行分散，增大客体间的距离并削弱客体分子间的相互作用，可以有效地抑制这些淬灭和湮灭效应，从而大幅度地提高器件的效率等性能。研究表明主体材料的三重态激发态能级及其载流子注入/传输能力是影响掺杂型电致磷光器件性能的两个主要因素。具有较高三线态能级的主体材料，往往具有较宽的能隙，后者往往导致电致磷光器件的驱动电压偏高。因此，高的三重态激发态能级与良好的载流子注入/传输能力之间的矛盾就成为影响电致磷光主体材料性能的一对主要矛盾。

近年来，具有载流子传输能力的主体材料成为研究的热点，其中，芳香膦氧类主体材料由于其自身一些突出的优点而引起人们的极大兴趣：膦氧（P=O）基团通过C-P饱和键将芳香基团连接起来，能够有效的阻断共轭，保证分子具有较高的三线态能级；同时P=O基团具有极化分子的作用，可提高分子的电子注入传输能力。因此，通过改变取代基团的类型、数量和修饰位置便可以调节材料的激发态能级。有望实现高激发态能级和好的载流子注入传输能力兼并的高效电致磷光主体材料。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有有机电致发光主体材料应用到有机电致发光器件的发光效率和亮度低，主体材料高的三重态激发态能级与良好的载流子注入/传输能力之间矛盾所导致其作为的主体材料应用于电致发光器件的启亮电压偏高的问题，而提供多功能化修饰叔丁基咔唑膦氧主体材料、合成方法及其应用。

本发明提供的多功能化修饰叔丁基咔唑膦氧主体材料共6种，其中在结构为（I）的叔丁基咔唑母体上分别引入一个或两个具有载流子传输特性的膦氧功能基团的有2种；在结构为(II)的9-苯基叔丁基咔唑母体上分别引入一个、两个或三个具有载流子传输特性的膦氧功能基团的有4种，母体结构分别如下：

6种多功能化修饰叔丁基咔唑膦氧主体材料如下：

(1)当以叔丁基咔唑为母体，X为二苯基膦氧，Y为氢时，化合物为tBCzHSPO，其结构式为(III)；

(2)当以叔丁基咔唑为母体，X、Y为二苯基膦氧，化合物为tBCzHDPO，其结构式为(IV)；

(3)当以9-苯基叔丁基咔唑为母体，X为二苯基膦氧，Y和Z为氢时，化合物为tBCzPSPO，其结构式为(V)；

(4)当以9-苯基叔丁基咔唑为母体，X、Y为二苯基膦氧，Z为氢时，化合物为tBCzPDPO，其结构式为(VI)；

(5)当以9-苯基叔丁基咔唑为母体，X、Z为二苯基膦氧，Y为氢时，化合物为tBCzPPOSPO，其结构式为(VII)；

(6)当以9-苯基叔丁基咔唑为母体，X、Y和Z为二苯基膦氧，化合物为tBCzPTPO，其结构式为(VIII)。

多功能化修饰叔丁基咔唑膦氧主体材料的合成方法按下列步骤实现：

一、将1mmol的咔唑、2～5mmol的氯代叔丁烷、50～100ml的氯仿和0.5～1.5mmol的无水AlCl₃搅拌反应5～24小时，然后倒入冰水中，依次用HCl溶液、饱和NaHCO₃和CH₂Cl₂萃取得到有机相，得到的有机相干燥后用硫酸酸化，再用饱和NaHCO₃萃取得到有机层，干燥后以石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂为淋洗剂进行纯化得到叔丁基咔唑；

二、将步骤一合成的叔丁基咔唑溶于N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中，按叔丁基咔唑与N-溴代丁二酰亚胺的摩尔比为1︰(2～3)加入N-溴代丁二酰亚胺（NBS），反应1～10小时后倒入冰水中析出固体，抽滤得到叔丁基咔唑双溴；