[发明专利]一种芘并咪唑衍生物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于有机光电材料领域，具体涉及一种芘并咪唑衍生物及其制备方法和应用。

背景技术

有机电致发光的研究工作可以追溯到上个世纪60年代。1963年，Pope等人以电解质溶液为电极，在蒽单晶的两侧施加400V电压，观察到了蒽单晶的电致发光现象。1969年，Dresener等人引入了固体电极于电致发光器件中，对电致发光的发展起到了一定的推动作用。1982年，Vincett等人使用金属材料作为电极(阴极为铝，阳极为金)，蒽薄膜作为发光层制备了电致发光器件，使得驱动电压大大降低，约为30V左右。

虽然此时的发光效率和器件寿命都没有达到实际应用的水平，但是这种崭新的器件结构和低的驱动电压使得人们对于电致发光有了新的的认识，也为后来人们研究电致发光奠定了基础。

1987年，美国Kodak公司的Tang等人用8-羟基喹啉铝(Alq₃)作为发光材料，铟锡氧化物(ITO)导电膜作为阳极，镁银合金作为阴极制备了性能优异的有机电致发光器件。器件采用双层薄膜夹心式结构，用芳香二胺材料作为空穴传输层，最高亮度可达1000cdcm^-2，发光效率为1.5lmW^-1，驱动电压低于10V，寿命超过100h。这一结果在有机电致发光的历史上也具有划时代的意义，使有机电致发光应用于实际生活中成为了可能。

1989年，日本九州大学的Adachi等人在器件中引入了电子传输层，制备了经典的三明治结构的三层夹心式的器件，在Tang的基础上进一步降低了驱动电压，同时提高了器件的发光效率，随后有机电致发光的研究得到了长足的发展。

芘和咪唑都是有机电致发光材料经典的构筑单元，芘的活性位点多并且可修饰性好，咪唑的独特的结构可以很好的调节材料的能级结构，同时使衍生物的电子传输性能有了一定程度的提升。芘并咪唑基团结合了芘和咪唑二者的优势，将咪唑并入芘的结构上形成的一种新颖的结构形式，在有机光电材料领域具有很好的发展前景。如CN 104592238A、CN 104592125A、CN103772362A等公开了芘并咪唑衍生物及其制备方法，及其在电致发光器件中的应用。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种新的芘并咪唑衍生物。本发明的衍生物通过咪唑基团的引入可调节化合物的能级结构和电子传输性能。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种芘并咪唑衍生物，具有如下结构通式(A)：

其中，R₁和R₂独立选自苯基、1-萘基、2-萘基、2-蒽基、9-蒽基、9-(10-苯基)-蒽基、9-(10-(1-萘基))-蒽基、9-(10-(2-萘基))-蒽基、1-芘基、2-芘基、C₆～C₂₄芳烃、多环芳烃或烷基取代的多环芳烃，其中所述R₁、R₂可以相同，也可以不同。

芘由四个苯环构成，是平面对称结构的芳香稠环，活性位点多并且可修饰性好。咪唑为含氮的五元杂环，其N1原子的未共用电子对参与咪唑环状共轭，N3原子的未共用电子对为孤对电子，咪唑的这种独特的结构可以很好的调节材料的能级结构，同时使衍生物的电子传输性能有了一定程度的提升。综合芘和咪唑基团的优势，我们将咪唑并入芘的结构上形成一种新颖的结构形式，即芘并咪唑基团，在有机光电材料领域具有很好的发展前景。

作为优选，本发明的衍生物为下列化学式的衍生物：

上述化合物是符合本发明精神和原则的代表结构，应当理解，列出以上化合物结构，只是为了更好的解释本发明，并非是对本发明的限制。

本发明的目的之二在于提供一种本发明所述的芘并咪唑衍生物的制备方法，包括如下步骤：

(1)将芘经氧化反应氧化为4,5-芘二醌；反应式如(I)所示：

(2)将步骤(I)所得4,5-芘二醌采用Debus-Radziszewski咪唑合成法得到9-(4-溴基)-9-氢-芘并咪唑或10-(4-溴基)-9-氢-芘并咪唑或9,10-(4-溴基)-9-氢-芘并咪唑；反应式如(II)所示：