[發(fā)明專利]一種四聚吲哚衍生物材料及其制備方法與應(yīng)用

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410079211.9
• 申請日: 2014-03-05
• 公開（公告）號: CN103880850A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賴文勇;黃維;王芳;李祥春;徐巍棟
• 申請（專利權(quán)）人: 南京郵電大學
• 主分類號: C07D487/22
• 分類號: C07D487/22;C09K11/06;H01L51/54;H01L51/46
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 胡玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一類以四聚吲哚為核，熒光生色團寡聚體為枝的四臂或八臂支化結(jié)構(gòu)功能材料及其制備方法和在有機電致發(fā)光、太陽能電池、有機電存儲及有機激光等領(lǐng)域的應(yīng)用領(lǐng)域。

技術(shù)背景

近年來，由于有機半導體材料相對于無機半導體材料具有便于設(shè)計、制備簡單、易于加工（如采用溶液法的低成本旋涂、噴墨打印技術(shù)等）和可實現(xiàn)大面積、柔性器件等諸多特點和優(yōu)勢，受到人們的廣泛關(guān)注和研究。其中，小分子材料通常通過真空蒸鍍成膜制備器件，器件制備困難、成本高，不利于大面積柔性器件的制備；相對于小分子，高分子聚合物材料由于具有長的分子鏈和比較高的分子量容易通過簡單、廉價的溶液法（如旋涂、噴墨打印、絲網(wǎng)印刷等）成膜制備器件，但是聚合物材料分子量具有不確定性，其純度很難控制，導致器件性能不穩(wěn)定。此外，由于線形剛性共軛聚合物分子鏈間易于形成π-π堆積而引起分子間聚集，也會導致非輻射或弱發(fā)射的增加，使得其熒光量子效率大幅降低。而單分散多臂結(jié)構(gòu)大分子，既具有小分子明確的分子量、易于純化等突出優(yōu)點，又兼具聚合物高分子材料溶液法加工成膜等優(yōu)良加工特性，可以顯著降低器件制作成本，受到越來越多的廣泛關(guān)注和研究。目前，三聚吲哚（三并咔唑）作為C3對稱分子具有獨特的剛性結(jié)構(gòu)和高度對稱性，并且有很好的π共軛性和空穴傳輸能力，已被較多應(yīng)用于有機電子領(lǐng)域。

四聚吲哚由于其在合成方法上頗具挑戰(zhàn)性，目前尚未見基于四聚吲哚結(jié)構(gòu)單元的功能材料應(yīng)用于有機電子領(lǐng)域特別是有機電致發(fā)光等領(lǐng)域的相關(guān)文獻或公開專利的報道。關(guān)于四聚吲哚的合成方面，僅有兩篇文獻報道（Hiyoshi,H.,T.Sonoda,and?S.Mataka,Synthesis?of?novel?symmetric?cyclic?indole-tetramers.Heterocycles,2006.68(4):p.763-769.和Talaz,O.and?N.Saracoglu,A?study?on?the?synthesis?of?structural?analogs?of?bis-indole?alkaloid?caulerpin:a?step-by-step?synthesis?of?a?cyclic?indole-tetramer.Tetrahedron,2010.66(10):p.1902-1910.），而且其合成方法復雜，反應(yīng)步驟繁瑣，提純困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一類四聚吲哚衍生物光電功能材料的制備方法及其應(yīng)用。

技術(shù)方案：本發(fā)明提出的支化結(jié)構(gòu)光電功能材料，其設(shè)計思路是，以四聚吲哚結(jié)構(gòu)單元為骨架，將共軛結(jié)構(gòu)的熒光生色團作為功能基團嫁接到骨架周圍，形成四臂或八臂結(jié)構(gòu)的功能材料。通過選擇特定的功能基團實現(xiàn)分子的目標功能，比如獲得穩(wěn)定高效的有機電致發(fā)光材料，獲得具有優(yōu)良性能的有機太陽能電池材料、有機電存儲材料或有機激光材料，獲得能級可調(diào)的熒光染料摻雜主體材料或磷光染料摻雜主體材料等；通過嫁接共軛結(jié)構(gòu)生色團來構(gòu)筑具有四臂或八臂支化結(jié)構(gòu)功能材料，使得此類材料具有特定的空間拓撲結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、形態(tài)穩(wěn)定性及成膜性等。其特殊的光電性能，使其在有機電致發(fā)光、有機太陽能電池、有機電存儲及有機激光等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價值。

它具有如下所示之一的支化結(jié)構(gòu)：

其中，Ar為含芳香基的熒光生色團，n為生色團重復單元數(shù)，R為芳香基或者是含不超過24個碳原子的烷基。R’為氫原子、芳香基或含不超過24個碳原子的烷基。

Ar為如下含芳香基的熒光生色團任一種：

其中R1、R2、R3、R4為各自獨立的氫原子或C1-C24的烷基或C1-C24的烷氧基或C6-C24的芳香基或C2-C24的雜芳基或C6-C24的芳烷基或芳氧基或C3-C24的環(huán)烷基或C2-C24的雜環(huán)烷基；*為芳香基的熒光生色團與四聚吲哚的連接位置。

Ar為9,9-二取代芴或9-取代咔唑或芘，其具體結(jié)構(gòu)式如下：

（1）Ar為9,9-二取代芴：

其中，R和R”為芳香基或含不超過24個碳原子的烷基，R’為氫原子、芳香基或不超過24個碳原子的烷基，n為不超過4的自然數(shù)；

（2）Ar為9-取代咔唑：

其中，R和R”為芳香基或含不超過24個碳原子的烷基，R’為氫原子、芳香基或不超過24個碳原子的烷基，n為不超過4的自然數(shù)；

（3）Ar為芘：