[發明專利]一種1,2,4-噁二唑小分子主體材料及其制備方法、應用

有效

• 申請號: 201410182190.3
• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN103951662A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 蘇仕健;葉華;周凱鋒;周世杰;曹鏞
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C07D413/14
• 分類號: C07D413/14;H01L51/54
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 陳文姬

技術領域

本發明涉及有機小分子主體材料，特別涉及一種1,2,4-噁二唑小分子主體材料及其制備方法、應用。

背景技術

自從1987年鄧青云博士等人首次報道了OLEDs以來，有機光電領域已經有了20多年的研究和發展。因為OLEDs本身具有的自發光性，快速的反應時間，寬的視角，高的對比度和輕的重量等優點，使得其在下一代平板顯示和白光照明中表現出非常誘人的應用前景。近些年來，基于OLEDs的研究主要集中在器件的高效率和長壽命。根據自旋量子統計理論，在電場激發下，單線態和三線態激子形成的比率大致為1:3，因此傳統的熒光OLEDs效率局限在25％。而磷光材料由于重金屬的旋軌作用，理論上可以同時獲得單線態和三線態激子的發射而達到100％的內量子效率。因此，使用磷光材料作為發光層是獲得高效的OLEDs的重要途徑，磷光有機發光二極管(PHOLEDs)故而引起了學術界和企業界的廣泛關注。而典型的磷光發射體具有長的壽命，可以在較遠距離范圍內擴散，從而導致潛在的濃度淬滅和三線態-三線態(T₁-T₁)湮滅，最終導致器件的性能下降。為了克服上述缺陷，在通常情況下，把三線態的磷光材料摻雜到合適的主體材料中。因此，要獲得高效的PHOLEDs，主體材料的選擇是極其重要的。對于主體材料，有一些本征的要求：1)主體材料的三線態能級(E_T)要比磷光發射體E_T的要高，從而保證從主體到客體的放熱的能量轉移，把三線態激子限制在摻雜客體內，阻止相反的從客體到主體的能量轉移；2)要有好的載流子遷移性能以平衡電荷，來增大電子和空穴復合的幾率；3)層與層之間的HOMO和LUMO能級要匹配，以減小器件的驅動電壓；4)薄膜要有良好的熱、形態的穩定性，從而延長器件的操作壽命。所以，開發新型的雙極傳輸主體材料具有非常重要的意義。

發明內容

為了克服現有技術的上述缺點與不足，本發明的目的在于提供一種1,2,4-噁二唑小分子主體材料，具有較好的溶解性及成膜性，具有較強的親電性，較低的LUMO能級，較高的電子遷移率。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種1,2,4-噁二唑小分子主體材料，具有以下化學結構中的一種：

其中，Ar為電子給體單元，Ar與苯環以任意的連接方式連接。

Ar的結構如下：

其中咔唑與苯環以任意的連接方式連接。

所述1,2,4-噁二唑小分子主體材料為3,5-雙(3'-(9H-咔唑-9-基)聯苯-3-基)-1,2,4-噁二唑、2,5-雙(3'-(9H-咔唑-9-基)聯苯-3-基)-1,3,4-噁二唑、1,3-雙(5-(3'-(9H-咔唑-9-基)聯苯-3-基)-1,2,4-噁二唑-3-基)苯、1,3-雙(3-(3'-(9H-咔唑-9-基)聯苯-3-基)-1,2,4-噁二唑-5-基)苯、3,5-雙(3'-(9H-咔唑-9-基)聯苯-3-基)-1,2,4-噁二唑中的一種。

所述的1,2,4-噁二唑小分子主體材料的制備方法，包括以下步驟：以溴苯腈作為最初的反應原料，制備得到雙溴取代的中間體1,2,4-噁二唑化合物，然后通過Suzuki偶聯反應將電子給體單元接到雙溴取代的中間體1,2,4-噁二唑化合物上。

3,5-雙(3'-(9H-咔唑-9-基)聯苯-3-基)-1,2,4-噁二唑的制備方法如下：

步驟一：制備3,5-雙-(3-溴苯基)-1,2,4-噁二唑

在氮氣氣氛下，加入3-溴苯甲酰氯到溶有3-溴-N-羥基-芐脒的無水吡啶中,在110～120℃的油浴條件下攪拌2天，冷卻到室溫后，倒入去離子水中；抽濾，所得的固體用水和乙醇洗滌，并用無水乙醇重結晶得白色固體；

其中，3-溴苯甲酰氯與3-溴-N-羥基-芐脒的摩爾比為1:(1～1.2)；

步驟二：制備3,5-雙(3'-(9H-咔唑-9-基)聯苯-3-基)-1,2,4-噁二唑

在氬氣氣氛下，加入3,5-雙-(3-溴苯基)-1,2,4-噁二唑、9-(3-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼烷-2-基)苯基)-9氫-咔唑、K₂CO₃溶液，四三苯基磷合鈀，甲苯，乙醇，加熱到90～100℃，攪拌反應22～26h；冷卻到室溫后，加入水淬滅反應，并用二氯甲烷稀釋，分液得有機相，水相用DCM萃取，合并有機相，再用飽和食鹽水洗滌有機層，用無水硫酸鎂干燥，抽濾，所得的濾液在減壓下除去溶劑；柱分離得白色固體，即為目標產物；