[發明專利]一種發光的四配位梯形有機硼化合物及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201610826043.4
• 申請日: 2016-09-14
• 公開（公告）號: CN106518901B
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 趙強;秦妍妍;許文娟;佘鵬飛;楊繼光;劉淑娟;黃維
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: C07F5/02
• 分類號: C07F5/02;C09K11/06;H01L51/54
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 沈進

技術領域

本發明屬于有機光電功能材料技術領域，具體涉及一種發光的四配位梯形有機硼化合物及其制備方法和應用。

背景技術

近年來，具有π共軛骨架的光電功能材料吸引了國內外眾多學者的研究興趣，這些材料在有機半導體材料和電子器件方面有很好的應用，比如在有機太陽能電池、有機發光二極管、有機場效應晶體管、有機存儲器件、化學傳感器和生物傳感器等領域的應用成為國際研究的熱點。有機半導體相比無機半導體而言，具有質輕、價廉、柔性、種類繁多、制備方法簡單等優點。

碳原子骨架的大π共軛體系中引入硼原子(主族元素原子)，是非常有效的調節有機光電信息材料光電性質的途徑。通過改變硼原子與π共軛體系之間的軌道相互作用、電子效應，以及雜原子價鍵數不同引起的獨特的結構特點，從而對整個分子體系的電子性質進行調控。近年來，具有π共軛體系的有機硼發光化合物因其獨特的性能引起了化學家們的關注。這類化合物被廣泛應用于非線性光學、化學傳感、有機電致發光、生物分子識別等領域。這些性質使其在光電子領域有著廣泛應用，如光化學傳感器、有機發光二極管(OLEDs)中的發射層和電子傳輸材料、雙光子吸收和發射材料等。

早在1955年，Wittig和Herwig就報道了三[4-(N,N-二甲氨基)苯基]硼烷的合成及其光物理性質，但是由于這一化合物在空氣中很不穩定，并未能引起人們進一步的研究興趣。1971年，Williams等通過在硼原子上引入位阻較大的2,4,6-三甲基苯基(簡稱米基，mesityl,Mes)，制備了穩定的三米基硼烷。進一步的研究發現，兩個米基就可以使體系有足夠高的穩定性，從而為制備穩定的有機硼π-共軛化合物提供了一個有效途徑，并由此激發了人們對有機硼π-共軛化合物的研究興趣。利用硼構筑π-共軛光電功能材料主要基于硼元素以下3個方面的特性：(1)特殊的軌道相互作用。硼元素最外層空的p軌道與π-體系的π^＊軌道間可以形成p_π-π^＊共軛而降低體系的最低未占有軌道(LUMO)能級；(2)Lewis酸性。由于空p軌道的存在，硼很容易與Lewis堿如氟離子絡合打破p_π-π^＊共軛而引起相應體系光電性能的顯著變化；(3)大的立體位阻效應，由于空p軌道的存在，為提高有機硼π-共軛化合物的穩定性，通常需要在硼原子上引入大體積的芳香基團，如Mes和2,4,6-三異丙苯基，因此相應的硼取代基也會表現出大的立體位阻效應。在分子設計中，通過合理地利用硼元素的上述特性，將其引入到π-共軛體系的不同位置，可以獲得不同結構類型的具有獨特光電性能的有機π-共軛新材料，如非線性光學材料、雙光子吸收和發光材料、有機電致發光器件中的電子傳輸材料和發光材料以及化學傳感器等。

由于三配位有機硼化合物中硼原子具有空的2p_π軌道，N、O等原子的原子軌道中的孤對電子可以填充到硼的p_π軌道中而形成配位鍵，從而使硼原子達到四配位。與三配位硼化合物相比，四配位硼化合物通常具有較高的化學穩定性，并且易于制備。常見的四配位有機硼化合物包括N^N、N^O、N^C、C^O、C^C、O^O螯合的配合物，分子內B…X配位鍵的形成使分子骨架趨于平面，有利于增大π電子的離域程度，是非常有潛力的一類有機光電功能材料。

具有分子內B-N螯合結構的四配位硼化合物在電致發光領域的潛在應用得到了人們的關注，這類化合物通常具有發光性能和一定的電子傳輸性能，可以作為主體發光材料應用于器件中并有效的簡化器件結構。然而具有梯形結構的硼化合物很少，且它們在電致發光器件中的應用還未被報道。通過化合物的分子結構性能，以及梯形結構的引入、硼螯合、取代基對于材料性能的影響等方面的研究，從而設計與合成一種有機硼化合物從而構筑特定較好發光性能和電子傳輸性能的雙功能材料。

發明內容

技術問題：本發明的目的在于提供一種發光的四配位梯形有機硼化合物及其制備方法和該化合物在氟離子探針、發光材料和電子傳輸材料中的應用。

技術方案：本發明涉及一種發光的四配位梯形有機硼化合物，所述發光的四配位梯形有機硼化合物具有如下結構通式：

其中，R的結構為：

n為1-18的正整數。

上述的一種發光的四配位梯形有機硼化合物的制備方法，該制備方法包含以下步驟：