一种单硼杂环有机电子传输材料及其制备方法

摘要

本发明属于有机功能材料领域，具体涉及单硼杂环有机电子传输材料及其制备方法。本发明提出的电子传输材料在结构上双萘基、单硼杂六元环及取代芳香基，其优点如下：由于B元素存在于电子传输材料分子结构中，电子在共轭芳香基、B元素及有机发光电子器件中传递更直接，路径更短，即具有更高的电子传输效率。该材料由6-氯-6,13-二氢萘并[2,3-b:2',3'-e]硼杂环、芳基锂以及醋酸钯为起始原料，通过一步法制备获得，制备工艺简单。

说明书

技术领域

本发明属于有机功能材料技术领域，具体涉及单硼杂环有机电子传输材料及其制备方 法。

背景技术

有机电致发光也叫有机发光二极管(organic light-emitting diode)，简称为OLED，是近年 来国际上平板显示领域的一个研究热点。该类器件具有结构简单，成品率高，成本低；主动 发光、响应速度快，分辨率高等优点；并且驱动电压低、全固态、非真空器件，具有抗震 荡、耐低温(-40℃)性能，被认为是未来最有可能替代液晶显示器的一种新技术，引起了人 们极大关注。目前国内外对OL ED的研究主要集中在发光材料的研究，器件的制作和产品 研发上。

电子传输材料通常而言都是具有大的共轭平面的芳香族化合物，具有较高的电子迁移 率、较大的电离能、大的禁带宽度、成膜性和化学稳定性好，不易结晶。有代表性的电子传 输材料包括小分子的二唑类、蒽唑类和聚合物的全氟代亚苯基低聚物、氰基聚对苯撑乙烯 （CN-PPV）及其衍生物。但上述化合物的电子传输效率不高，导致有机发光器件性能低 下。具有平面大π共轭结构的化合物，如蒽、并四苯、并五苯等制备的有机电致发光器件具 有较高的发光效率，将Ⅲ族元素（如硼）引入平面大π共轭结构，则可从本质上提升电子传 输效率。

本发明将B元素与2个萘环形成类似于并五苯的共轭结构，是一种新型电子传输材料， 其优点如下：由于B元素存在于有机电子传输材料分子结构中，电子在共轭芳香基、B元素 及有机发光电子器件中传递更直接，路径更短，即具有更高的电子传输效率。

发明内容

本发明的目的在于提出一类单硼杂环有机电子传输材料及其制备方法。

本发明提出的单硼杂环有机电子传输材料，在结构上含双萘基、单硼杂六元环及取代 芳香基，其结构式如下所示：

其中R为苯基、2-甲基苯基、3-甲基苯基、4-甲基苯基、1-萘基之一种。。

本发明特别提出以下几种有机电子传输材料：

（1）中文名称：：6-苯基-6,13-二氢萘并[2,3-b:2',3'-e]硼杂环

英文名称：6-phenyl-6,13-dihydrodinaphtho[2,3-b:2',3'-e]borinine

分子式为C₂₇H₁₉B，化学结构式如下：

（2）中文名称：6-(2-甲基苯基)-6,13-二氢萘并[2,3-b:2',3'-e]硼杂环

英文名称：6-o-tolyl-6,13-dihydrodinaphtho[2,3-b:2',3'-e]borinine

分子式为C₂₈H₂₁B，化学结构式如下：

（3）中文名称：6-(3-甲基苯基)-6,13-二氢萘并[2,3-b:2',3'-e]硼杂环

英文名称：6-m-tolyl-6,13-dihydrodinaphtho[2,3-b:2',3'-e]borinine

分子式为C₂₈H₂₁B，化学结构式如下：

（4）中文名称：6-(4-甲基苯基)-6,13-二氢萘并[2,3-b:2',3'-e]硼杂环

英文名称：6-p-tolyl-6,13-dihydrodinaphtho[2,3-b:2',3'-e]borinine

分子式为C₂₈H₂₁B，化学结构式如下：

（5）中文名称：6-(1-萘基)-6,13-二氢萘并[2,3-b:2',3'-e]硼杂环

英文名称：6-(naphthalen-1-yl)-6,13-dihydrodinaphtho[2,3-b:2',3'-e]borinine

分子式为C₃₁H₂₁B，化学结构式如下：

本发明还提出了该类有机电子传输材料的制备方法，该材料由6-氯-6,13-二氢萘并[2,3- b:2',3'-e]硼杂环、芳基锂以及醋酸钯为起始原料，通过一步法制备获得，反应方程式如 下：

具体步骤如下：

氮气保护下，将6-氯-6,13-二氢萘并[2,3-b:2',3'-e]硼杂环及醋酸钯溶于无水四氢呋喃 中，冷却至-78℃，滴加芳基锂己烷溶液，滴毕，搅拌，继续反应24小时，升温至25℃， 加入氯仿及水，分液，有机层用无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，固体用真空升华法纯化， 得目标有机电子传输材料。

附图说明

图1为单硼杂环有机电子传输材料结构式。

具体实施方式

下面通过实施例进一步描述本发明

实施例1

氮气保护下，在三颈瓶中，将0.1mol6-氯-6,13-二氢萘并[2,3-b:2',3'-e]硼杂环及 0.001mol醋酸钯溶于50mL无水四氢呋喃中，冷却至-78℃，滴加1M的苯基锂己烷溶液 60mL，滴毕，搅拌，继续反应24小时，升温至25℃，加入氯仿200mL及水100mL，分 液，有机层用无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，固体用真空升华法纯化，得有机电子传输材 料6-苯基-6,13-二氢萘并[2,3-b:2',3'-e]硼杂环（A），收率：56%，熔点：〉300℃，元素分 析：C,91.54;H,5.41;B,3.05，计算值C,91.51;H,5.43;B,3.06，质谱测试：m/z:354 (100.0%)。

实施例2

氮气保护下，在三颈瓶中，将0.1mol6-氯-6,13-二氢萘并[2,3-b:2',3'-e]硼杂环及 0.001mol醋酸钯溶于50mL无水四氢呋喃中，冷却至-78℃，滴加1M的2-甲基苯基锂己烷 溶液60mL，滴毕，搅拌，继续反应24小时，升温至25℃，加入氯仿200mL及水 100mL，分液，有机层用无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，固体用真空升华法纯化，得有机 电子传输材料6-(2-甲基苯基)-6,13-二氢萘并[2,3-b:2',3'-e]硼杂环（B），收率：27%，熔 点：〉300℃，元素分析：C,91.41;H,5.70;B,2.89，计算值C,91.32;H,5.75;B,2.94，质谱 测试：m/z:368(100.0%)。

实施例3

氮气保护下，在三颈瓶中，将0.1mol6-氯-6,13-二氢萘并[2,3-b:2',3'-e]硼杂环及 0.001mol醋酸钯溶于50mL无水四氢呋喃中，冷却至-78℃，滴加1M的3-甲基苯基锂己烷 溶液60mL，滴毕，搅拌，继续反应24小时，升温至25℃，加入氯仿200mL及水 100mL，分液，有机层用无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，固体用真空升华法纯化，得有机 电子传输材料6-(3-甲基苯基)-6,13-二氢萘并[2,3-b:2',3'-e]硼杂环（C），收率：31%，熔 点：〉300℃，元素分析：C,91.38;H,5.72;B,2.90，计算值C,91.32;H,5.75;B,2.94，质谱 测试：m/z:368(100.0%)。

实施例4

氮气保护下，在三颈瓶中，将0.1mol6-氯-6,13-二氢萘并[2,3-b:2',3'-e]硼杂环及 0.001mol醋酸钯溶于50mL无水四氢呋喃中，冷却至-78℃，滴加1M的4-甲基苯基锂己烷 溶液60mL，滴毕，搅拌，继续反应24小时，升温至25℃，加入氯仿200mL及水 100mL，分液，有机层用无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，固体用真空升华法纯化，得有机 电子传输材料6-(4-甲基苯基)-6,13-二氢萘并[2,3-b:2',3'-e]硼杂环（D），收率：42%，熔 点：〉300℃，元素分析：C,91.30;H,5.73;B,2.97，计算值C,91.32;H,5.75;B,2.94，质谱 测试：m/z:368(100.0%)。

实施例5

氮气保护下，在三颈瓶中，将0.1mol6-氯-6,13-二氢萘并[2,3-b:2',3'-e]硼杂环及0.001mol 醋酸钯溶于50mL无水四氢呋喃中，冷却至-78℃，滴加1M的1-萘基锂己烷溶液60mL，滴 毕，搅拌，继续反应24小时，升温至25℃，加入氯仿200mL及水100mL，分液，有机层 用无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，固体用真空升华法纯化，得有机电子传输材料6-(1-萘基)- 6,13-二氢萘并[2,3-b:2',3'-e]硼杂环（D），收率：19%，熔点：〉300℃，元素分析：C,92.09; H,5.24;B,2.67，计算值C,92.04;H,5.26;B,2.70，质谱测试：m/z:404(100.0%)。